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凝胶因子牵引分散纳米流体的摩擦及铣削加工性能
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作者 潘凯航 丁卓立 +5 位作者 夏雨 林新建 张浩杰 张若冲 张世强 许雪峰 《润滑与密封》 CAS CSCD 北大核心 2024年第11期74-81,共8页
氧化石墨烯纳米流体具有良好的导电性能,可显著改善静电微量润滑工况下油基切削液的荷电能力,提高荷电润滑液滴在加工区域的润湿、渗透和沉积性能,改善气雾润滑冷却能力。为提高氧化石墨烯纳米流体的分散性能,提出引入凝胶因子牵引分散... 氧化石墨烯纳米流体具有良好的导电性能,可显著改善静电微量润滑工况下油基切削液的荷电能力,提高荷电润滑液滴在加工区域的润湿、渗透和沉积性能,改善气雾润滑冷却能力。为提高氧化石墨烯纳米流体的分散性能,提出引入凝胶因子牵引分散油酸修饰氧化石墨烯(GO/OA)基纳米流体的新方法,分析凝胶因子质量分数对纳米流体分散性能的影响规律,研究GO/OA纳米流体荷电性能随荷电电压的变化规律,通过四球摩擦试验及铣削加工试验,探讨凝胶因子牵引分散纳米流体的铣削加工性能。结果表明:通过凝胶因子对GO/OA的牵引分散作用,可使得所制备纳米流体可静置稳定分散长达12个月;随荷电电压增加,GO/OA纳米流体的荷质比显著升高,表现出良好的荷电性能;与传统微量润滑相比,纳米流体在荷电电压为-4 kV下表现出最优的润滑效果;在静电微量润滑铣削工况下,含有质量分数0.06%GO/OA的纳米流体润滑时切削力、工件表面粗糙度和刀具磨损均最小,铣削加工性能更好。 展开更多
关键词 纳米流体 牵引分散 荷电性能 静电微量润滑 铣削加工
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基于静电微量润滑技术的磨削加工性能试验研究 被引量:10
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作者 林建斌 吕涛 +2 位作者 黄水泉 胡晓冬 许雪峰 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第23期2783-2791,2798,共10页
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... 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。 展开更多
关键词 微量润滑 静电微量润滑 水基润滑液 显微硬度 显微组织 磨削性能
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静电喷雾润滑液滴的粒径分布特性研究 被引量:5
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作者 孔魁 胡志强 +2 位作者 姚伟强 黄水泉 许雪峰 《机电工程》 CAS 2013年第12期1472-1476,共5页
为掌握静电喷雾润滑液滴的粒径分布特性,将图像识别检测技术应用到荷电润滑液滴的粒径测量中。开展了采集图像中液滴区域的特征抽取和识别分析,建立了液滴的平面二维直径和空间三维直径的转换关系,提出了一种实用的气雾液滴粒径分布特... 为掌握静电喷雾润滑液滴的粒径分布特性,将图像识别检测技术应用到荷电润滑液滴的粒径测量中。开展了采集图像中液滴区域的特征抽取和识别分析,建立了液滴的平面二维直径和空间三维直径的转换关系,提出了一种实用的气雾液滴粒径分布特性的检测方法。在建立液滴采集装置的基础上,进行了气雾不同截面液滴的采集和识别试验。实验结果表明,随着静电电压升高,喷雾索特平均直径减小,雾滴颗粒趋于均匀,雾化质量明显改善;在距喷嘴60 mm^140 mm的3个截面上,随着距离的增加,雾滴索特平均直径增大,雾滴趋于发散。 展开更多
关键词 静电喷雾 微量润滑 粒径 Matlab 图像处理 索特平均直径
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静电雾化微量润滑粒径分布特性与磨削表面质量评价 被引量:21
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作者 贾东洲 张乃庆 +5 位作者 刘波 周宗明 王绪平 张彦彬 毛聪 李长河 《金刚石与磨料磨具工程》 CAS 北大核心 2021年第3期89-95,共7页
