第一篇:外文翻译之中文解读
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中文翻译:
新型煤化工技术发展
摘要:近年来,我国与煤炭伴生的洁净煤技术和煤化工技术也得到快速发展。煤炭的洁净燃烧技术、煤炭气化、液化技术以及其他新型煤化工技术已经从工业试验研究阶段,逐步向工业化、产业化阶段发展。我国煤炭要在煤炭工业安全生产、煤炭工业清洁生产、煤化工和新型煤化工领域更进一步,发展科技化、环保化、安全化的新型煤炭工业。同时进一步调整煤炭工业在国民经济中的比重,优化产业结构,实现国家经济发展方式的转型。
关键词:洁净煤技术;煤化工;新型煤炭工业
由于我国煤层赋存条件复杂,井工开采比例大,中小型矿井数量多,导致了煤炭开采技术水平的多层次性,煤矿整体技术水平和安全生产水平还相对落后,煤炭资源洁净开发利用研究起步晚,技术不够成熟,大量煤炭直接燃烧而造成的环境污染还相当严重。要解决煤炭工业健康发展的一系列重大问题,必须依靠技术进步与创新,全面提升煤炭工业的整体技术水平。
一 “十二五”煤炭科技重点发展的重点领域
“十二五”煤炭工业科技进步的发展目标:煤炭工业要全面落实《若干意见》精神,走资源利用率高、安全有保障、经济效益好、环境污染少的新型工业化道路。我国煤炭工业科技进步发展目标,要紧紧围绕大型煤炭基地建设、煤矿安全高效生产技术、煤炭综合加工利用技术等领域,开展综合攻关,重点突破,强化创新,引领发展,实现绿色开采,发展循环经济,使我国煤炭资源开发利用的整体技术水平有所突破,“十二五”末使科技对全行业经济发展的贡献率达到45%以上。
(一)资源勘探及矿井建设领域
在资源勘探及矿井建设领域,要重点研究开发高精度、高分辨率和高可靠性的地质勘探技术装备,提高地质结构的勘探精度,为我国大型煤炭基地建设和复杂地层条件下的资源开采提供可靠的地质保障。同时开展中
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东部地区深部煤层资源赋存规律和探测与开采技术、深部高效找矿和快速勘探技术的研究,解决600米深厚冲积层下凿井技术理论和技术难题,为我国深部煤炭资源高效、安全开采提供理论依据和技术手段。
(二)煤炭资源开采领域
在煤炭资源开采领域,利用现代加工、智能控制技术和工况监控技术,研究开发大功率、高可靠性的采煤装备,使井工开采工作面生产能力达到每年1000万吨以上,大型露天矿生产能力达到每年2000万吨以上,同时使薄煤层开采技术和短臂开采装备水平有突破性提高,使采煤装备更适合于各类复杂煤层的开采条件,全面提升我国采煤技术的机械化、自动化水平。
(三)煤矿安全生产方面
1.煤炭安全生产现状
目前我国煤矿安全工作中存在的问题我国经过几十年的建设,煤炭行业都相继建立了安全方面的专业技术研究机构,建立和完善了试验检测手段,制定了一系列相关技术标准,为煤矿安全生产、科学管理提供了有力的技术支撑。近年来,国家也进一步完善了提高煤矿安全生产水准的一些法律、法规,迫使煤矿企业提高安全意识,加强安全装备。但由于受诸多方面的因素制约与限制,全国煤矿每年事故死亡人数一直徘徊在6000~7000人左右,煤矿安全生产形势依然严峻。
2.国家煤炭安全生产办法
对于我国目前煤炭生产中还存在的重大问题,国家出台了相应的安全生产办法,我国的煤炭企业必须遵照国家安排实行相应的安全生产办法,按规章制度进行安全作业。
1)加强调度值班指挥和干部下井带班的管理工作煤矿企业每天要安排一名副矿长以上管理人员值班,值班人员要做到24小时坚守岗位,随时掌握生产动态,发现问题及时处理,并及时向调度室汇报。
2)加强现场管理,积极消除安全隐患必须认真查处现场的安全隐患,对不查处安全隐患的人员进行经济处罚,与安全奖励挂钩;在安全检查方
