基于近代机床能源可持续利用的研究-毕业设计外文翻译

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1、IxoNINGXIAUNIVERSITY基于近代机床能源可持题目（中文）:题目（英文）:型z届本科毕业设计外文翻译续利用的研究Reviewofrecentadvancesonenergyefficiencyofmachinetoolsforsustainability学院：机械工程学院专业：机械工程及自动化年级：2013级学生学号：12013243606学生姓名：指导教师：2017年5月24日摘要由于机床在制造厂中的高功耗，研究了能源效率机床一直是可持续发展的迫切需要。本文主要讨论节能机床的综合性文献综述，包括能量损失分析，建模以及机床能效的评估。这些技术适用于新机床的设计，

2、以及现有机床的分析或改造。此外，讨论和概述了以前关于降低机床能耗的研究的一些限制和障碍。介绍了提高机床能效的重大潜力，并确定和总结了一些挑战。关键词:机床；能效；可持续性；加工过程第一章引言能量是加工操作的重要资源。根据Jeswiet和Nava,在加工过程中，10%的工业能源消耗归因于使用压缩空气，约50%可能归因于电气驱动，其余40%的工业能源消耗可能被解释为通过加热和照明。同时，制造过程释放固体，液体和气体废物流。它造成了土地，空气和水的污染问题。如今，由于能源成本的上升和与气候变化的相关性，制造业正面临着越來越大的减少碳足迹的压力。其实，生产能在各种材料去除过程中的使用

3、与机床和整个牛产系统相关。重要的是，相对于育•接加工能量消耗，最小化间接能量消耗。间接能源成本是操作生产机器的电力使用。因此，节能制造是可持续制造屮的重要考虑因素。一方面，提高制造过程的能量效率可以减少原料能量的使用。这意味着使用相同数量的能量将生产更多的产品。制造过程的电力使用直接影响对进口煤炭的依赖，并减轻对日益稀缺的天然气供应的压力。另一方面，能量的有效使用对环境具有积极的影响，因为燃料使用的减少与标准污染物（例如硫氧化物，氮氧化物和温室气体-二氧化碳）的排放直接相关。增加能源使用成本和环境限制导致制造企业减少能源消耗的压力日益增大。可持续发展应包括三个支柱：经济，环境

4、和社会问题.能源密集型生产将通过能源使用和二氧化碳排放增加产品成本。作为制造系统的犬多数主要设备，机床消耗超过90%的总能量。在过去几十年里，制造经济模型的许多努力己经付出，但是制造影响资源效率和环境问题等方面的问题很少受到重视。为了支持机器制造商在机器设计期间系统地考虑能耗，需要进一步支付许多努力,包括（1）找到新机器设计的节能方法和概念，以及（2）研究相关物理组件的功耗-机床的角度。这些物理组件包括轴承，进给轴，液压损失，电驱动，冷却系统，主轴等，以及（3）开发一些面向能效的软件，例如数字控制器和机器外围模块。控制器木身并不直接消耗能量，然而，由于其主导机器的行为，因此其

5、对能量消耗具有显着影响。本文的动机集中在审查现有的工作，涉及减少机床的能源使用，讨论未来对节能机器设计的挑战，以及确定改进机床能效的主要障碍。第二章能量监测技术能量监测对丁•了解现有机器中的能量如何流动，了解哪些组件应关注以减少能耗,以及为其构建可靠的能量模型至关重要。通常，在机床及其部件中存在三种基本能量流，其包括主轴或轴驱动器，外围设备和压缩空气。监测机床能耗的一种常见技术是用扭矩传感器或动力计测量其切割功率。一种基丁•软件的自动化方法Vijayaraghavan和Dornfeld提出了三轴精密铳削操作的能量推理，其屮能量监测和分析是通过复杂事件处理技术实现的。该方法的优

6、点是它可以扩展和应用于分析制造系统中其他类型的环境相关数据流，以决定机床提高环境性能。为了监测各种切削条件下车削过程中的能量消耗，提出了一种经验模型来预测机床的总能耗.由于工艺参数是根据不同切削条件的能量监测数据确定的，该模型可用于精确预测机床在特定加工过程中的能耗。主要优点是，该模型可以扩展并应用于其他机床和其他制造工艺，例如，作为促进生产过程中的能源效率的推动者。考虑到机床由许多能耗部件组成，He等人提出了对每个部件的能耗进行建模的方法。机床的总能耗可以通过考虑能耗部件来计算。同吋，得到了儿个重要的结论。例如，加工工具的能耗主要取决于数控（NC）代码控制的能耗部件的运行状

7、态，数控加工的总能耗取决于能耗组件的能耗，并且可以通过对由相应的NC文件控制的每个部件的能量消耗求和来估计机床的刀具能量消耗。基于非线性规划研究了在多道次车削操作的粗加工和精加工中的用于最小能量消耗的加工参数的优化。为优化定义了若干实际约束，包括参数约束，刀具寿命约束和操作约束能量函数的过程。该方法的优点是，分别根据不同的加工任务来实现加工参数的优化。此外，为不同的加工操作定义了优化加工参数的几个标准。例如，最佳进给速率应该是恒定的，直到切削深度的一定阈值，然后在粗加工过程中减小，而在精轧道次中的高材料