植物油基静电雾化微量润滑磨削的雾化机理与润滑性能实验研究

发布时间：2025-06-06 03:56

　　绿色可持续发展是当今制造业的主流趋势,为解决传统制造业成本高、资源浪费、环境污染等问题,《中国制造2025》对制造业提出清洁生产可持续制造的要求,十三五规划与山东省新旧动能转换均提出技术革新,绿色低碳的理念。磨削加工是机械加工中不可或缺的加工方式,微量润滑磨削加工是一种节能环保的绿色磨削加工方式,但高压气流下的液体射流破碎机制复杂,无法实现对雾滴分布状态的主动控制。根据上述问题论文开展了植物油基静电雾化微量润滑磨削加工雾化机理与润滑性能实验研究,建立了针-板电极静电场分布及电晕放电模型及微量润滑磨削工况下多物理场耦合雾化动力学模型,对电晕放电机制、液体荷电机制、静电雾化特性做了系统研究与分析。最后以雾化锥角、雾滴荷电量、雾滴粒径分布为雾化性能评价参数,以加工工件表面粗糙度与表面形貌为润滑性能评价参数,对静电雾化微量润滑磨削雾化特性及润滑性能进行了实验研究。具体研究工作如下:（1）建立了荷电液体雾化机理力学模型,研究了液体荷电的三种不同方式,对针-板电晕放电的起晕条件作了量化分析,并分析了液滴在电晕放电条件下的荷电量,得出荷电液滴破碎的临界韦伯数与临界荷电量建立了荷电雾滴在流场与电场中的动...

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【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
附表
第1章 绪论
    1.1 课题研究背景
    1.2 磨削加工方式的发展
        1.2.1 浇注式磨削加工
        1.2.2 干式磨削加工
        1.2.3 低温冷却磨削加工
        1.2.4 微量润滑磨削加工
        1.2.5 静电雾化微量润滑磨削加工
    1.3 国内外研究现状
        1.3.1 气动雾化研究现状
        1.3.2 超声雾化研究现状
        1.3.3 静电雾化机理研究现状
        1.3.4 静电雾化应用研究现状
    1.4 课题来源
    1.5 课题研究的主要内容
    1.6 课题研究意义
第2章 液体荷电雾化机理与力学模型
    2.1 高压电场中液体荷电机理
        2.1.1 液体荷电方式
        2.1.2 针-板电晕放电起晕电压计算
        2.1.3 液滴荷电量的计算
    2.2 荷电液滴破碎机理
        2.2.1 气动雾化机理
        2.2.2 静电雾化机理
    2.3 荷电雾滴动力学模型
    2.4 本章小结
第3章 针-板电极静电场分布及电晕放电模型
    3.1 引言
    3.2 针-板电极静电场模型与分布规律
        3.2.1 静电场分布模型
        3.2.2 几何模型与边界条件
        3.2.3 静电场分布规律分析与讨论
    3.3 针-板电晕放电模型
        3.3.1 负电晕放电物理模型
        3.3.2 几何模型与边界条件
        3.3.3 电晕放电特性分析与讨论
    3.4 本章小结
第4章 静电雾化微量润滑磨削多物理场耦合雾化动力学模型与仿真
    4.1 引言
    4.2 气辅式荷电液体射流破裂动力学建模
        4.2.1 荷电液体射流动力学方程
        4.2.2 几何模型与边界条件
        4.2.3 网格划分
        4.2.4 荷电液体射流计算结果与分析
    4.3 微量润滑磨削工况下气流场分布
        4.3.1 砂轮气流场仿真分析
        4.3.2 磨削工况耦合气流场仿真分析
    4.4 静电雾化微量润滑雾化机理与动力学模型
        4.4.1 荷电液滴雾化动力学模型
        4.4.2 边界条件与初始值设置
        4.4.3 荷电与非荷电雾滴轨迹分析
        4.4.4 不同电压对雾化锥角的影响
        4.4.5 不同电压对雾滴粒径分布的影响
    4.5 本章小结
第5章 静电雾化微量润滑磨削雾化特性及润滑性能实验研究
    5.1 引言
    5.2 实验设计
        5.2.1 实验设备
        5.2.2 实验材料
        5.2.3 实验方案
    5.3 静电雾化特性实验结果与分析
        5.3.1 雾化锥角分析
        5.3.2 雾滴荷质比分析
        5.3.3 雾滴粒径分布分析
    5.4 EMQL磨削性能实验结果与分析
        5.4.1 表面粗糙度分析
        5.4.2 表面形貌分析
    5.5 本章小结
第6章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间取得的学术成果
致谢



本文编号：4049751