當(dāng)今社會,環(huán)境和能源是全民關(guān)注的兩大熱點(diǎn)問題,節(jié)約能源、凈化環(huán)境是新一次工業(yè)革命的主要內(nèi)涵。工業(yè)活動對環(huán)境和能源均有顯著影響,工業(yè)領(lǐng)域中的電能消耗約占全球電能消耗總量的60%以上。數(shù)控機(jī)床作為制造業(yè)的主體,具有大功率、高能耗的特點(diǎn),加工工藝對能耗影響顯著,加工工藝的多樣性使得數(shù)控機(jī)床具有較大的節(jié)能空間。因此,對數(shù)控機(jī)床的功率特點(diǎn)開展研究并建立精確的預(yù)測模型,能夠?yàn)榧庸み^程的多目標(biāo)權(quán)衡分析與優(yōu)化、分析加工過程的節(jié)能策略提供理論支撐。然而,現(xiàn)有的數(shù)控機(jī)床功率模型無論是在機(jī)床層面建立的還是在系統(tǒng)層面建立的,都不能與實(shí)際加工過程的切削參數(shù)等其它加工工藝進(jìn)行結(jié)合,無法根據(jù)切削參數(shù)等輸入條件準(zhǔn)確地預(yù)測切削功率。因此,從切削原理的角度揭示切削參數(shù)、刀具路徑、刀具磨損等因素與切削功率之間的關(guān)系,開展數(shù)控機(jī)床功率預(yù)測模型的建模及應(yīng)用研究,分析不同切削參數(shù)對能耗的影響重要度等級,能夠?yàn)槊嫦虻湍芎闹圃斓募庸すに嚩嗄繕?biāo)權(quán)衡分析提供理論支撐。結(jié)合制造業(yè)中低能耗、高效率的要求,本文以機(jī)械式主軸的中型立式加工中心為研究對象,分析了該類型數(shù)控機(jī)床不同工作狀態(tài)下的功率進(jìn)行分析,根據(jù)數(shù)控機(jī)床工作過程的時間順序及其功率的影... 

【文章來源】：山東大學(xué)山東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：135 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

圖１－１中國各領(lǐng)域能源消耗狀況分布圖??

數(shù)控機(jī)床的額定功率通常高達(dá)幾千瓦甚至幾十千瓦，對能源的消耗量較大Ｗ。??據(jù)統(tǒng)計，制造業(yè)中的能源消耗占全世界總能耗的３７％，但是用于加工去除材料過??程的凈能耗僅占不到１／４?（如圖１－２）。不同國家不同行業(yè)領(lǐng)域的專家普遍認(rèn)為，??低能耗制造技術(shù)是有效降低制造業(yè)環(huán)境污染的根本方法之一。近年來，國內(nèi)外研??究學(xué)者對低能耗制造相關(guān)問題開展／廣泛研究環(huán)境的改善總是與Ｔ業(yè)技術(shù)的??進(jìn)步有著密切的關(guān)系，也離不開能源利用率的提高和制造技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展，因此??制造業(yè)中的能耗作為一個全球性的概念，引起了學(xué)術(shù)界、工業(yè)界和政府部門對該??問題的高度關(guān)注。國際能源署（ＩＥＡ，?２０１５）發(fā)布的《能源技術(shù)展望２０１５》中指出，??電能耗在終端能源總消費(fèi)中占比達(dá)２６％，?２０１２年能源行業(yè)碳排放占全球碳排放的??三分之二左右，因此支持制造業(yè)的創(chuàng)新對于所有低碳技術(shù)都是至關(guān)重要的。??加工去除材料的??觀５??圖１－２制造業(yè)能耗在全球總能耗中的分布圖??我國工業(yè)能耗占全社會能耗的７０％以上，工業(yè)排放污染是我國污染的主要來??源。因此

元素分解成目標(biāo)、準(zhǔn)則、方案等層次的數(shù)學(xué)分析和決策方法，并在此基礎(chǔ)之上對??其進(jìn)行定性和定量分析。層次分析法體現(xiàn)了分解、判斷、綜合的思維特征，具體??分析步驟如下圖１－３所示：??〈開始〉??決策問題??上?ｊ??ｍ結(jié)？建立判斷矩陣層次單排序—致性檢驗(yàn)??決策結(jié)果＜—一?一致性檢驗(yàn)?層次總排序＾—??Ｉ?ｓｔ－￣￣Ｉ?是?否??圖１－３層次分析法的分析流程圖??１．４任務(wù)來源及主要研究內(nèi)容??１．４．１任務(wù)來源??通過分析上述文獻(xiàn)和己有的研宄成果可以發(fā)現(xiàn)，目前對數(shù)控加工過程低能耗??方面的研宄正逐漸深入，更多學(xué)者試圖從數(shù)控機(jī)床的各部件能耗特點(diǎn)及能量流動??特性來開展研究，并致力于建立更完善的數(shù)控機(jī)床功率模型，以便將其用于加工??過程的多目標(biāo)優(yōu)化及節(jié)能策略分析�，F(xiàn)有的數(shù)控機(jī)床功率模型缺乏對切削參數(shù)與??切削功率之間影響機(jī)理的研宄。因此需要從切削機(jī)理角度，研宄切削參數(shù)、刀具??磨損等因素與功率之間的影響規(guī)律，建立數(shù)控機(jī)床的功率預(yù)測模型：研究表明，??刀具磨損首先通過影響切削力的變化，進(jìn)而對功率產(chǎn)生一定程度的影響，刀具磨??損量與切削功率變化規(guī)律之間的關(guān)系還需進(jìn)一步研宄，以使得功率模型更符合實(shí)??際加工情況；加工工藝的多目標(biāo)優(yōu)化研究也有很多學(xué)者展開

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于產(chǎn)品生命周期的綠色制造技術(shù)研究現(xiàn)狀與展望[J]. 汪勁松,段廣洪,李方義,楊向東,張洪潮.  計算機(jī)集成制造系統(tǒng)-CIMS. 1999(04)

博士論文
[1]面向低碳制造的數(shù)控機(jī)床能量供給建模研究[D]. 呂景祥.浙江大學(xué) 2014

碩士論文
[1]數(shù)控銑床主傳動系統(tǒng)能耗特性及運(yùn)行節(jié)能技術(shù)研究[D]. 馬峰.武漢科技大學(xué) 2015



本文編號：2958285