[发明专利]水环真空泵转子轴数控车削加工中能量效率在线检测方法

说明书

本专利提供一种水环真空泵转子轴数控车削加工中能量效率在线检测方法，采用以下步骤：1）加工前数控车床待机功率和通切削液消耗功率检测，2）装夹水环真空泵转子轴毛坯后，数控车床主轴空载功率检测及主轴空载功率模型建立，3）水环真空泵转子轴数控车削中能量效率在线检测。本专利在检测水环真空泵转子轴数控车削加工能量效率时，基于建立的数控车床主轴空载功率模型计算有效切削功率；车削加工中只需测量主轴输入功率即可检测计算出能量效率，简单、准确、有效。该专利有利于优化加工参数以提高有效切削能耗在总消耗能量中所占比例，专利内容也可推广到其他大型毛坯件数控铣削、数控刨削、数控磨削加工的能量效率在线检测。

技术领域

本发明涉及一种加工中能量效率检测方法，特别是涉及一种水环真空泵转子轴数控车削加工中能量效率在线检测方法。

背景技术

机床是机械制造业的工作母机，机械加工碳排放具有多源性，主要包括物料碳、能源碳以及制造过程中产生的直接碳排放，但主要来源于电能消耗导致的间接碳排放。我国是全球最大的机床生产国和消费国，机床保有量达800万台，若按每台机床额定功率平均为10kW计算，我国机床总额定功率约为8000万kW，是三峡电站总装机容量（2250万kW）的3.5倍多，机床耗能总量惊人。

水环真空泵工作时，气体压缩是等温的，可抽除易燃、易爆以及含尘、含水的气体，因此水环真空泵普遍应用于石油化工、机械、矿山、轻工、医药及食品等行业。水环真空泵转子由转子轴、轮毂、叶片组成，制造工艺复杂。转子轴一般直径大于200 mm，长度在2500 mm以上，体积大、质量重，车削加工时能耗非常大，所以转子轴车削加工中如何提高能量效率以实现节能制造，是目前迫切需要解决的问题。

对现有的技术文献检索发现，S.H. Hu等人在学术期刊《Journal of CleanerProduction》（2012年第27期：P133-140）上发表的论文“An on-line approach for energyefficiency monitoring of machine tools”中，提出在加工中用传感器测出主切削力和切削速度进而计算有效切削功率；Duflou等人在《CIRP Annals - ManufacturingTechnology》（2012年第2期：P587-609）上发表的论文“Towards energy and resourceefficient manufacturing:A processes and systems approach”中，指出改进冷却泵等外围设备可减少数控机床能耗，并研究了如何回收再利用数控机床产生的热损耗以节能。

综上所述，在水环真空泵转子轴数控车削加工中，如何简单准确地检测出能量效率，对于研究如何优化加工参数以提高有效切削能耗在总消耗能量中所占比例具有重要的指导意义，已成为本领域技术人员急需解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种简单、准确的水环真空泵转子轴数控车削加工中能量效率在线检测方法。