Experimental method to analyze the oil mist impingement over an insert used in MQL milling process

This paper proposes an original method to determine the oil mist impingement over an insert based on different machining configurations (rotation velocities) and different inner canalization designs, without material removal, on milling tool. The oil mist spray is determined using different holders as an insert. Glass plate and blotting paper are used and evaluated in this work to get as much information as possible, based on micro–macro scale observations. The imprint size of the oil mist spray distribution, the particle sizes and the fluid film formation have been studied to determine the effects of the different configurations on the oil mist impingement behavior. The droplet impingements and distributions on the glass plate are analyzed under a 3-D profilometer (microscopic scale). On the blotting paper, the distributions are analyzed with pictures of the oil marks (macroscopic scale). This original method gives quite fast particle distributions that can be used in industry. The different experimental results give large information about the oil mist behavior sprayed on the glass plate. Increasing rotation velocities increases the oil mist amount in the cutting area. Increasing the canalization orientation design gives a better focused spray. The rake angle has strictly no influence on the oil mist spray distribution. But sputtering effects have been highlighted and should be avoided to keep MQL efficiency.     

微量润滑系统油雾调控及雾粒特性研究

微量润滑油雾调控及雾粒传输方式直接影响油雾状态的变化，进而影响喷射至切削区域的雾粒特性。基于内置式微量润滑雾化技术和油雾内部传输应用特点，研究了不同微量润滑雾化参数和雾粒传输方式条件下油量调控性能和调控规律，并结合传输管路油雾出口雾粒特征，揭示了油雾传输管路内径和传输行程对雾粒特性的影响规律。研究结果表明，雾化室压差在传输油雾量调控上比进气压力作用显著，需要结合压差和进气压力二者影响来考虑雾化器开启数量以对传输油雾量进行调节，在传输过程中传输管路尺寸与行程是影响油雾雾粒特性的重要因素。     

新型双腔油气式磁流变减震器阻尼特性分析与仿真

针对双腔油气式减震器无法根据外部环境激励的改变而调节自身阻尼特性变化的问题,基于磁流变原理,设计了一种适用于飞机起落架系统的双腔油气式磁流变减震器。为提升该减震器的减震性能,增加可控阻尼力初始值及其变化范围;在现行双腔油气式减震器的基础上优化了内部结构参数;采用孔缝结合的方式对双腔油气式磁流变减震器阻尼通道进行了重新设计;依据阻尼通道形式完善了磁路设计与优化;利用有限元方法分析了内部磁场特性;并对比分析了不同阻尼通道形式下的最大输出阻尼力与可控阻尼范围。结果表明：优化后的节流通道处磁感应强度分布更为均匀,孔缝结合的阻尼通道形式实现了较大初始阻尼力的输出,增加了可变阻尼力调节范围。     

复合喷雾加工法在切削加工过程中的冷却和润滑效果

对喷雾加工法应用于连续切削的可能性进行了探讨。复合喷雾加工法是将冷却性能很好的水形成小颗粒的水雾,并将其同微量植物油油雾同时供给切削区,以降低切削区温度,保证微量切削油的润滑性的加工方法。试验结果证明,复合喷雾加工法对于被认为对切削区供给切削油困难的连续切削,也是十分有效的加工方法。应用这种加工方法可提高加工表面的精度,改善刀具的磨损,并由此实现清洁生产方式。     

切削加工油雾散发特性及影响因素研究*

机械加工过程中,金属切削液通过高速旋转的主轴雾化,产生大量油雾颗粒。为研究矿物油特性对机械加工油雾散发的影响,采用一种环境舱实验方法,在不同转速下分别对2种不同物性的切削液在切削过程中产生油雾颗粒的散发率、粒径分布、质量中值直径和索特平均直径进行研究。结果表明:由离心作用产生的油雾颗粒总散发率与主轴转速呈二次方关系;主轴转速越大各个粒径的油雾颗粒散发率越大,但主轴转速对粒径分布、各粒径占比、质量平均直径和索特平均直径的影响不大;黏度越大的切削液,油雾颗粒的散发率、质量平均直径和索特平均直径也越大。     

不同冷却条件下钛合金材料的车削性能研究

对难加工材料钛合金进行冷风油雾切削实验,将实验结果与常温干车、常温喷雾和大量油剂喷淋的冷却方式进行对比研究。通过实验结果分析,在采用相同切削参数及刀具加工时,低温喷雾冷却的刀具使用寿命最长,常温干车的刀具使用寿命最短。同时,采用低温喷雾冷却方法,加工表面粗糙度值也有所下降。     

