CA10B解放牌汽車調(diào)整臂外殼工藝規(guī)程及專用夾具設(shè)計【車φ60孔及端面】【鉆φ13.8和φ16沉孔】【說明書+CAD+3D】

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人們很難相信，這種裝置可以產(chǎn)生熱空氣和冷空氣并且達到有用的流量。渦旋管一個沒有移動部件，簡單的裝置同時生產(chǎn)冷，熱空氣流。但是，到目前為止，很少有確定利用冷卻工具渦流管的效率的研究。因此，為確定在刀刃上的熱效率轉(zhuǎn)移過程的一系列實驗調(diào)查已經(jīng)開始進行了。這些試驗將確定最合適的參數(shù)使用，如冷和熱空氣的質(zhì)量流量，冷熱管直徑、長度，和可實現(xiàn)的冷空氣最低氣溫。風(fēng)冷從未被制造業(yè)采用是由于這樣一個事實，多年來，傳統(tǒng)的切削液已被證明是在機械加工冷卻過程中有效的方法。這項研究結(jié)果將證明，在很多加工設(shè)備中，空氣冷卻都可以取代傳統(tǒng)的切削液，不會減少刀具壽命或也不會造成工作質(zhì)量的下降或是影響工件表面的完成。 給工件表面提供冷空氣的朗克，希爾施渦旋管的使用說明表明提高空冷性能的重要。刀具結(jié)合界面的溫度記錄清楚地表明，刀刃的溫度有顯著的減少。用顯微鏡觀察可發(fā)現(xiàn)，這種溫度減緩降低了機械齒面的磨損。因此，當(dāng)?shù)睹嬗蔑L(fēng)冷時，監(jiān)測后刀面磨損的發(fā)展情況，顯示著被延長了的刀具壽命。 該?朗克，希爾施渦管[1]是一個了不起的設(shè)備，它能夠同時獨立為兩個不同的氣流，一股比進來的空氣熱和另一股比進來的空氣冷，其間沒有任何移動部分參與。該設(shè)備分離產(chǎn)生的冷空氣和熱空氣穿過渦流管時的溫度是尚未完全清楚。這是一個被稱為麥克斯韋妖怪，一個幻想不經(jīng)任何工作就能分離熱量的裝置。這種渦管基本上包括三個管和一個使壓縮空氣在冷管處的溫度較低的供應(yīng)裝置。 ?朗克[2]試圖利用這種無運動部件就能產(chǎn)生熱空氣和冷空氣的奇怪設(shè)備的商業(yè)潛力。不幸的是，這家合資公司失敗了，渦流管也因此變得無人問津。該裝置把冷傳到熱所依據(jù)的能量轉(zhuǎn)移原理仍然很難理解。然而，對于這個基本物理現(xiàn)象有一場辯論，盡管大多數(shù)研究者認(rèn)為該設(shè)備是基于互動動蕩，可是由壓縮和剪切的工作過程，卻表現(xiàn)出浦大衛(wèi)的戴斯勒和[3]分析。 最近，研究分為兩類。 第一 類稱為外部研究關(guān)注與該管的性能。它是發(fā)現(xiàn) Gulyaev [4]，該比例最低的長度管的直徑是13。其他的研究建議40比50為最佳運作。至于隔膜，最適尺寸是2:3的比例膜片直徑管的直徑。 渦流管由三個重要部分組成，空氣進入到旋渦發(fā)電機（這增加了空氣的速度）的中間部分，冷軋管，熱管，如圖1所示。 通常熱管是約350毫米長，并在底部有一個錐形閥控制流出的熱空氣量。 渦流發(fā)生器的右側(cè)是冷軋管出口。渦流發(fā)生器和冷軋管之間有個中心帶有可以很容易改變大小的孔的隔膜，。帶有可大可小孔的隔膜還可以增加或減少在寒冷的出口所得的溫度?？紤]到上述渦管，壓縮空氣以聲波速度供應(yīng)到圓形管，并產(chǎn)生一個每分鐘1萬轉(zhuǎn)氣旋（渦流）?？