Trung tâm gia công 24kRPM hiện đạiđẩy giới hạn nhiệt của trục chính. Nhiệt không kiểm soát gây ra sự suy giảm ổ trục, sai số hình học và hỏng hóc thảm khốc. Trong khi làm mát bằng không khí mang lại khả năng không bị nhiễm bẩn, sương dầu hứa hẹn sự truyền nhiệt tăng cường. Công trình này định lượng sự đánh đổi hiệu suất bằng cách sử dụng thử nghiệm cấp sản xuất.2. Phương pháp
Mazak VTC-800C với trục chính ISO 40 24kRPMPhôi:
Khối Ti-6Al-4V (150×80×50mm)Dụng cụ:
Dao phay ngón cacbua 10mm (4 me)Chất làm mát:
Không khí:
Tăng tần suất thay thế ổ trục (cứ 1.200 giờ so với 2.000 giờ)Sương dầu:
Yêu cầu hệ thống chứa aerosol dầu (nâng cấp +$8,200)2.2 Thu thập dữ liệu
| Vị trí | Tần số lấy mẫu | Cặp nhiệt điện TC1 |
|---|---|---|
| Vòng bi phía trước | 10 Hz | Máy đo dịch chuyển laser |
| Lõi stato động cơ | 10 Hz | Máy đo dịch chuyển laser |
| Mũi trục chính hướng tâm | 50 Hz | Quy trình thử nghiệm: |
Chu kỳ gia công thô 3 giờ (độ sâu trục 8mm, bước tiến 0.15mm/răng) lặp lại cho đến khi đạt trạng thái cân bằng nhiệt.3. Kết quả
Hình 1: Sương dầu giảm nhiệt độ đỉnh điểm 38% so với làm mát bằng không khí
Phương pháp làm mát
| Trung bình ΔT so với môi trường | Thời gian ổn định | Không khí |
|---|---|---|
| 20.3°C ±1.8°C | 142 phút | Sương dầu |
| 9.7°C ±0.9°C | 87 phút | 3.2 Tác động hình học |
4. Thảo luận
Nhiệt dung riêng cao hơn (∼2.1 kJ/kg·K so với 1.0 của không khí)
Làm mát thay đổi pha trực tiếp tại các giao diện ổ trục
Giảm cách nhiệt lớp biên
4.2 Đánh đổi hoạt động
Yêu cầu hệ thống chứa aerosol dầu (nâng cấp +$8,200)Không khí:
Tăng tần suất thay thế ổ trục (cứ 1.200 giờ so với 2.000 giờ)Dữ liệu thực tế từ nhà cung cấp Boeing cho thấy giảm 23% phế liệu sau khi chuyển sang sương dầu trong quy trình gia công titan.
5. Kết luận
Các hoạt động vượt quá thời gian chạy liên tục 6 giờ
Vật liệu có độ cứng > 40 HRC
Yêu cầu dung sai dưới 20μm
Các nghiên cứu trong tương lai nên định lượng các tác động lâu dài đến lớp cách điện cuộn dây stato.