超声波喷嘴雾化性能影响因素的研究

为研究新的雾化方式并将其应用于实际的油雾润滑系统中,针对流体动力式超声波喷嘴,设计其雾化性能测试系统。通过测量喷嘴产生的油雾浓度和喷嘴的流量,研究喷嘴在不同进气压力、进出口压差时的雾化性能。研究结果表明:随着喷嘴进气压力的增大,油雾浓度先增大后减小,喷嘴流量先增大后趋于恒定,喷嘴的进口压力最佳值为0.5 MPa;增大喷嘴进出口压差可以明显地提高油雾浓度和喷嘴的流量,喷嘴的雾化性能得到显著提升。     

Thermal effects in cylindrical journal bearings of high‐speed gearboxes

The high rotational speeds and loads of gears operating in acceleration gearboxes causes problems related to the correct choice and design of journal or rolling bearings. In the case of journal bearings, these problems are connected with thermoelastohydrodynamic lubrication theory and the dynamics of the bearing system. However, of major importance is the problem of thermal effects in journal bearings. This has been considered for bearings used in a double‐helical gearbox with the pinion and output shaft operating in cylindrical journal bearings. The oil film pressure, temperature, viscosity distributions, and maximum and mean oil film temperatures have been determined. In calculations, laminar adiabatic and turbulent adiabatic models of oil films have been applied. The results of the calculations can be used in the design of cylindrical or other types of journal bearing in rotating machinery, including acceleration or reduction gearboxes.     

油雾润滑技术系统介绍及应用

分析了油雾润滑技术的特点、油雾润滑设备的主要组成、油雾量的计算、油雾润滑系统的选择与应用以及影响油雾润滑性能的主要因素等问题,并指出使用油雾润滑系统之后,可获得极大的收益。     

高压细水雾灭火喷嘴的雾化特性研究

高压细水雾灭火系统是采用纯水液压技术的新型灭火装置,具有无环境污染、灭火迅速、用水量少和水渍损失极小等优点,是目前国际上推祟的哈龙替代系统。运用轴对称射流边界层动量积分法,对系统关键执行元件—直射式雾化喷嘴的内部流动进行分析,对边界层厚度δ和加速因子K这两个内部流动参数进行考查;同时对一些与灭火效果有关的外部雾化特性参数如出口速度和雾滴平均粒径SMD等进行分析,得出压力是影响外部雾化特性参数的最关键因素。认为8~9 Mpa是所设计喷嘴的最低稳定雾化工作压力区域。同时,喷嘴结构参数收缩角α、收缩段长度l/d对内部流动参数、外部雾化特性参数均有影响,但不明显。试验验证了上述分析结果,优选出了适合的喷嘴内部结构。     

钢管控制冷却物理模拟平台的建立及传热边界条件的确定

目前关于钢管控制冷却的研究没有专门针对其关键问题传热边界条件进行深入分析。为此基于钢管热机械控制工艺实际,建立钢管控制冷却全尺寸物理模拟平台,测定28CrMoVNiRE油井管在水量11.4 L/min、气压0.2 MPa,水量11.4 L/min、气压0.3 MPa和水量18.0 L/min、气压0.3 MPa三种不同气雾控制冷却条件下的冷却曲线,通过反传热法计算钢管表面的热流密度和换热系数,分析钢管在气雾控制冷却条件下的传热边界条件。结果表明,影响钢管气雾控制冷却传热的关键因素是气水混合比,其最佳值为6～7;换热系数随温差ΔT的下降依次经历高温慢速增加阶段、中温稳定阶段和低温快速增加阶段。采用有限元正算法,验证了反传热计算结果的可靠性。钢管控制冷却后细化的微观组织验证了气雾控制冷却物理模拟技术的可行性。钢管控制冷却传热边界条件的确定对于实现钢管在线气雾控制冷却工艺具有重要的指导意义。     

油雾润滑在炼油装置中的应用

阐述了油雾润滑的原理、油雾润滑系统的基本组成和特点。介绍了油雾润滑系统在MTBE装置的应用情况,包括油雾润滑系统在MTBE装置的应用效果,油雾润滑系统的使用和维护,以及MTBE装置油雾润滑系统有待改进的几个方面。采用油雾润滑系统,提高了MTBE装置机泵的机械效率,延长了其使用寿命。     

轧机油雾净化装置的研制与应用

介绍了油雾净化装置的组成及工作原理,阐述了油雾净化装置设计中的重要技术参数,同时,通过实验室模拟试验证实,所设计的油雾净化装置结构合理,其主要技术数据达到了设计要求,在实际工程中得到了广泛的应用.     

