機(jī)械加工系統(tǒng)能源消耗研究現(xiàn)狀|加工中心
1.2國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀1.2.1機(jī)械加工系統(tǒng)能源消耗研究現(xiàn)狀機(jī)械加工系統(tǒng)主要由機(jī)床、刀具和工件構(gòu)成，其中最重要的組成部分為機(jī)床， 而機(jī)械加工過(guò)程實(shí)質(zhì)上是工件通過(guò)機(jī)床進(jìn)行材料去除的過(guò)程，這一過(guò)程中消耗了大量能量并伴隨著多種廢棄物的排放，因此機(jī)械加工系統(tǒng)中的資源消耗和環(huán)境影響成 為了國(guó)內(nèi)外學(xué)者的重點(diǎn)研究方向。當(dāng)下在機(jī)械制造業(yè)領(lǐng)域大規(guī)模的推廣和實(shí)施綠 色制造技術(shù)可以有效的應(yīng)對(duì)該領(lǐng)域的能耗和環(huán)境污染等問(wèn)題，與世界范圍內(nèi)的可 持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略不謀合而。早在2011年8月，CIRP召開(kāi)的第18屆會(huì)議上就再次強(qiáng) 調(diào)了能量?jī)?yōu)化在可持續(xù)發(fā)展中的重要地位。目前，世界上許多國(guó)家或者高?？蒲袡C(jī) 構(gòu)己對(duì)機(jī)械加工系統(tǒng)中的資源消耗和環(huán)境影響開(kāi)展了大量研宄，并取得了一定成 果。如：美國(guó)希望通過(guò)頒布能源新法案鼓勵(lì)企業(yè)和個(gè)人更多的使用節(jié)能和清潔能源產(chǎn) 品，并在其能源部門(mén)下設(shè)了以提高國(guó)內(nèi)企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程能量效率為目標(biāo)的專(zhuān)門(mén)研宄 機(jī)構(gòu)“制造業(yè)評(píng)估中心” [8]，著重對(duì)制造企業(yè)的能耗狀況進(jìn)行評(píng)估和改善，該機(jī) 構(gòu)主要依托于佐治亞理工學(xué)院（Georgia Institute of Technology)、密歇根大學(xué) (University of Michigan)等多所世界級(jí)名校；還成立了能效委員會(huì)來(lái)推動(dòng)國(guó)內(nèi)能 效政策法案的實(shí)施[9]。歐盟將提高能源利用率定為能源政策四大目標(biāo)之一，相繼發(fā)布了如EuP/ErP 等節(jié)能和提高能效的指令，近年來(lái)歐盟也推出了新型制造計(jì)劃[1()],期望改善目前 制造業(yè)能耗高的現(xiàn)狀；日本則通過(guò)建立節(jié)能管理體系，促使企業(yè)不斷開(kāi)發(fā)新的節(jié) 能技術(shù)。美國(guó)麻省理工大學(xué)、美國(guó)加州大學(xué)伯克利分校、美國(guó)喬治亞理工學(xué)院、 德國(guó)斯圖加特大學(xué)、英國(guó)羅浮堡大學(xué)等著名高校對(duì)綠色設(shè)計(jì)、產(chǎn)品生命周期評(píng)價(jià)、 制造過(guò)程建模仿真、產(chǎn)品循環(huán)再利用、再制造等方面進(jìn)行了研宄[1()_14];Yingying Seow教授[15]等人提出了一種機(jī)械加工產(chǎn)品能耗仿真模型，在該模型 中可以對(duì)機(jī)械加工過(guò)程中的多種參數(shù)進(jìn)行預(yù)設(shè)，從而方便人們了解加工過(guò)程中各種 參數(shù)對(duì)能耗的影響，大大降低了實(shí)驗(yàn)成本。美國(guó)麻省理工學(xué)院的Timothy Gutows ki教授[16_18]所在的環(huán)境友好型團(tuán)隊(duì)，重點(diǎn)對(duì)機(jī)械加工制造過(guò)程中的能量消耗以及 碳排放等問(wèn)題做了較為詳細(xì)的研宄工作，特別是在機(jī)械加工工藝領(lǐng)域中的能耗特 性方向。美國(guó)加州伯克利大學(xué)的Bauer D J[19]教授團(tuán)隊(duì)也是長(zhǎng)期針對(duì)機(jī)加工過(guò)程 能量狀況做了十分細(xì)致的研宄工作，建立了多個(gè)能耗模型，在該文獻(xiàn)中基于精工 磨削加工能耗作者建立了一個(gè)機(jī)床磨削集成模型，該模型可以較為準(zhǔn)確的評(píng)估機(jī) 床加工不同工件材質(zhì)表面和機(jī)床在不同加工參數(shù)下的磨削能量消耗值。