基于有限元的可调式负压抽屑装置结构优化与密封增强

本文主要探讨了基于有限元的高效可调式负压抽屑装置的结构优化。首先，通过Pro/E软件建立了该装置的三维虚拟样机，实现了设计和模拟过程的精确性。文章的核心关注点在于提升负压抽屑装置的性能，特别是在深孔加工中的应用。 负压抽屑装置的核心原理是利用虹吸效应，即通过控制前喷嘴和射流间隙之间的速度差，形成足够的压力差，促使切削液倒吸，从而抽走切屑。这个过程中，喷嘴的喷射角、喷嘴间隙等参数的选择至关重要，它们直接影响到负压的效果。设计者根据流体力学和结构力学理论，对这些参数进行了深入研究和优化。 在结构设计上，可调式负压抽屑装置被设计为可重构模块，能够适应不同机床的改造需求。装置的工作流程是高压切削液经过液压泵分配，一部分用于推送切屑进入前喷嘴，另一部分通过支撑架内的锥形射流间隙到达后喷嘴，产生负压。为了实现负压的调整，设计了可旋转的调整螺母和止转销机制，使得调整过程更为便捷且精确。 针对密封性能的挑战，文中提出了应用密封件的自补偿原理，这可以有效防止负压区域的泄漏，确保系统的稳定性和效率。此外，文章还着重讨论了后喷嘴壁厚参数的选择，这是通过有限元分析得出的结果，以确保喷嘴在承受高压射流的同时保持足够的强度和耐久性。 这篇文章提供了一种创新的结构优化方法，不仅改进了可调式负压抽屑装置的密封性能，还通过科学的参数选择和优化，提高了深孔加工的排屑效率。这对于提升机械加工的整体性能，特别是对于煤矿机械等行业的深孔加工具有重要的实际意义。