[實用新型]磁性納米粒子射流與磁力工作臺耦合油膜形成裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201320160689.5
• 申請日: 2013-04-02
• 公開（公告）號: CN203141313U
• 公開（公告）日: 2013-08-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 賈東洲;李長河;王勝;張強
• 申請（專利權(quán)）人: 青島理工大學(xué)
• 主分類號: B24B55/03
• 分類號: B24B55/03
• 代理公司: 濟南圣達知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37221
• 代理人: 張勇

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及一種磁性納米粒子射流與磁力工作臺耦合油膜形成裝置。

背景技術(shù)

微量潤滑技術(shù)又稱MQL（Minimal?Quantity?Lubrication）技術(shù)，他是將極微量的潤滑液與具有一定壓力的壓縮空氣混合并霧化，噴射至磨削區(qū)，對砂輪與磨屑、砂輪與工件的接觸面進行有效潤滑。這一技術(shù)在保證有效潤滑和冷卻效果的前提下，使用最小限度的磨削液（約為傳統(tǒng)澆注式潤滑方式用量的千分之幾），以降低成本和對環(huán)境的污染以及對人體的傷害。

納米射流微量潤滑是基于強化換熱理論建立的，由強化換熱理論可知，固體的傳熱能力遠大于液體和氣體。常溫下固體材料的導(dǎo)熱系數(shù)要比流體材料大幾個數(shù)量級。在微量潤滑介質(zhì)中添加固體粒子，可顯著增加流體介質(zhì)的導(dǎo)熱系數(shù)，提高對流熱傳遞的能力，極大彌補微量潤滑冷卻能力不足的缺陷。此外，納米粒子（指尺寸為1-100nm的超細微小固體顆粒）在潤滑與摩擦學(xué)方面還具有特殊的抗磨減摩和高承載能力等摩擦學(xué)特性。納米射流微量潤滑就是將納米級固體粒子加入微量潤滑流體介質(zhì)中制成納米流體，即納米粒子、潤滑劑（油、或油水混合物）與高壓氣體混合霧化后以射流形式噴入磨削區(qū)。

發(fā)明人對微量潤滑磨削供給系統(tǒng)進行了深入的理論分析以及實驗驗證，研究成果已申請了相關(guān)的專利，由發(fā)明設(shè)計人申請的發(fā)明專利，納米粒子射流微量潤滑磨削潤滑劑供給系統(tǒng)（專利號為：201210153801.2）公開了一種納米粒子射流微量潤滑磨削潤滑劑供給系統(tǒng),它將納米級固體粒子加入可降解的磨削液中制成微量潤滑磨削的潤滑劑，由微量供給裝置將潤滑劑變?yōu)榫哂泄潭▔毫Α⒚}沖頻率可變、液滴直徑不變的脈沖液滴，在高壓氣體產(chǎn)生的空氣隔離層作用下以射流形式噴入磨削區(qū)。它具有微量潤滑技術(shù)的所有優(yōu)點、并具有更強的冷卻性能和優(yōu)異摩擦學(xué)特性，有效解決了磨削燒傷，提高了工件表面質(zhì)量，實現(xiàn)高效、低耗、環(huán)境友好、資源節(jié)約的低碳綠色清潔生產(chǎn)，具有舉足輕重的意義。

發(fā)明專利：納米粒子射流微量潤滑磨削表面粗糙度預(yù)測方法和裝置（專利號為201210490401.0）公開了一種在納米粒子射流微量潤滑條件下的磨削表面粗糙度預(yù)測方法和裝置。它包括一個傳感器杠桿，所述傳感器杠桿左端設(shè)有觸針，觸針與砂輪表面接觸，傳感器杠桿右端與電感式位移傳感器連接，傳感器杠桿的支點處與測量裝置機體鉸接；電感式位移傳感器與交流電源連接；電感式位移傳感器數(shù)據(jù)輸出端則與濾波放大器連接，濾波放大器分別與計算器和示波器連接，計算器還與存儲器連接。它用矩陣表征砂輪形貌，再根據(jù)磨削加工工件表面形貌創(chuàng)成機理，預(yù)測模型精度高，不僅測量方便，設(shè)備集成率高、利用率高，而且測量精度高，可靠性好，對實際更有指導(dǎo)意義。

發(fā)明專利：納米粒子射流微量潤滑磨削三相流供給系統(tǒng)（專利號為201110221543.2）公開了一種納米粒子射流微量潤滑磨削三相流供給系統(tǒng),其特點是:將納米流體經(jīng)液路輸送至噴嘴處,同時高壓氣體經(jīng)氣路進入噴嘴,高壓氣體與納米流體在噴嘴混合室中充分混合霧化,經(jīng)加速室加速后進入渦流室,同時壓縮氣體經(jīng)渦流室通氣孔進入,使三相流進一步旋轉(zhuǎn)混合并加速,然后三相流以霧化液滴的形式經(jīng)噴嘴出口噴射至磨削區(qū)。

但公開的技術(shù)方案中都不是磁性納米粒子和磁性工作臺的耦合作用下改變納米流體的粘度和納米粒子和工件表面的附著力，從而可更大限度的發(fā)揮納米粒子參與強化換熱和在砂輪/工件界面形成潤滑減摩油膜，且有效減少納米流體霧滴的飄移散失，實現(xiàn)低碳潔凈高效微量潤滑磨削。

雖然很多學(xué)者已經(jīng)對納米微量潤滑進行了理論分析與實驗研究，并做了大量的論證和實驗，但他們并沒有將磁性納米粒子射流微量潤滑與磨床磁性工作臺有機的聯(lián)系起來，沒有建立潤滑油膜的形成與磁性納米粒子、磁力工作臺之間的內(nèi)在關(guān)系，也沒有建立磁性納米粒子、磁力工作臺工件表面的油膜形成機理，無法發(fā)揮磁性納米粒子射流對微量磨削砂輪/工件界面的潤滑與散熱優(yōu)勢。

發(fā)明內(nèi)容

本實用新型的目的就是為解決上述問題,提供一種磁性納米粒子射流與磁力工作臺耦合油膜形成工藝與裝置,它利用磨削加工領(lǐng)域中的磁性納米粒子射流微量潤滑與磁力工作臺耦合作用下，將磁性納米粒子流體輸送到噴嘴，磁性納米粒子流體在壓縮空氣作用下以較高速度噴射到磨削區(qū)，在有磁性工作臺的工件表面上形成潤滑油膜，實現(xiàn)對磨削加工區(qū)域最大限度的冷卻與潤滑。

為實現(xiàn)上述目的,本實用新型采用如下技術(shù)方案：