諝馐潜黄茸孕M入中心，在那里它然后沿著熱管當(dāng)前最不抵抗氣流的道路逃離。 旋轉(zhuǎn)的空氣，因為它繼續(xù)沿管前行，直到它達到了錐形閥的地方變成了旋轉(zhuǎn)的空氣柱（渦部分內(nèi)部本身）。較慢的內(nèi)空氣柱的旋轉(zhuǎn)流動的空氣放棄了它的熱量，讓其更快的旋轉(zhuǎn)到空氣柱外。 寒冷的空氣撞倒正奉命出的渦流發(fā)生器的旋轉(zhuǎn)空氣并且冷端的熱空氣耗盡流出的渦流管的另一端。調(diào)整錐形閥將內(nèi)置悶熱的空氣排出可以改變這兩個溫度，空氣流低至-55 ° C的由圖所示。 渦流理論 目前沒有人能確切地解釋為什么渦管會如此運作：這個過程本身正如萊溫和Bejan [6]所述的那么簡單。切向進氣噴嘴對渦流發(fā)生器，因此可以提供一個高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的氣流旋渦。后來，有一徑向溫度梯度由管芯到管外壁增加。這是主要是因為空氣的壓縮勢能轉(zhuǎn)換為動能，由于附近空氣中的外切向力矩進口形成的強迫渦。因此，高速旋轉(zhuǎn)內(nèi)流管，遠(yuǎn)離墻壁產(chǎn)生。渦旋內(nèi)的熱管現(xiàn)有的空氣，通常與大氣溫度相等，當(dāng)旋轉(zhuǎn)氣流的渦管流進它就擴大了，但其溫度下降到比環(huán)境溫度低。兩氣溫的區(qū)別將導(dǎo)致溫度梯度沿管生產(chǎn)比周圍空氣的核心更冷的空氣。因此，中央空氣分子將失去熱將到達外部區(qū)域，如圖所示3。 值得注意的是，該系統(tǒng)是一個動態(tài)的系統(tǒng)由于對管內(nèi)氣流的性質(zhì)，因此將無法達到平衡。因此，周邊的空氣有較高的動能（溫度超過內(nèi)空氣（冷））。 一個主要的壓力梯度由于在徑向方向被迫渦將提供一個圓形旋轉(zhuǎn)的向心力，因此這將導(dǎo)致高壓的在管壁上，并低壓在中心處。當(dāng)空氣進入到周邊地區(qū)（A），隨著它的膨脹，由于它的擴張外部空氣得以冷卻。因此，內(nèi)核的空氣（B）會得到溫暖，因為它是由壓縮周邊膨脹的空氣。然后轉(zhuǎn)熱從內(nèi)核（B）到外核心（A）。由于內(nèi)部空氣被壓縮，自然會嘗試推著向周邊膨脹。因此，處理外核的空氣，然后加熱，由于膨脹和壓力的不同，這會導(dǎo)致對工作要做周圍的空氣得到不同結(jié)果收縮的空氣。因此，熱量轉(zhuǎn)移徑向向外圖所示4。當(dāng)空氣繼續(xù)沿管旋進產(chǎn)生的更多的分離能量將發(fā)生軸向?qū)α?，而使空氣向熱端移動。在這個進程中，將熱量從核心轉(zhuǎn)的空氣移到外部空氣。 隨著氣流到達最熱時，一小部分的空氣將通過位于熱端的錐形閥門排出，依靠臨近中心的不良壓力梯度，剩下的空氣將在冷端旋轉(zhuǎn)，如圖所示5。 其余部分的溫暖的空氣保持垂直流動，其運動方向要么是沿管道順時針要么是逆時針。 此外，這種氣流 在管內(nèi)核心的空氣產(chǎn)生的氣流的壓力也較低。如果兩空氣流的角速度保持，這意味著任何兩個取自圖 4的粒子：示意圖陣地周邊和內(nèi)部核心空氣 圖5：在渦管氣流模式圖無論是空氣流將采取同樣的時間才能完成圍繞管周長一次循環(huán)。