针对微量润滑(minimum quantity lubrication,MQL)依靠的高压气体雾化微液滴粒径细化程度低、易飞逸飘散,有效利用率低以及对环境和人员健康产生危害的问题,提出气辅式静电微量润滑(electrostatic minimum quantity lubrication,EMQL)... 针对微量润滑(minimum quantity lubrication,MQL)依靠的高压气体雾化微液滴粒径细化程度低、易飞逸飘散,有效利用率低以及对环境和人员健康产生危害的问题,提出气辅式静电微量润滑(electrostatic minimum quantity lubrication,EMQL)雾化新方法。开展多工况雾化性能对比试验,并对镍基合金磨削表面质量进行评价。结果表明:润滑剂荷电后雾化性能得到显著提高,在降低液滴平均体积粒径和分布跨度的同时,降低了悬浮可吸入小液滴(PM10)的质量浓度,且电压越高PM10质量浓度越低。当电压为35 kV时,润滑剂的雾化效果最理想,平均体积粒径和分布跨度分别降低了27.343%和41.456%,PM10质量浓度降低了5.065个百分点。磨削试验结果表明:相较气动雾化微量润滑,静电雾化微量润滑获得了更为理想的工件表面质量;当电压为35 kV时,工件表面粗糙度Ra和RSm分别为0.377μm和0.084 mm;干磨削工件表面质量极差,出现大量黏附和剥落现象,甚至有大面积的表面材料撕裂,因此干磨削不适用于高温镍基合金加工。 展开更多
关键词 微量润滑 静电雾化 雾化特性 磨削加工 镍基高温合金 磨削表面质量
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微量润滑喷嘴电晕电极的电场特性及其对油雾荷电性能的影响研究 被引量:1
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作者 王争 李中亚 +2 位作者 万家傲 易芳 许雪峰 《机电工程》 CAS 2016年第3期253-258,279,共7页
针对静电气雾微量润滑系统的电晕电极产生的高压静电场影响润滑油雾的荷电性能,以及电晕电极的结构形式决定了电场的强度和分布的问题,对不同电晕电极数量及布置型式对空间电场强度的影响展开了分析。利用Ansoft Maxwell软件对不同结构... 针对静电气雾微量润滑系统的电晕电极产生的高压静电场影响润滑油雾的荷电性能,以及电晕电极的结构形式决定了电场的强度和分布的问题,对不同电晕电极数量及布置型式对空间电场强度的影响展开了分析。利用Ansoft Maxwell软件对不同结构形式电晕电极的空间电场强度进行了仿真,并建立了电晕静电气雾微量润滑油雾荷电性能测试系统,研究了不同电极结构形式对油雾荷质比的影响。研究结果表明,对比多电晕电极,单电晕电极具有结构简单、电场强度高以及高场强集中分布于润滑油锥状气雾区域的特点。电晕电极的空间电场仿真结果与油雾荷质比实验结果基本符合,单电晕电极的油雾荷质比优于多电晕电极,适用于电晕静电气雾微量润滑系统。 展开更多
关键词 静电气雾微量润滑 电晕电极结构形式 电场仿真 荷质比
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冷风静电微量润滑换热特性及其钛合金铣削加工性能研究 被引量:1
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作者 吴锡转 刘福财 +3 位作者 张若冲 胡晓冬 姚伟强 许雪峰 《高技术通讯》 CAS 2023年第8期872-882,共11页
针对钛合金铣削温度高、刀具寿命短的问题,提出并开展了基于冷风静电微量润滑(CAEMQL)技术的钛合金加工新方法研究。在构建冷风静电微量润滑系统的基础上,研究了冷风荷电气雾的换热特性和钛合金铣削性能,通过刀具磨损揭示了刀具延寿机... 针对钛合金铣削温度高、刀具寿命短的问题,提出并开展了基于冷风静电微量润滑(CAEMQL)技术的钛合金加工新方法研究。在构建冷风静电微量润滑系统的基础上,研究了冷风荷电气雾的换热特性和钛合金铣削性能,通过刀具磨损揭示了刀具延寿机理。结果表明,与微量润滑、静电微量润滑和冷风微量润滑相比,冷风静电微量润滑具有更高的临界热流密度和更好的稳态换热性能;与微量润滑相比,冷风静电微量润滑下的切向铣削力Fx下降了21%,法向铣削力Fz下降了17%,铣削温度下降33%,工件表面粗糙度Ra值减少26%;冷风静电微量润滑下切屑自由面的褶皱高度降低,切屑背面划痕减少;低温压缩空气和荷电切削液协同作用抑制了刀具的粘着磨损,刀具寿命提高41%。 展开更多
关键词 冷风静电微量润滑(CAEMQL) 钛合金 换热特性 铣削性能 切屑形貌 刀具磨损
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电场参数对雾化特性及微量润滑磨削性能影响的实验研究 被引量:7
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作者 张晓阳 李长河 +6 位作者 张彦彬 杨敏 贾东洲 侯亚丽 张乃庆 Runze Li 纪合聚 《制造技术与机床》 北大核心 2018年第10期105-111,共7页
为了探究针-板电极电场参数对雾化特性微量润滑磨削性能的影响,通过调节电压幅值和电极间距进行微量润滑平面磨削实验,根据所得雾化锥角、雾滴粒径算术平均值、磨削力及表面粗糙度Ra值进行机理分析。实验结果表明静电雾化微量润滑在高... 为了探究针-板电极电场参数对雾化特性微量润滑磨削性能的影响,通过调节电压幅值和电极间距进行微量润滑平面磨削实验,根据所得雾化锥角、雾滴粒径算术平均值、磨削力及表面粗糙度Ra值进行机理分析。实验结果表明静电雾化微量润滑在高压静电场的参与下,液滴荷电后会发生二次甚至多次雾化。随着电压幅值的升高,雾化锥角增大,雾滴的平均粒径减小并扩散均匀,同时润滑液的润滑性能也有所提高。在电压幅值一定,电极间距为160 mm时,获得最优的润滑性能;在电极间距一定,电压幅值为50 k V时,相比于无静电微量润滑,比切向磨削力Ft'、比法向磨削力Fn'及表面粗糙度R_a值,分别减小25.01%、15.08%、22.18%,获得最优的润滑性能。 展开更多
