基于微量润滑磨削的双喷口喷嘴雾化仿真分析

为了减小磨削时砂轮表面气障层的影响,提高磨削液润滑和冷却的效果,设计了一种双喷口结构的喷嘴。分析了微量润滑雾化机理,采用二级雾化理论建立了雾化数学模型,对双喷口喷嘴的雾化过程进行了仿真分析,并对仿真结果进行了验证。研究结果表明：双喷口喷嘴能有效减小雾滴直径,提高磨削液的雾化效果;辅助喷口雾滴可以扰乱砂轮表面的空气环流,减小气障层对主喷口雾滴流向的影响,促使主喷口喷出的雾滴能顺利进入磨削区。     

基于微量润滑的切削油雾雾化特性测试与分析

微量润滑切削时,切削油雾的粒径分布与浓度等是衡量切削环境空气质量必不可少的特征变量,同时也是揭示微量润滑切削机理的重要参数.本文基于光衍射原理对油雾颗粒的体积分布等进行测量,深入分析了微量润滑条件下切削油雾的雾化特性,揭示了微量润滑系统各参数如润滑油用量、供气压力、喷射靶距及润滑油黏度等对油雾颗粒体积分布的影响规律,为...     

微量润滑系统参数对雾化特性的影响

微量润滑切削过程中,系统的雾化特性会影响界面间的雾粒渗透效果.采用激光粒度分析仪对微量润滑系统的雾化特性进行了单因素试验测试,研究了空气流量、喷射距离、切削液用量以及切削液类型等系统参数对雾粒平均直径及其尺寸分布的影响.结果表明,空气流量、喷射距离为主要影响因素,当空气流量保持在80～90 L/min、喷射距离控制在4...     

静电雾化微量润滑研究进展与应用

微量润滑作为替代浇注式供液冷却的可行性方案之一,得到了数十年的发展。然而,气动雾化微量润滑雾滴的表面能逐渐降低;射流的穿透力、吸附力和浸润性能不足,雾滴的漂移和飞溅丧失严重,加大了对环境的污染。静电雾化微量润滑是解决工业生产应用面临技术瓶颈和环保压力的有效方式。首先,系统综述了静电雾化微量润滑关键装置、赋能原理与绿色雾化介质(纳米生物润滑剂)。其次,揭示了微液滴的雾化性能对切削区浸润性能的影响机制,并从荷电液滴静力学的角度阐述了静电雾化微量润滑优异的雾化性能,通过表征雾化介质的荷电性能分析了不同参数对雾化能力的影响机制。进一步地,基于纳米生物润滑剂的脂肪酸分子结构、黏度等理化性质,以及荷电液滴表面状态、空间多能场等,揭示了静电雾化微量润滑改善液滴浸润、渗透以及成膜性能的作用机制,并综述了其在车削、铣削、磨削等工况下对降低刀具磨损、提高加工表面质量的优异性能。在此基础上分析得到：静电雾化优异的雾化特性以及纳米生物润滑剂独特的润滑传热机制,不仅降低了加工环境油雾浓度,还提升了微量润滑的加工性能,具体表现在,与传统微量润滑相比PM2.5/PM10降低约6.2%～68.3%,刀具寿命增加约48...     

内混式喷嘴雾化特性的试验与仿真研究

利用马尔文测雾仪对内混式喷嘴在不同工况下的雾化特性进行试验研究。根据试验结果,分析气压、水压以及气液比等因素对液滴粒径及均匀性的影响。利用Fluent软件对内混式喷嘴进行数值模拟,研究喷嘴混合段以及外流场的粒径变化。结果表明:随着气压、气液比的增加,喷嘴的雾化粒径减小,且气压为主要影响因素;内混式喷嘴内部粒径先增大后减小,在喷嘴出口处锐减,外流场中粒径沿轴向方向逐渐增大;将喷嘴出口处模拟粒径与实验结果对比,粒径大小及其变化趋势吻合较好。     

基于FLUENT的微量润滑磨削流场仿真研究

为了对微量润滑参数进行优化,提高微量润滑的冷却润滑效果,对砂轮流场和流场中磨削液雾滴轨迹进行了分析,对影响磨削液有效流量的因素进行了研究.基于二维仿真模型,应用k-ε湍流模型,通过FLUENT软件对砂轮流场进行了仿真研究,获得了不同参数条件下的流场分布;应用离散相模型对磨削液雾滴运动轨迹进行了仿真,得到了不同参数条件下...     

基于静电微量润滑技术的磨削加工性能试验研究

在构建静电微量润滑(EMQL)磨削加工系统的基础上,分析了不同荷电电压下润滑液液滴的荷质比和润湿渗透性能,研究了正负荷电电压下静电微量润滑技术的磨削加工特性。通过分析工件表层的显微硬度和显微组织,揭示了静电微量润滑技术的磨削加工作用机理。结果表明：荷电液滴的表面张力与润湿角减小,液滴的渗透性和润湿性提高。与传统微量润滑（MQL）相比,荷电液滴更易在砂轮-工件接触面渗透铺展,提升了润滑与换热能力,在正荷电静电微量润滑条件下,工件表层显微组织中的铁素体相对含量增加,工件表层显微硬度降低,磨削加工性能更好。     

微量润滑切削多组分在线混合器结构设计及仿真

为促进不同切削液在线混合,设计了混合器结构,进行了切削液雾滴分布均匀性数值仿真试验,并开展试验验证.结果表明:具有分流器结构,且进液口位于混合管中心部位的混合器均匀性指数γa值和变异系数CV值分别为0.8734和0.3638,均高于其他混合器;进行实际喷雾试验,基于水敏纸上雾滴分布,所得γa和CV值分别为0.8928和0.2844,近似于数值仿真结果.试验证明了基于数值仿真进行均匀性分析的可行性,验证了具有分流器结构,且进液口位于混合管中心部位的混合器性能优良,可以用于生产中切削液的在线混合式微量润滑.     

