本文選題：能耗基礎(chǔ)數(shù)據(jù) + 啟動能耗��； 參考：《重慶大學(xué)》2015年碩士論文

【摘要】：機(jī)床量大面廣,能量消耗總量巨大,并且能量效率低,節(jié)能潛力很大,因此對機(jī)床能耗與能效的研究十分重要。機(jī)床能耗與能效的研究及應(yīng)用均需要機(jī)床能耗基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的支持,為此本文在國家自然科學(xué)基金重點項目“機(jī)械加工制造系統(tǒng)工件能量效率的預(yù)測建模及預(yù)測方法研究”(項目編號:51375513)和國家863計劃課題“機(jī)床產(chǎn)品機(jī)械加工制造系統(tǒng)能效優(yōu)化提升技術(shù)及應(yīng)用”(課題編號:2014AA041506)的支持下,對機(jī)床能耗基礎(chǔ)數(shù)據(jù)建模及獲取方法進(jìn)行了研究。主要工作概括如下:機(jī)床能耗基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的構(gòu)成和分析。本文首先對機(jī)床服役過程進(jìn)行了時段分析,并根據(jù)時段過程分析了各時段中的能耗基礎(chǔ)數(shù)據(jù)以及能耗基礎(chǔ)數(shù)據(jù)涉及到的能耗部件。其中,由于待機(jī)能耗和空載能耗相對穩(wěn)定,可用常數(shù)表示,因此,本文僅對機(jī)床啟動過程能耗和切削加工過程能耗基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行研究。機(jī)床啟動能耗建模及獲取方法研究。機(jī)床啟動能耗的能耗規(guī)律和計算模型均十分復(fù)雜,難于獲取。本文分析了啟動過程的能耗特性并建立了相應(yīng)的能耗模型�；诖四Ｐ�,本文提出了一種啟動能耗基礎(chǔ)數(shù)據(jù)獲取方法。該方法中利用啟動過程功率變化特性與機(jī)床其它服役過程中功率變化的特性有較大區(qū)別這一特點,利用功率相對變化率來判定啟動過程,并針對有級調(diào)速機(jī)床和無級調(diào)速機(jī)床提出了利用離散功率數(shù)據(jù)求和法和連續(xù)函數(shù)積分法兩種方式來分別獲取這兩種機(jī)床的啟動時長和啟動能耗基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。機(jī)床切削加工系統(tǒng)載荷損耗系數(shù)獲取方法研究。機(jī)床的切削能耗可通過已獲得的機(jī)床載荷損耗系數(shù)獲取,因此機(jī)床載荷損耗系數(shù)的獲取便成為快捷獲取機(jī)床切削能耗的關(guān)鍵。本文提出一種機(jī)床切削加工系統(tǒng)載荷損耗系數(shù)的映射測取方法。該方法選一臺機(jī)床作為基準(zhǔn)機(jī)床,通過設(shè)計基準(zhǔn)樣件、基準(zhǔn)切削參數(shù)和采用的基準(zhǔn)刀具,在基準(zhǔn)機(jī)床上通過實驗獲取基準(zhǔn)樣件在基準(zhǔn)切削參數(shù)下的切削功率;基于獲得的切削功率均值建立切削加工系統(tǒng)的整體切削功率模型,將基準(zhǔn)機(jī)床的整體切削功率模型映射到其它能夠加工該基準(zhǔn)樣件的任一機(jī)床上;然后通過用相同刀具加工基準(zhǔn)樣件并檢測該機(jī)床的切削加工系統(tǒng)總輸入功率,再根據(jù)獲得的切削功率模型和預(yù)先建立的待測機(jī)床的空走刀功率數(shù)據(jù)庫,獲取該機(jī)床切削加工系統(tǒng)的載荷損耗系數(shù)。該方法為機(jī)床載荷損耗系數(shù)獲取十分困難的難題提供了一種解決方案。案例分析和應(yīng)用前景分析表明,本文所提出的機(jī)床啟動能耗和載荷損耗系數(shù)獲取方法可以快捷準(zhǔn)確地獲取機(jī)床啟動能耗數(shù)據(jù)和載荷損耗系數(shù),誤差較小,應(yīng)用方便;再加上已有的關(guān)于機(jī)床待機(jī)能耗和空載能耗的研究,便可獲得機(jī)床運行過程中所有的能耗基礎(chǔ)數(shù)據(jù),為機(jī)床能量消耗分析、能量效率評價、能量消耗預(yù)測和能耗定額制定等能提供數(shù)據(jù)支持,具有廣闊的應(yīng)用前景。
[Abstract]:The research on energy consumption and energy efficiency of machine tool is very important because of its large quantity of machine tools, huge amount of energy consumption, low energy efficiency and great potential of energy saving. The research and application of machine tool energy consumption and energy efficiency need the support of basic data of machine tool energy consumption. In this paper, the key project of National Natural Science Foundation, "Prediction Modeling and Prediction method of Machining Manufacturing system workpiece Energy efficiency" (Project No.: 513755131313) and National 863 Project "Machining and Manufacturing of Machine tool products" Technology and Application of system Energy efficiency Optimization and Promotion (Project No.: 2014AA041506), The modeling and acquisition method of basic data of machine tool energy consumption are studied. The main work is summarized as follows: structure and analysis of basic data of machine tool energy consumption. In this paper, the time period of machine tool service process is analyzed, and the basic data of energy consumption and the energy components involved in each period are analyzed according to the period process. Because the energy consumption of standby and no-load is relatively stable and can be expressed by constants, this paper only studies the basic data of the energy consumption in the