從角動量守恒原理，它似乎是在內(nèi)核分子角速度將增加，見EQ： 公式表明，在內(nèi)部的核心中，RA的值（徑向距離測量中心在管中特別關(guān)注分子）很小，應(yīng)該有一個相應(yīng)的增加分子的角速度，以便讓總的角動量守恒系統(tǒng)。此假設(shè)是微不足道，在管道內(nèi)兩任何空氣分子的質(zhì)量差異。然而，某一角速度在內(nèi)部核心分子保持不變。這也就是說，在渦流管內(nèi)的核心，角動量實際上已經(jīng)失去了。由于熱量轉(zhuǎn)移到外的核心，對內(nèi)核的角動量不保留或有更具體的跌幅，這將導(dǎo)致核心能量從內(nèi)到外轉(zhuǎn)移。 內(nèi)核的熱能損失事外核心范圍內(nèi)的空氣分子升溫。因此，外核變熱和內(nèi)核變涼。 當(dāng)達到熱極限，通過熱錐形閥和管壁（熱插座）之間的小開口將周圍的空氣逸出。不過，中央的空氣較冷，是由錐形閥軸偏轉(zhuǎn)，并繼續(xù)對從熱端流向冷管。只有最里面的空氣分子通過隔膜和從收集冷空氣的出口溢出。因此，空氣分子被分為冷流和熱流通過渦流管的冷熱兩端。 該圖 6很好的繪出了渦流管。重要的是要注意，特別是在熱端管發(fā)生分離。該錐形主軸（錐形閥），的目的是將一個寒冷的空氣逆流到管軸向地區(qū)。該隔膜（孔另一方面）是用來擋周圍的空氣，使中央流會通過冷端溢出。渦管部件的缺少可能會造成這種錯誤的假設(shè)，這種現(xiàn)象是違反熱力學(xué)規(guī)律的。 事實上，如果沒有在室溫下做任何工作，空氣流可以分為兩個不同的蒸汽，這一冷一熱劃分工作，似乎違背了熱力學(xué)第二定律。不過，關(guān)鍵是要提的是，盡管有這個誤導(dǎo)的觀念，可是物理保持不變。雖然，該渦管物理學(xué)是復(fù)雜的，但作為熱力學(xué)的基本原理研究，可以幫助加深對渦流管內(nèi)發(fā)生了什么進行更深入的了解。 熱力學(xué)第一定律是關(guān)于節(jié)約能源。根據(jù)這項規(guī)律，在系統(tǒng)之間的反應(yīng)，它的環(huán)境，能源可以使從周圍接收到該系統(tǒng)與從系統(tǒng)中傳給周圍的能量值相等。這種能量可以由兩個不同狀態(tài)顯現(xiàn)：熱和功。因此，對于每一個具體的控制體積熱力學(xué)系統(tǒng)：圖7：一渦管控制體積示意圖 制冷實際情況對于確定該冷卻裝置的性能系數(shù)是如此的重要。 因此，確定性能系數(shù)的旋渦管和比較與傳統(tǒng)制冷性能系數(shù)在使用它來確定它的效率，似乎合乎邏輯。渦流管可以用作制冷設(shè)備在寒冷的管壁是用來降低溫度或作為加熱裝置，當(dāng)熱管墻是用來增加外殼溫度。應(yīng)該指出的是，對面是什么通常在熱力學(xué)看，在這種情況下渦管是一個開放的控制儲存裝置。如果系統(tǒng)認(rèn)為是穩(wěn)定的狀態(tài)，然后從第一定律熱力學(xué)： 其中，DH_是系統(tǒng)焓的變化和平行的演算法之間的系統(tǒng)及其周圍環(huán)境的熱量交換。 讓我們假定平行的演算法近似為零，即使冷軋管上可能有霜凍，熱管是很溫暖。如果是這種情況則： 在那里，_Hc是冷流焓變化和_HH是熱焓變流。假設(shè)為理想氣體，總焓變的空氣可以寫為： 其中，mc，在冷管的質(zhì)量流量，氫是熱管的質(zhì)量流量，Tc是冷空氣的溫度，Ti是進風(fēng)溫度，Th是熱空氣的溫度和Cp為空氣比熱在不斷的壓力和承擔(dān)可逆的絕熱過程。