微量润滑切削多组分在线混合器结构设计及仿真

为促进不同切削液在线混合,设计了混合器结构,进行了切削液雾滴分布均匀性数值仿真试验,并开展试验验证.结果表明:具有分流器结构,且进液口位于混合管中心部位的混合器均匀性指数γa值和变异系数CV值分别为0.8734和0.3638,均高于其他混合器;进行实际喷雾试验,基于水敏纸上雾滴分布,所得γa和CV值分别为0.8928和0.2844,近似于数值仿真结果.试验证明了基于数值仿真进行均匀性分析的可行性,验证了具有分流器结构,且进液口位于混合管中心部位的混合器性能优良,可以用于生产中切削液的在线混合式微量润滑.     

微量润滑切削雾化液滴毛细管渗透机理研究

微量润滑切削在绿色加工领域有广阔的发展前景,但是在加工过程中润滑油雾的毛细管渗透机理和影响规律仍不明晰。因此,设计了带有负压环境的微切槽毛细管渗透试验,结合雾化液滴毛细管渗透的动力学分析,探究了微量润滑条件下气压、流量和微切槽毛细管横截面积对液滴渗透速度的影响规律。结果表明,毛细管中的负压环境为液滴的渗透提供了便利;随着气压和流量增大,液滴的渗透速度增大,但是毛细管的截面大小对液滴的渗透速度并无显著影响。     

Experimental Investigations of Machinability in the Turning of Compacted Graphite Iron using Minimum Quantity Lubrication

Unique mechanical properties of the compacted graphite iron (CGI) attracted attention of manufacturers and suppliers mainly in automotive industry in last decades. However due to the low machinability of the CGI material, more efficient machining strategies need to be implemented. Improvement in the cost-effective and environmentally sensitive processing of compacted graphite iron (CGI) is one of the major concerns of the manufacturing world because of the allure of CGI's mechanical properties. This study assesses the efficiency of minimum quantity lubrication (MQL) in CGI turning when compared to the dry-cutting condition. The turning tests were conducted across a wide range of cutting parameters: three different cutting speeds (100, 200, 300 m/min) and three different feed rates (0.1, 0.2, 0.3 mm/rev), all at a constant depth of cut (1 mm). The MQL efficiency is evaluated through cutting force and surface roughness measurements, optical and SEM analyses of chip formation and tool-wear analysis. The results showed that MQL usage provided a reduction in the resultant cutting forces by 2–5%, a reduction in surface roughness by 25%. The SEM analysis also revealed much clearer and smoother cutting edges on tool surfaces used in the MQL tests.     

Application of Nanofluids in Minimum Quantity Lubrication Grinding

This research investigated the wheel wear and tribological characteristics in wet, dry, and minimum quantity lubrication (MQL) grinding of cast iron. Water-based Al₂O₃ and diamond nanofluids were applied in the MQL grinding process and the grinding results were compared with those of pure water. During the nanofluid MQL grinding, a dense and hard slurry layer was formed on the wheel surface and could benefit the grinding performance. Experimental results showed that G-ratio, defined as the volume of material removed per unit volume of grinding wheel wear, could be improved with high-concentration nanofluids. Nanofluids showed the benefits of reducing grinding forces, improving surface roughness, and preventing workpiece burning. Compared to dry grinding, MQL grinding could significantly reduce the grinding temperature.     

水煤浆雾化技术与应用研究

评述了目前国内外水煤浆的雾化技术与应用研究的现状及存在问题.针对水煤浆不同于一般的牛顿流体的特性,就水煤浆雾化机理、雾化方式、雾化喷嘴的结构与雾化特性、雾炬流场的数值模拟及测试技术等方面进行了分析与总结.在此基础上,给出了水煤浆雾化喷嘴的设计思路,提高雾化细度的途径及完善数值模型的方向.     

静电涂油机油液雾化实验与仿真研究

油液的雾化直接影响静电涂油机的喷涂质量,通过静电涂油机的油液雾化实验得到了油液雾化过程的主要指标和影响油液雾化质量的主要因素,根据二者之间的关系建立了静电涂油机油液喷射雾化的数学模型。使用V isual C++面向对象技术和开放图形库,根据所建立的数学模型,模拟了不同电压下油液的静电雾化形态。理论分析和实验研究表明:射流长度随电压的升高和刀梁到钢板距离的减小而越小,雾化角随电压的升高和刀梁到钢板距离的减小先增大后减小。对比不同电压下的油液雾化照片,雾化形态模拟图基本实现了静电喷涂中油液雾化的动态过程,达到了预期的仿真目的。     

撞击型喷嘴雾化特性的试验研究

选用撞击型雾化喷嘴AM4进行雾化特性试验,研究了喷嘴背压对雾化液滴尺寸及分布的影响。研究发现,雾化液滴的直径随喷雾压力的增大而减小,但喷雾压力有其临界范围,该压力更有利于空气与液滴的热质交换。利用最小二乘法拟合出喷嘴雾化液滴的经验关联式,整理成韦伯数和雷诺数的函数关系,可用来预测喷嘴出口粒子的直径。