starting process of machine tool and the energy consumption in cutting process. Modeling and acquisition methods of starting Energy consumption of Machine tools. The energy consumption law and calculation model of machine tool start-up energy consumption are very complex and difficult to obtain. In this paper, the energy consumption characteristics of start-up process are analyzed and the corresponding energy consumption model is established. Based on this model, this paper presents a method to obtain the basic data of starting energy consumption. In this method, the characteristics of power variation in starting process are quite different from those in other service processes of machine tools, and the relative rate of power change is used to determine the starting process. The discrete power data summation method and the continuous function integration method are used to obtain the starting time and energy consumption data of the two kinds of machine tools, respectively. Research on the method of obtaining load loss coefficient of Machine tool cutting system. The cutting energy consumption of the machine tool can be obtained by the load loss coefficient of the machine tool, so the acquisition of the load loss coefficient of the machine tool becomes the key to obtain the cutting energy consumption of the machine tool quickly. In this paper, a mapping method for measuring load loss coefficient of machine tool cutting system is presented. In this method, a machine tool is chosen as the benchmark machine tool, and the cutting power of the reference sample under the reference cutting parameters is obtained by experiments on the benchmark machine tool by designing the reference sample, the reference cutting parameters and the reference tool. Based on the obtained average cutting power, the whole cutting power model of the machining system is established, and the whole cutting power model of the reference machine tool is mapped to any other machine tool which can process the reference sample. Then by using the same cutting tool to process the reference sample and detect the total input power of the cutting system of the machine tool, then according to the obtained cutting power model and the pre-established database of the empty walking tool power of the machine tool to be tested, The load loss coefficient of the machine tool cutting system is obtained. This method provides a solution to the difficult problem of obtaining load loss coefficient of machine tools. Case analysis and application prospect analysis show that the method proposed in this paper can quickly and accurately obtain the starting energy consumption data and load loss coefficient of the machine tool. The error is small and the application is convenient. In addition to the existing research on machine tool standby energy consumption and no-load energy consumption, we can obtain all the basic energy consumption data in the process of machine tool operation, which is the analysis of machine tool energy consumption and the evaluation of energy efficiency. The prediction of energy consumption and the establishment of energy consumption quota can provide data support and have a broad application prospect.
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TG502

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本文編號：1883740