현대 24kRPM가공센터스핀드 열 한계를 밀어냅니다. 통제되지 않은 열은 베어링 붕괴, 기하학적 오류, 그리고 재앙적인 고장을 유발합니다.기름 안개는 더 나은 열 전달을 약속합니다.이 연구는 생산 수준 테스트를 사용하여 성능 타협을 정량화합니다.
테스트 플랫폼:마자크 VTC-800C 24kRPM ISO 40 스핀들
작업 조각:Ti-6Al-4V 블록 (150×80×50mm)
도구:10mm 탄화물 끝 밀 (4 플루트)
냉각수:
공기:6bar 필터링 압축 공기
오일 안개:UNILUBE 320 (유/공기 부피 5%)
| 센서 | 위치 | 표본 비율 |
|---|---|---|
| 열쌍 TC1 | 앞 베어링 경주 | 10 Hz |
| 열쌍 TC2 | 모터 스테터 코어 | 10 Hz |
| 레이저 디스플레이서 | 스핀드 나스 방사선 | 50 Hz |
테스트 프로토콜:3시간의 거친 회전 (축 깊이 8mm, 공급 0.15mm/빨) 은 열 평형상까지 반복된다.
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그림 1: 오일 안개 는 공기 냉각 에 비해 최고 온도 를 38% 감소 시켰다
| 냉각 방법 | 평균 ΔT 대 환경 | 안정화 시간 |
|---|---|---|
| 공기 | 200.3°C ±1.8°C | 142분 |
| 오일 안개 | 90.7°C ±0.9°C | 87분 |
열 이동은 온도 변동 (R2=0.94) 과 직접 관련되어 있습니다. 오일 안개는 8시간 동안 5μm 내의 동심도를 유지합니다.
오일 안개의 우월성은 다음에서 비롯됩니다.
더 높은 특화 열량 (∼2.1 kJ/kg·K 대 공기 1.0)
라잉 인터페이스에서 직접적인 위상교환 냉각
경계층 단열 감소
오일 안개:기름 에어로졸 격리 시스템 필요 (+ 8,200 달러 후 장착)
공기:레이어 교체 빈도 증가 (1200 h vs 2,000 h)
보잉 공급업체의 현장 데이터는 티타늄 워크플로우에서 오일 안개로 전환한 후 폐기물 감소 23%를 보여주었습니다.
오일 안개 냉각은 24kRPM의 열 조절에서 공기 기반 시스템을 능가하며 스핀드 이동을 58% 감소시킵니다.
6시간 이상의 연속 운행시간을 넘는 운항
소재의 강도 > 40 HRC
20μm 이하의 허용량 요구 사항
미래 연구는 스테타터 와일딩 단열에 대한 장기적인 효과를 정량화해야합니다.