通過應(yīng)用熱力學(xué)第二定律上述： 其中，_S是總熵變，q是傳熱和T為絕對溫度。 在實際的穩(wěn)態(tài)控制體積熵的變化是：熵變化的實際控制數(shù)量， 穩(wěn)定狀態(tài)是： 其中，_Sc和_Sh是從入口到出口的熵變的部分進入寒冷的空氣管留下了，一部分是進入熱管。 對于理想氣體（空氣）比熱，熵變化可以 在那里我的下標(biāo)，C和H分別進流，冷流和熱流，R是理想氣體（空氣）保持不變。 自冷（或熱外觀）的影響時無運動部件將嘗試管壁考慮為冰箱（或競爭此設(shè)備熱泵），估計其系數(shù)性能（COP）是有效的。圍繞冷卻效果可以通過放置一個寒冷的管外殼，性能系數(shù)，可計算方法是： 冷流通過冷管壁像熱（換熱器）由一些喜歡在一冷箱源（冰箱）和W在本案中是工作壓縮完成從大氣壓力和空氣溫度對管的入口條件。 其中，T2是壓縮機出口溫度和T1是壓縮機進氣溫度（可逆的，多方過程;空氣量：N = 1.4）。如果我們考慮一個完整的系統(tǒng)，P1和T1的是大氣壓力和溫度， P2和T2的是壓縮機出口條件， 空氣被壓縮后，它在保持在高壓狀態(tài)，在當(dāng)時它冷卻大氣溫度，使音速噴嘴的入口溫度T1，相當(dāng)于T1的溫度： 方程（23）可從T2的計算式。 （24）這是一個理想的工作值，它比所需的驅(qū)動器的實際工作較少于壓縮機。通過考慮上述方程和使用的EQ（21），對渦流管性能系數(shù)可以決定的。 實驗分析渦管設(shè)計為了幫助比較的渦管數(shù)參數(shù)是非常有用的使用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為冷這是可以對比以上的渦管范圍測試。此參數(shù)是簡單的空氣質(zhì)量流量比率在管冷端進口處的壓縮空氣的平均流速，。重要的是要注意氣團在管熱端流率各不相同，從它的最高值（即等于質(zhì)量流量的壓縮空氣）到最低值（這是等于零），并顯示在橫向軸的圖表。在冷端質(zhì)量流量等于質(zhì)量差的進氣流量和質(zhì)量流量率的冷端。因此，通過改變質(zhì)量在熱端流率，有效地控制你在制冷結(jié)束時，其最低流量的大規(guī)模最大的價值。 其中： mc =空氣質(zhì)量在冷端流率 mh=空氣質(zhì)量流率在熱端 mh=壓縮空氣的質(zhì)量流率在進 寒冷空氣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為輸入壓縮空氣通過冷端釋放管的百分比。一般來說，稍稍寒冷的空氣被釋放后，就會變得更寒冷。調(diào)節(jié)控制閥旋鈕將改變不同寒冷度的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。將給予質(zhì)量分?jǐn)?shù)高的寒冷更大的氣流，但并沒有給盡可能低的溫度。高質(zhì)量分?jǐn)?shù)寒氣流與冷溫度組合，產(chǎn)生最大低溫冷藏能力。另一方面低質(zhì)量分?jǐn)?shù)氣流是指一股出來時體積較小且非常冷的空氣?？傊?，較少的空氣被釋放，空氣變得更冷。在最冷的那頭，速度對溫度下降的影響很有效，因為如果產(chǎn)生最低氣溫的速度是已知的，那么，壓縮空氣的壓力和冷噴嘴直徑可以達到最優(yōu)化。