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面应加大力度,每周组织一次安全检查,并组织查岗小分队,重点对中晚班进行检查,及时发现和处理施工中的各种事故隐患;对查出的安全隐患,及时要求施工单位进行整改。对现场违章人员按煤矿企业奖惩细则的处罚标准加倍处罚。
3)加快煤矿安全立法,强化安全生产监管职能。目前,我国煤矿安全监察与管理不分,行业职能部门既当运动员又当裁判员,因此难以正确处理好安全与效益的关系,难以严格依法开展安全执法与监督,“安全第一”方针的不能真正落到实处。且行业主管部门在对煤矿进行安全监察时,主要依赖于规范性文件和行政命令,很难做到依法行政、依法监察。国家应进一步健全安全生产监督法律法规,建立一个令行禁止、监察有力的职业安全监察体系。
4)保证安全生产投入,提高抗灾能力和安全技术资金投入比例为保障煤矿安全投入,国家应在法律法规中明确规定煤炭企业对安全技措资金的使用范围,对资金使用的情况定期进行审查和评估,真正做到专款专用,逐步提高安全技术资金比率。督促煤矿企业加强安全与技术投入,建立起一个可靠、有效的安全生产科研保障体系,加快安全生产管理信息网络化建设,为实现我国煤矿安全监督管理科学化和现代化奠定坚实的基础。
5)根据煤矿生产的特殊性,建立有效、合法的中介服务机构按照《安全生产法》的规定,认真开展煤矿安全现状综合评估,对煤矿法人、矿长履行安全生产管理职能等情况进行定期严格考核,对矿用安全设备、器材、安全防护用品进行检测、检验,完善煤矿安全应急救护体系。
总之,安全管理是煤矿企业工作的重要组成部分。目前,在新的安全形势下,国家对煤矿企业提出的“安全第一,预防为主,综合治理”、“安全为天”的警钟越敲越响。而对待安全问题,单独靠专业部门一两名安全人员,要想迅速而准确地采取措施是不可能的。只有深入生产第一线,上下一心,齐心协力才能解决问题。解决问题的关键是把问题整理归纳,有组织、有领导地按轻重缓急抓落实。要进行调查研究,把隐患分类排队,并提高检测事故隐患的手段才能保证施工的安全,避免伤亡,全面提升矿井的综合
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安全保障能力。二 洁净煤技术
洁净煤技术(Clean Coal Technology,简称CCT)的概念是20世纪80年代中期美国首先提出的,是指在煤炭开发和加工利用全过程中旨在减少污染与提高利用效率的加工﹑燃烧﹑转换及污染控制等技术的总称,是使煤作为一种能源应达到最大限度潜能的利用,而释放的污染物控制在最低水平,达到煤的高效清洁利用的技术。
今年来在有关部门的配合与支持下,我国洁净煤技术开发、应用、推广方面有显著的进展。主要表现在:煤炭的深加工有所进步,煤炭入洗比重逐年提高;工业型煤和水煤浆技术开发和应用开始起步,已有示范性项目投入使用;煤炭气化技术已比较成熟,煤气已成为城市民用燃料的重要组成部分;正在进行煤炭液化的性能和工艺条件试验,以及煤炭液化商业性示范厂的可行性研究。
发展洁净煤技术的重大意义:采用煤炭加工技术,可有效降低原料煤的灰分和硫分,实现煤炭燃前脱硫降灰,大幅度减少大气污染物排放,减少煤炭利用的外部成本;发展煤基合成燃料可以促进能源供应来源的多样性,改善单一的能源结构,在相当程度上缓解我国石油、天然气供应不足的问题,且经济投入和运行成本大大低于采用石油和天然气,有利于我国清洁能源的发展及长远的能源安全;洁净煤技术汇集了电子、信息、自动化、环境科学等高新技术,已不再是传统的煤利用技术。
总之,洁净煤技术的开发与应用正处方兴未艾之势,国民经济和社会发展第十个五年计划已将洁净煤技术列为能源建设的重要内容,我国洁净煤技术将进入产业化发展阶段。三 煤气化和液化技术 1 煤气化技术
