Analisis Teknis Teknologi yang dipatenkan Zhejiang Mingxu: Pelumasan Gradien dan Desain Optimalisasi Stres Faceplates Posisi Pelumasan Sendiri (ZL 2023 2 3463963.9)

Latar belakang teknis dan titik nyeri industri
DalaM alat chuck alat Mesin berkecepatan tinggi (n ≥ 6000rpm), Faceplates Positioning Kerucut Tradisional menunjukkan dua cacat inti:

l Kegagalan Pelumasan: Gaya sentrifugal menyebabkan pelumas pelumas bermigrasi ke bagian bawah lubang berbentuk kerucut, menghasilkan zona gesekan kering di bagian atas, dengan nilai -nilai Ra kekasaran yang memburuk dari 0,4 μ M hingga 1.6 μ M (diuji menurut standar ISO 4288);

l Konsentrasi stres: Kontak unilateral mengarah ke puncak stres kontak Hertzian melebihi 800MPA, memicu perambatan mikro-retak (Sumber Data: Wear 2022, 500-501, 204356).

Analisis Inovasi Teknologi Inti
I. Desain sistem pelumasan gradien
1.1 Arsitektur Pelumasan Komposit Solid-Fluid
Blok pelumas grafit (20) Struktur penyematan:

l Alur pemasangan melingkar (101a) dengan kedalaman 1.2 ± 0.05mm dibuka di tengah lubang kerucut (101), memastikan permukaan kerucut kontinu melalui pemesinan pelepasan listrik (sudut kerucut 20 ° ± 0.5 ° );

Bahan komposit berbasis tembaga (Cu-10SN-5GR) yang mengandung 85% grafit tertanam, mencapai porositas 18% ± 2% melalui sintering metalurgi bubuk, terus menerus melepaskan partikel grafit untuk membentuk film transfer.

Verifikasi efisiensi pelumasan:

l Di bawah kondisi operasi N = 8000rpm, koefisien gesekan di bagian atas lubang kerucut tetap stabil pada 0,08-0,12 ( ＞ 0,25 untuk struktur tradisional);

l Tes volume keausan (ASTM G99) menunjukkan bahwa setelah 300 jam operasi, kedalaman keausan permukaan kerucut hanya 3.2 μ M (28.5 μ m untuk struktur tradisional).

1.2 Mekanisme Kompensasi Pelumasan Cairan

l Saluran pelumas pelumas dipertahankan di bagian bawah lubang berbentuk kerucut, membentuk 0,5-1.2 μ M oli ketebalan film melalui efek tekanan dinamis (diverifikasi oleh simulasi persamaan Reynolds);

l Sistem ini mencapai sinergi gradien antara pelumasan padat (bagian atas) dan pelumasan fluida (bagian bawah), mengurangi suhu zona kontak sebesar 45% (diukur dengan imajer termal inframerah).

Ii. Desain Optimasi Stres Hubungi
2.1 Optimasi Topologi Bentuk Gelombang (102)

l Profil gelombang periodik dibangun menggunakan seri Fourier: panjang gelombang λ = 12mm, amplitudo a = 0.8mm, jari -jari kelengkungan r = 5mm;

l Analisis elemen hingga menunjukkan bahwa tegangan kontak maksimum berkurang dari 813mpa menjadi 327Mpa, dengan peningkatan 62% dalam keseragaman distribusi tegangan.

2.2 Struktur berbagi beban multi-baut

l 12 lubang pemasangan (104) didistribusikan secara merata menurut standar ASME B18.2.1, dengan deviasi preload ＜ 5%;

l Dikombinasikan dengan batas permukaan kerucut (105) (sudut kerucut 15 ° ± 0.5 ° ), akurasi penentuan posisi radial ± 2 μ M tercapai (kelas ISO 2768-F).

Tabel Perbandingan Parameter Teknis

Validasi Skenario Aplikasi Khas
Kasus 1: Penentuan posisi pemegang alat di pusat pemesinan lima sumbu

l Selama pemesinan kontinu bagian -bagian paduan titanium, runout pemegang alat dikendalikan ＜ 2 μ M ( ＞ 8 μ m untuk struktur tradisional);

l Siklus perubahan alat diperpanjang hingga 12.000 kali (rata -rata industri adalah 5000 kali).

Kasus 2: Sistem Chuck di Pusat Turning

l Runout radial spindel dikurangi dari 5 μ M hingga 1,5 μ M (GB/T 17421.7 Standar);

l Kesalahan Roundness Workpiece Mesin adalah ≤ 1.5 μ M (ASME B89.3.4 Standar).

Paten ini mencapai operasi stabil jangka panjang dari faceplates penentuan posisi dalam kondisi operasi ekstrem melalui dua jalur teknologi utama: Sinergi media pelumasan gradien dan rekonstruksi bidang stres kontak. Menurut pencarian kebaruan (inovasi derwent), struktur mencapai indeks kekuatan gesekan spesifik (SFP) 0,08W/mm ² , pengurangan 76% dibandingkan dengan produk serupa, menempatkannya di tingkat terkemuka internasional.

Jika Anda ingin mempelajari lebih lanjut, silakan hubungi mesin Mingxu untuk mendapatkan laporan paten lengkap: [email protected] .