噴嘴直徑的減少也將迫使空氣向熱端流動，并會導(dǎo)致對渦管效率的提高有一定影響。 估計的性能系數(shù)可以用來給出了該冷卻系統(tǒng)的制冷性能，這是一個能夠確定渦流管的性能。 這對渦流管性能系數(shù)計算用到公式（21），并發(fā)現(xiàn)了1.38的價值。與傳統(tǒng)制冷系統(tǒng)通常約為3.5的值相比，1.38這個值較低。即使這表明，渦流管是不是空調(diào)系統(tǒng)的理想器件，它仍然合適現(xiàn)場冷卻。對渦流管顯示設(shè)計的測試，寒冷氣流的溫度下降的寒冷的質(zhì)量分?jǐn)?shù)由、是渦流管的一個功能，如式（27）所示。從這些實驗情況表明，噴嘴使之產(chǎn)生一個最大降溫如圖?9所示。這已是最小光圈噴嘴直徑（直徑3毫米之間的發(fā)電機和冷渦管）?？梢詮倪@些測試得出結(jié)論，冷渦發(fā)生器出口直徑越小，溫度下降越大。 檢查（圖8 - 11B條）顯示的趨勢，最低氣溫伴隨低的寒質(zhì)量分?jǐn)?shù)發(fā)生。不幸的是，該流量計沒有測量接近零的寒冷質(zhì)量分?jǐn)?shù)的能力。因此，它無法找到確切的最低氣溫出現(xiàn)時的寒冷的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。雖然，從圖就可以假設(shè)這個值將介于0和0.1。在冷空氣出口產(chǎn)生最大的溫降，同時在熱空氣出口產(chǎn)生最大的溫升，這個結(jié)果顯示在用噴嘴 1時寒冷質(zhì)量分?jǐn)?shù)在0.6和0.7之間，如圖8所示。 此圖形9顯示了不同噴嘴直徑圖的趨勢，從0都開始增加至最高點，然后有一個溫度下降趨勢。這種方式是可以預(yù)見的，因為它是已知的，寒冷的質(zhì)量分?jǐn)?shù)低，一內(nèi)旋轉(zhuǎn)氣流有很高的比例加入在出口外流動的熱空氣，因此，熱氣流的溫度下降。由于錐形閥逐漸打開，一場更高的比例熱空氣逃脫出口，而其余部分則返回混入渦旋空氣中通過冷端回來。這讓熱氣流溫度增加至其最高點以及生成最冷空氣。繼續(xù)打開超出其最佳位置錐形閥可以通過額外的空氣逸出，使熱空氣出口溫度降低。 該熱管的長度對能源上的渦管分離有重要的影響，可以由（圖10A條，二）證明。例如，通過增加熱管長度，溫度下降的快。這是由于空氣內(nèi)流有更多的時間將能量轉(zhuǎn)移到外部氣流。但是，對大于對360毫米的渦流管進行測試顯示：一旦超出了熱管的最佳長度，溫度下降速度開始下跌。這種溫度的下降減少所造成的能量，使得外熱流量開始讓內(nèi)流升溫，當(dāng)內(nèi)流時到達錐形閥，它返回到更冷的溫度冷端。 從圖中可以得出結(jié)論說，所有的長度，最高溫度可以通過增加0.4和0.7之間的寒冷質(zhì)量分?jǐn)?shù)進行測試。 另外一個重要參數(shù)，對渦流管影響較大的是壓力，因為所示（圖11A條，乙），這表明一般通過增加更大的壓力，您會獲得一個溫度下降。薩迪和亞茲迪[7]從他們的研究還發(fā)現(xiàn)，通過增加管長，溫差增大，對能源的損失減少了。 斯蒂芬[7]在他的實驗得到那些類似的趨勢，在米= 0.8米= 0.95間得到最高溫升。