绿色加工中刀具磨损对表面粗糙度影响的研究

在切削镍基高温合金材料过程中,由于不稳定因素造成已加工表面粗糙度很难控制,尤其是刀具磨损直接影响着表面粗糙度。通过对冷风油雾、冷风和常温油雾等不同冷却切削条件下刀具磨损和工件表面粗糙度微观形貌的实验,研究了高速切削镍基高温合金材料时,在不同冷却切削条件下刀具磨损对工件表面粗糙度的影响,揭示了用冷风高速切削提高表面加工质量的规律。     

油孔数量对浮环轴承润滑特性的影响

不同油孔数量会改变浮环轴承油膜润滑特性,从而影响转子的振动特性及稳定性。基于流动连续性方程与轴承润滑理论,推导浮环轴承油膜控制方程,揭示油孔数量与浮环轴承润滑特性之间的关系。以某型汽油机用涡轮增压器浮环轴承为例,构建浮环轴承有限元模型,基于计算流体力学方法分析油膜润滑特性,研究不同油孔数量对浮环轴承最大压力、油膜承载力及动力学特性系数的影响。结果表明：浮环油孔数量从2增长到8,内外油膜最大压力、外油膜承载力及油膜动力学特性系数下降,内油膜承载力上升;内油膜承载力在油孔数量为2时随着转速的上升而逐渐下降,在油孔数量为4时无明显变化,在油孔数量为6、8时随着转速的上升而上升;随着转速的上升,油孔对承载力的影响逐渐上升,而对最大压力及动力学特性系数的影响逐渐减小。     

新月形内齿轮泵空化流场仿真分析

实际液压系统工作条件一直处于动态演变过程。为了分析变工况后新月形内齿轮泵空化流场的演进规律,提出了一种分布式参数模型,该模型利用动网格技术及两相流模型相结合来模拟齿轮泵中含气油液的流动状况。根据因子水平表及正交表性质设计了正交试验方案,在此基础上计算了不同试验对应的三维内流道模型并获得了流场特性及空化演进规律。结果表明:该类型齿轮泵中无明显困油区域,转子区是整个泵内压力最高也是最低的区域;转速一定时,油温对最低压力的影响最大,含气量次之,工作压力的影响可忽略;啮合区中的空化演进规律最为明显,气相整体呈现出先均匀分布,再分散集中,最后又均衡分布的变化规律;压力演变是气相发生运移的根本原因。     

细水雾红外隐身技术的仿真分析及其试验研究

红外隐身技术采取改变或降低目标的红外辐射参数,以实现目标的低可侦探性。细水雾红外隐身是基于水雾颗粒的吸收和散射等作用衰减被侦测物体红外出射强度的隐身方式,细水雾颗粒特有的相变和水膜流动性能已在国外舰船领域得到运用。主要研究水膜厚度、水流速度和雾粒直径的变化对被试模型的红外辐射强度的影响。基于红外辐射理论、Mie散射理论和雾化喷嘴设计理论建立红外隐身模型,进行ANSYS仿真和MATLAB数值模拟分析,获得降低红外辐射特征参数,通过实验研究进一步验证模型的仿真结果。最后对实验数据进一步分析总结,确定细水雾红外隐身技术的特征参数。     

油雾润滑在微型航空涡轮发动机上的应用

介绍了油雾润滑技术的基本原理。分析探讨了国外两种微型涡轮喷气发动机的油雾润滑系统。针对自行设计的推力为58．8N、长时间使用的涡轮喷气发动机的油雾润滑系统提出了初步方案，分析和计算表明，这种方案是可行的。     

冲压线清洗机挤干系统增加抽真空装置

汽车行业冲压生产线使用的清洗机是由送料辊、刷辊、挤干辊和喷油装置构成的,从清洗机出来的冲压件表面油膜厚度存在着不符合工艺要求的现象。为清洗机挤干系统增加抽真空装置,把挤干辊一端和抽真空装置相连接。通过抽真空装置,辊子表面吸油材质不断地把冲压件表面油膜吸入辊子内部,通过油雾分离装置把吸入的油雾分解成空气和清洗油,清洗油最终汇入油箱,而空气排入大气。增加抽真空装置后,从清洗机出来的冲压件表面油膜厚度符合工艺要求。     

Comparison Between Oil-Mist and Oil-Jet Lubrication of High-Speed,Small-Bore,Angular-Contact Ball Bearings

Parametric tests were conducted with an optimized 35-mm-bore-angular-contact ball bearing on a high-speed, high-temperature bearing tester. Results from both air-oil mist lubrication and oil-jet lubrication systems used to lubricate the bearing were compared to speeds of 2.5¥10⁶ DN. The maximum obtainable speed with air-oil mist lubrication is 2.5¥10⁶ DN. Lower bearing temperatures and higher power losses are obtained with oil-jet lubrication than with air-oil mist lubrication. Bearing power loss is a direct function of oil flow to the bearing and independent of oil delivery system. For a given oil-flow rate, bearing temperature and power loss increase with increases in speed. Bearing life is an inverse function of temperature, the difference in temperature between the individual bearing ring components, and the resultant elastohydrodynamic (EHD) film thicknesses. Bearing life is independent of the oil delivery system except as it affects temperature. Cage slip increased with increases in speed. Cage slip as high as 7 percent was measured and was generally higher with air-oil mist lubrication than with oil-jet lubrication.