Moderno 24kRPMCentros de usinagemO calor descontrolado causa degradação de rolamentos, erros geométricos e falhas catastróficas.Neblina de petróleo promete transferência térmica melhoradaEste trabalho quantifica as compensações de desempenho utilizando testes de nível de produção.
Plataforma de ensaio:Mazak VTC-800C com fuso ISO 40 de 24 rpm
Peças de trabalho:Blocos de Ti-6Al-4V (150 × 80 × 50 mm)
Ferramentas:Moinho de acabamento de carburo de 10 mm (4 flautas)
Agentes refrigerantes:
Ar:Ar comprimido filtrado a 6 bar
Neblina de óleo:UNILUBE 320 (5% de volume de óleo/ar)
Sensor | Localização | Taxa de amostragem |
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Termócopo TC1 | Corrida de rolamentos dianteiros | 10 Hz |
Termócopo TC2 | Núcleo do estator do motor | 10 Hz |
Deslocador a laser | Radial do nariz do fuso | 50 Hz |
Protocolo de ensaio:Ciclos de roubamento de 3 horas (profundidade axial 8 mm, alimentação 0,15 mm/dente) repetidos até ao equilíbrio térmico.
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Figura 1: A neblina de óleo reduziu as temperaturas de pico em 38% em comparação com o arrefecimento por ar
Método de arrefecimento | Método de ensaio | Tempo de estabilização |
---|---|---|
Ar | 200,3°C ± 1,8°C | 142 minutos |
Neblina de óleo | 90,7°C ± 0,9°C | 87 minutos |
Deslocamento térmico diretamente correlacionado com a variação de temperatura (R2 = 0,94).
A superioridade da névoa de petróleo decorre de:
Capacidade térmica específica mais elevada (∼2,1 kJ/kg·K versus 1,0 ̊s de ar)
Refrigeração direta por mudança de fase nas interfaces dos rolamentos
Isolamento reduzido da camada de limite
Neblina de óleo:Requer sistemas de contenção de aerossóis de óleo (+ 8.200 dólares de adaptação)
Ar:Aumento da frequência de substituição dos rolamentos (a cada 1.200 horas versus 2.000 horas)
Os dados de campo do fornecedor da Boeing mostraram uma redução de 23% de sucata após a mudança para neblina de óleo nos fluxos de trabalho de titânio.
O resfriamento por névoa de óleo supera os sistemas baseados em ar no controle térmico a 24kRPM, reduzindo o deslocamento do fuso em 58%.
Operações que excedam 6 horas de funcionamento contínuo
Materiais com dureza > 40 HRC
Requisitos de tolerância inferiores a 20 μm
Estudos futuros deverão quantificar os efeitos a longo prazo sobre o isolamento do enrolamento do estator.