為此渦管的最高值被發(fā)現(xiàn)是在m= 0.5和m = 0.7間，如圖11 b所示：作者與斯蒂芬的渦管比較這些寒冷分?jǐn)?shù)的測試，存在幾何上的不同。 風(fēng)冷金屬切削 在刀尖嵌入的熱電偶的位置圖12上顯示，最接近被測量工具接口由13個頻道（Ch13熱電偶）。圖13顯示了渦管，產(chǎn)生的冷空氣正在走上工具界面直接在金屬切削試驗。這一過程的空氣冷卻性能可以進行評估，確定了此加工條件對刀具壽命等的影響。如圖14所示的在測量工具提示之前加工與記錄-5℃的溫度熱電偶2，如通道熱電偶（Ch13）和（Ch15）表示 當(dāng)空氣渦流出口已達到-30℃左右，加工開始。正如在刀尖溫度升高的現(xiàn)象[9]，該工具上升到了60攝氏度的溫度穩(wěn)定狀態(tài)，如圖15所示。 在最后一點溫度下降時，表示已停止進料，沒有更多的鐵削正在生成。這使冷卻空氣流過該工具時提供一個從減少工具的溫度，加快工具更快的散熱，如圖16所示。 在切削實驗的過程中渦流管的霜凝可以清楚地看到確認(rèn)，渦流管是提供極冷的空氣。 空氣冷卻對刀具壽命的影響 據(jù)了解，所有的磨損機制都會減少高溫下刀具壽命[10]。 在寒冷的空氣中，應(yīng)用工具顯示會避免長時間在尖端的溫度下使用工具能夠讓刀具有一個較長的壽命[11]?？諝饫鋮s系統(tǒng)的效率可以顯示，磨損為干切一1分鐘，7分鐘的加工風(fēng)冷削減之間的比較。圖第17A - D顯示的后刀面磨損下一個具有63光學(xué)顯微鏡的放大倍率設(shè)定時間。 后刀面磨損的發(fā)展證明需要更長的時間，發(fā)展空氣冷卻時，應(yīng)用到切削區(qū)，如圖17d所示。 經(jīng)過七年的干式加工分鐘前刀面的月牙洼磨損開始發(fā)展，在0.5毫米的側(cè)面，如圖18a所示。干式加工將進一步加快這一磨損率。在這個階段，刀具半徑?jīng)]有顯示出磨損跡象和頂部側(cè)面邊緣沒有明顯的缺口?？諝饫鋮s工具顯示在頂部前刀面和后刀面磨損沒有明顯的跡象是刀具磨損也大大減少。在干燥和空氣的冷卻表示，該芯片產(chǎn)生的熱量多，正在切削區(qū)慢慢消退。圖19顯示了在干燥和空氣冷卻刀尖試驗產(chǎn)生的鐵屑。左側(cè)是干燥刀尖試驗和右側(cè)是空氣冷卻產(chǎn)生的鐵屑。 總結(jié) 先前的研究，如劉等人。[12]證明，壓縮空氣沒有像油水乳液或水蒸汽達到工具的界面，使之良好散熱。然而，結(jié)果得到利用壓縮空氣與渦管結(jié)合表明，這種冷卻工具接口方法是有效的，與傳統(tǒng)的冷卻方法相比,格外好。在圖20中可以看出，此種方法的溫度記錄是60℃，比傳統(tǒng)的濕加工降低40℃，比干加工低了210℃。這些溫度距工具界面1毫米開始測量，所以其在這個位置產(chǎn)生的溫度記錄要比工具表面的低一些。但是，必須假定該工具界面以及工具的測點的溫度將減少。因為我們知道，刀具壽命和磨損機制之間的關(guān)系將由切削溫度升高顯示出來，所以是檢測空氣冷卻效率的最便捷的方法就是通過檢測刀具壽命。該工具的使用在顯微鏡的尖端檢測證實，該工具被空氣冷卻時磨損減少，具有更長的刀具壽命。渦管空氣冷卻系統(tǒng)證明能夠使刀尖有效散熱，，證明空氣冷卻是一個冷卻刀具尖端的有效方法。因此，干加工進行金屬切削時，空氣冷卻的首選方法應(yīng)納入，因為它沒有相關(guān)的環(huán)境問題，并延長了刀具壽命。