德國(guó)C,Her rmarni教授[2()]等人在第18屆CIRP國(guó)際工程會(huì)議出版的論文集中指出可利用能效 分析的手段實(shí)現(xiàn)可持續(xù)性制造，該方法主要包括工藝過(guò)程能效、機(jī)床能效等方面的 內(nèi)容，該理論的提出為后續(xù)機(jī)床能效等方面的研宄提供了很有價(jià)值的參考。早在2008年，英國(guó)布魯內(nèi)爾大學(xué)的K.Cheng[21]W宄團(tuán)隊(duì)就對(duì)制造過(guò)程的能耗 問(wèn)題提出了以下建議：機(jī)床加工過(guò)程中能耗主要包括有效能耗和輔助能耗，必須降低機(jī)床輔助能耗，提高機(jī)床加工能效，減少機(jī)床閑余空置時(shí)間，提高機(jī)床負(fù)載 率。德國(guó)斯圖加特大學(xué)的Verl[22]教授的研宄團(tuán)隊(duì)在優(yōu)化制造系統(tǒng)能量消耗方面也 做了較為細(xì)致的研宄工作，該研宄團(tuán)隊(duì)利用仿真技術(shù)提出了一種制造系統(tǒng)能耗建 模的新方法。目前在國(guó)內(nèi)，清華大學(xué)在電子產(chǎn)品綠色拆解，重慶大學(xué)在機(jī)床能源消耗，上 海交通大學(xué)在汽車(chē)零部件再制造，裝甲兵工程學(xué)院在廢舊發(fā)動(dòng)機(jī)綠色再制造，合 肥工業(yè)大學(xué)在產(chǎn)品全生命周期綠色設(shè)計(jì)，浙江大學(xué)在制造過(guò)程碳排放的建模與算 法，中國(guó)科技大學(xué)在批調(diào)度節(jié)能優(yōu)化，華中科技大學(xué)在機(jī)電產(chǎn)品綠色設(shè)計(jì)與評(píng) 價(jià)，山東大學(xué)在綠色產(chǎn)品方案設(shè)計(jì)與建模，南昌大學(xué)在機(jī)電產(chǎn)品節(jié)能設(shè)計(jì)等方面 展開(kāi)研宄；另外，哈爾濱工業(yè)大學(xué)、大連理工大學(xué)、安徽工程大學(xué)、也包括武漢科 技大學(xué)等也紛紛組建了綠色制造研宄團(tuán)隊(duì)。這些研宄團(tuán)隊(duì)從加工設(shè)備能耗、制造 過(guò)程能耗、制造系統(tǒng)能效評(píng)估與優(yōu)化等方面展開(kāi)對(duì)制造系統(tǒng)能耗問(wèn)題的研究，也 取得了多項(xiàng)研宄成果。重慶大學(xué)劉飛[23]團(tuán)隊(duì)先后承擔(dān)了多項(xiàng)國(guó)家課題，經(jīng)過(guò)細(xì)致嚴(yán)謹(jǐn)?shù)难芯看罱ㄆ?了綠色制造的理論框架和技術(shù)，并建立了多源能量流的機(jī)械加工系統(tǒng)能耗模型； 清華大學(xué)與國(guó)外從事相關(guān)研宄的著名研宄團(tuán)隊(duì)建立了長(zhǎng)期合作關(guān)系，期間主要對(duì) 產(chǎn)品進(jìn)行LCA建模，系統(tǒng)的分析產(chǎn)品的各項(xiàng)資源消耗屬性[24]。國(guó)內(nèi)其他各大院校和科研機(jī)構(gòu)，都在各自特色研究領(lǐng)域長(zhǎng)期開(kāi)展機(jī)械加工系 統(tǒng)資源消耗屬性的技術(shù)研宄工作，目前國(guó)內(nèi)形成了多支科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)，技術(shù)骨干年 輕化的研究團(tuán)隊(duì)，為我國(guó)機(jī)械加工系統(tǒng)能耗領(lǐng)域培養(yǎng)了眾多青年人才，也為 綠色制造技術(shù)在我國(guó)的持續(xù)發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)[25]。本文采摘自“精工加工中心主傳動(dòng)系統(tǒng)能耗特性及運(yùn)行節(jié)能技術(shù)研究”，因?yàn)榫庉嬂щy導(dǎo)致有些函數(shù)、表格、圖片、內(nèi)容無(wú)法顯示，有需要者可以在網(wǎng)絡(luò)中查找相關(guān)文章！本文由海天精工整理發(fā)表文章均來(lái)自網(wǎng)絡(luò)僅供學(xué)習(xí)參考，轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明！