Σύγχρονα κέντρα μηχανουργικής κατεργασίας 24kRPM πιέζουν τα θερμικά όρια του άξονα. Η ανεξέλεγκτη θερμότητα προκαλεί υποβάθμιση των ρουλεμάν, γεωμετρικά σφάλματα και καταστροφικές αστοχίες. Ενώ η ψύξη με αέρα προσφέρει μηδενική μόλυνση, η ομίχλη λαδιού υπόσχεται βελτιωμένη μεταφορά θερμότητας. Αυτή η εργασία ποσοτικοποιεί τις εμπορικές συναλλαγές απόδοσης χρησιμοποιώντας δοκιμές παραγωγής.2. Μέθοδοι
Mazak VTC-800C με άξονα ISO 40 24kRPMΤεμάχιο:
Μπλοκ Ti-6Al-4V (150×80×50mm)Εργαλεία:
Φρέζα καρβιδίου 10mm (4-αυλακώσεων)Ψυκτικά:
Αέρας:
Αυξάνει τη συχνότητα αντικατάστασης ρουλεμάν (κάθε 1.200 ώρες έναντι 2.000 ωρών)Ομίχλη λαδιού:
Απαιτεί συστήματα συγκράτησης αερολυμάτων λαδιού (+$8.200 αναβάθμιση)2.2 Απόκτηση Δεδομένων
Τοποθεσία | Ρυθμός Δειγματοληψίας | Θερμοστοιχείο TC1 |
---|---|---|
Μπροστινή κούρσα ρουλεμάν | 10 Hz | Μετατοπιστής λέιζερ |
Πυρήνας στάτη κινητήρα | 10 Hz | Μετατοπιστής λέιζερ |
Ακτινικό άκρο άξονα | 50 Hz | Πρωτόκολλο δοκιμών: |
Κύκλοι αδρής κατεργασίας 3 ωρών (αξονικό βάθος 8mm, τροφοδοσία 0,15mm/δόντι) επαναλαμβανόμενοι μέχρι θερμική ισορροπία.3. Αποτελέσματα
Εικόνα 1: Η ομίχλη λαδιού μείωσε τις μέγιστες θερμοκρασίες κατά 38% σε σύγκριση με την ψύξη με αέρα
Μέθοδος Ψύξης
Μέσος όρος ΔT έναντι περιβάλλοντος | Χρόνος Σταθεροποίησης | Αέρας |
---|---|---|
20.3°C ±1.8°C | 142 λεπτά | Ομίχλη λαδιού |
9.7°C ±0.9°C | 87 λεπτά | 3.2 Γεωμετρικές Επιπτώσεις |
4. Συζήτηση
Υψηλότερη ειδική θερμοχωρητικότητα (∼2.1 kJ/kg·K έναντι 1.0 του αέρα)
Άμεση ψύξη αλλαγής φάσης στις διεπαφές των ρουλεμάν
Μειωμένη μόνωση οριακού στρώματος
4.2 Εμπορικές συναλλαγές λειτουργίας
Απαιτεί συστήματα συγκράτησης αερολυμάτων λαδιού (+$8.200 αναβάθμιση)Αέρας:
Αυξάνει τη συχνότητα αντικατάστασης ρουλεμάν (κάθε 1.200 ώρες έναντι 2.000 ωρών)Δεδομένα πεδίου από προμηθευτή της Boeing έδειξαν μείωση 23% των απορριμμάτων μετά την αλλαγή σε ομίχλη λαδιού σε ροές εργασίας τιτανίου.
5. Συμπέρασμα
Λειτουργίες που υπερβαίνουν τις 6 ώρες συνεχούς χρόνου εκτέλεσης
Υλικά > 40 σκληρότητα HRC
Απαιτήσεις ανοχής κάτω από 20μm
Οι μελλοντικές μελέτες θα πρέπει να ποσοτικοποιήσουν τις μακροπρόθεσμες επιπτώσεις στη μόνωση περιέλιξης στάτη.