煤在高温条件下借助气化剂的化学作用将固体碳转化为可燃气体(气体混合物)的热化过程。用空气、水蒸气、二氧化碳作为气化剂。它们与煤中的碳发生非均相反应。此外煤热分解出的气态产物如CO2、H2O 及
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烃类等也能与赤热的碳发生均相反应。依气化法、气化条件及煤的性质不同,气化气的组成也不同。根据煤气发生炉内所进行的气体过程特点,可以将煤层自上而下地分为干燥带、干馏带、还原带、氢化带和灰层,在干燥带和干馏带中,煤受到高温炉气的加热而放出水分并挥发。剩下的焦炭在还原带和氧化带中进行氧化反应。煤经过气化后得到的是粗煤气,再经过净化和加工后,可以得到各种化学品。常用于煤气化的方式有: 1)固定床气化。也称为移动床气化。因为在气化过程中,煤料与气化剂逆流接触,相对于气体的上升速度而言,煤料下降很慢,甚至可视为固定不动,因此称之为固定床气化;而实际上,煤料在气化过程中确是以很慢的速度向下移动的,故又称其为移动床气化。
2)流化床气化。它是以小颗粒煤为原料,并在气化炉内使其悬浮分散在垂直上升的气流中,煤粒类似于沸腾的液体而剧烈地运动,从而使得煤料层内几乎没有温度梯度和浓度梯度。
3)气流床气化。这是一种并流气化,用气化剂将煤粉带人气化炉内,也可将煤粉先制成水煤浆,然后用泵打人气化炉内。煤料在高于其灰熔点的温度下被气化剂气化,灰渣以液态形式排出气化炉。
4)熔浴床气化。也称熔融床气化,它是将粉煤和气化剂以切线方向高速喷人温度较高且高度稳定的熔池内,且池内熔融物保持高速旋转。作为粉煤与气化剂的分散介质的熔融物可以是熔融的灰渣、熔盐或熔融的金属。
煤气化技术
所谓煤液化,是将煤中有机质转化为流质产物,其目的就是获得和利用液态的碳氢化合物来替代石油及其制品,包括直接液化技术和间接液化技术两部分,产品市场潜力巨大,工艺、工程技术集中度高,是中国新型煤化工技术和产业发展的重要方向。
煤的液化包括直接液化和间接液化两种方式。
煤的直接液化首先是德国科学家F.Bergius 于1913 年发明的。其原理是煤炭在溶剂作用和高温高压条件下,直接与气态氢发生反应,使煤的
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氢含量增加,最后转变为液体的过程。1927 年德国燃料公司Pier 等人开发了硫化钨和硫化铜催化剂,将液化过程分为糊相加氢和气相加氢两阶段进行,解决了工程化问题,建成了世界第一座工业化规模生产的煤直接液化企业,并陆续建设了20 套煤直接液化装置。
煤的间接液化是德国皇家煤炭研究所的F.Fficher 和H.Tropsch两个化学家于1923 年首先提出的。其原理是以煤为原料先经气化制合成气(CO + H2),再以合成气为原料,在催化剂的作用下合成液态烃类产品。受两次世界石油危机的影响,美国、德国、英国、日本和前苏联等国家重新重视煤炭直接液化的新技术开发工作,纷纷组织了一批科研开发机构及企业开展了大量的研究开发工作,相继开发了多种工艺,其中最具代表性的工艺有以下几种。
1)溶剂精制煤工艺(SRC):是由美国煤炭研究局(OCR)于1962 年与Spencev 化学公司联合开发的煤直接加氢液化工艺,最初是为了洁净利用美国高硫煤而开发的一种生产以重质燃料油为目的的煤液化转化技术,不使用催化剂,反应条件比较温和,利用煤自身的黄铁矿将煤转化为低灰低硫的常温下为固体的SRC-1。后来又改进工艺,采用增加残渍循环,减压蒸馏方法进行固液分离,获得常温下也是液体的重质燃料油,即SRC-Ⅱ。
2)供氢溶剂法(EDS)是美国埃克森研究和工程公司于1966 年首先开发使用供氢溶剂的煤液化工艺。在液化反应组分中也不加催化剂,从而避免了煤中矿物质对催化剂的毒害作用,延长了高性能活性催化剂的使用寿命。其与SRC 法的区别是对循环溶剂单独进行催化加氢,从而提高了溶剂的供氧能力,液化油率提高,主要产品是轻质油和中质油。