关键词 微量润滑 静电雾化 雾化特性 润滑性能
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静电雾化机理及微量润滑铣削7075铝合金表面质量评价 被引量:8
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作者 吴喜峰 许文昊 +4 位作者 马浩 周宗明 刘波 崔歆 李长河 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第6期337-350,共14页
目的针对传统气动雾化微量润滑雾化性能差、环境气雾浓度高以及参数化可控性差的技术难题,设计了静电雾化微量润滑铣削供给系统。研究了铣刀工件约束界面的气流场并进行了静电雾化微量润滑(Electrostatic Minimum Quantity Lubrication,... 目的针对传统气动雾化微量润滑雾化性能差、环境气雾浓度高以及参数化可控性差的技术难题,设计了静电雾化微量润滑铣削供给系统。研究了铣刀工件约束界面的气流场并进行了静电雾化微量润滑(Electrostatic Minimum Quantity Lubrication,EMQL)机理分析与7075铝合金铣削表面质量评价。方法通过分析铣刀工件约束界面气流场的分布情况,对气流场中的涡流场速度分布情况进行了理论建模,基于圆周涡流与进入涡流的动力学特征建立了喷嘴最佳射流位姿模型。研究了EMQL的荷电与雾化机理,在此基础上,进行了不同润滑条件下的铣削7075铝合金实验,包括干切削、浇注式、EMQL。测量了不同润滑条件下的铣削力、铣削表面粗糙度(Ra、R_(sm)),此外,对2种参数条件下EMQL获得的加工表面轮廓进行了自相关分析。最后,分析了荷电润滑剂在切削区的微观作用机制。结果在实验铣削参数条件下,进入涡流的诱导半径为0.007 m,最佳位姿参数设定如下:射流点到工件表面的距离l_(z)=9.7 mm,射流点到铣刀边缘的距离l_(y)=11.5 mm,喷嘴与工件水平方向的夹角γ≈40°。与干切加工相比,EMQL获得的铣削力降低了15%、18.6%;此外,与干切削相比,30 kV条件下的EMQL获得的Ra、R_(sm)分别降低了15.5%、25%,并且相比于20 kV的电压,30 kV的EMQL铣削表面轮廓自相关分析曲线显示出更优异的表面质量;浇注式润滑获得了最佳的表面质量(Ra=0.221μm、R_(sm)=0.037μm)。结论荷电液滴能够提升摩擦界面毛细管的渗透性能,并且毛细渗透长度可以在提升电压的条件下增加,在高电压条件下的EMQL相比于低电压条件下的EMQL展现出更好的铣削性能。 展开更多
关键词 铣削 静电雾化微量润滑 7075铝合金 气流场 喷嘴位姿 表面质量
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多能场赋能生物润滑剂微量润滑磨削研究进展
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作者 吴浩 刘纪新 +7 位作者 周宗明 颜旭 王广 董兰 姬长贺 盛锐 陈云 李长河 《工具技术》 2025年第9期1-12,共12页
随着制造业迫切向低碳与可持续转型,生物纳米润滑剂微量润滑磨削由于其优异的冷却润滑与清洁环保的特点,成为浇注式和干磨削技术优选的替代方案。针对其在砂轮工件界面高温高压边界条件下润滑剂失效的技术问题,提出通过能场对生物纳米... 随着制造业迫切向低碳与可持续转型,生物纳米润滑剂微量润滑磨削由于其优异的冷却润滑与清洁环保的特点,成为浇注式和干磨削技术优选的替代方案。针对其在砂轮工件界面高温高压边界条件下润滑剂失效的技术问题,提出通过能场对生物纳米润滑剂微量润滑进行效能提升,改善高温高压条件下纳米生物润滑剂的强化换热与抗磨减摩的摩擦学性能。但是能量场赋能后,润滑介质在磨削区域的理化性质与磨削性能之间的映射关系尚不明晰。为解决上述问题,本文基于摩擦学和传热学对多能场赋能下的纳米生物润滑剂的磨削性能进行综合性评估。对纳米生物润滑剂的抗磨减磨进行分析,针对不同能量场赋能机理进行物理机制研究。低温赋能下,磨削区域的换热行为得到强化;静电雾化后,液滴粒径和接触角进一步改善,雾滴的浸润性提高;超声辅助下,液滴雾化过程中的二次破碎行为得到强化,液滴粒径的均一性发生改善;磁场赋能下,磁性纳米粒子的有序运动显著降低磨削比能,表面质量得到提高。针对多能场下的纳米生物润滑剂磨削的工程与科学瓶颈提出展望,为未来多能场赋能的工业化应用提出理论与技术支持。 展开更多
关键词 磨削 能场赋能 微量润滑 纳米粒子 生物润滑剂 磁场 静电雾化 低温冷风 超声振动
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