3)氢煤法(H-Coal):是由美国碳氢化合物公司(HRI)在氢油法(H-Oil)工艺基础上开发的与SRC法和EDS法完全不同的氢煤法(H-Coal)工艺,它采用高活性催化剂和沸腾床反应器,使得液化转化率和液体收率都有很大的提高,并且提高了液化粗油的品质,液化油中的杂原子含量也降低了。
4)德国IGOR工艺:是由德国环保与原材料回收公司与德国矿冶技术检测有限公司(DMT)在德国老工艺的基础上开发的煤加氢液化与加氢精制
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一体化联合工艺。原料煤经该工艺过程液化后,可直接得到加氢裂解及催化重整工艺处理的合格原料,从而改变了以往煤加氢液化制备合成油还需再单独进行加氢精制工艺处理的传统煤液化模式。后来IGOR工艺又将煤糊相加氢和液化粗油加氢精制串联,既简化工艺,又可获得杂原子含量很低的精制油,代表着煤直接液化技术的发展方向。四 新型煤化工技术开发
新型煤化工是以煤炭为基本原料(燃料),C1化工技术为基础,以国家经济发展和市场急需的产品为方向,采用高技术,优化工艺路线,充分注重环境友好,有良好经济效益的新型产业。它包括了煤炭液化(直接和间接),煤炭气化、煤焦、煤制合成氨、煤制甲醇、煤制烯烃等技术,以及集煤转化、发电、冶金、建材等工艺为一体的煤化联产和洁净煤技术。其中煤炭焦化、煤气化-合成氨-化肥已经是我国主要的煤化工产业,随着科学技术的快速发展和市场的巨大需求,煤炭焦化、煤气化-甲醇、煤制油、烯烃及下游化工产品也得到了快速发展。新型煤化工实际上是建立在传统煤化工基础上的,与传统煤化工密不可分。其特点如下。
以清洁能源为主要产品;煤炭-能源化工一体化;高新技术及优化集成;建设大型企业和产业基地;有效利用煤炭资源;经济效益最大化;环境友好;人力资源得到发挥。
当前新型煤化工技术开发热点主要是以下几个方面:
1)煤气化制甲基叔丁基醚:采用多组分催化剂,可从合成气制含60%异丁醇和40 %甲醇的混合物,异丁醇脱水成异丁烯,从而可完成由合成气直接制取甲基叔丁基醚,这是一条很值得重视的由天然气和煤为原料制取高辛烷值添加剂的技术路线。
2)以煤为原料生产甲醇及多种化工产品。甲醇作为一种重要的基础化工原料,通过羰基化可进一步制取醋酸、醋酸酐、甲酸甲酯、甲酸、草酸等重要的化工产品。另外还可以用于甲醇汽油(掺烧或者全烧),甲醇转化为甲醚替代液化石油气和柴油或制造燃料电池等等。因此,作为可替代石油化工产品的甲醇下游产品是未来大规模发展甲醇生产提高市场竞争力的
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重要方向。
3)以煤为原料合成低碳烃类。甲醇裂解制烯烃(MTO)技术由DOP和NOSRK HYDRO公司联合开发。鲁奇公司(LURGI)研制的甲醇制丙烯(MTP)技术,已经在工业化设计中,准备进行商业化生产。
4)煤炭气化多联产技术是新型煤化工的一种发展趋势。所谓多联产系统就是指多种煤炭转化技术通过优化耦合集成在一起,以同时获得多种高附加值的化工产品和多种洁净的二次能源,为目的的生产系统。多联产与单产相比,实现了煤炭资源价值的梯级利用,达到了煤炭资源价值利用效率和经济效益的最大化,满足了煤炭资源利用的环境最友好。
我国煤炭工业的发展在经历了数十年的发展后,在21世纪的今天既有令人欣慰的成就又有欠缺和不足的地方。作为资源型的产业,煤炭工业需要更近一步地加大煤产品的再加工深加工,提高煤产品的附加值。最后希望我国的煤炭工业能在满足我国能源需求的前提下降低比重,大力开发新能源,优化能源结构和产业机构,摆脱过度依赖煤炭能源的现状,在科技进步中实现真正的大国崛起,强国再现。
第二篇:发动机类外文文献翻译(中文)
.轻型发动机设计方案
摘要:
在过去的一些年里,新一代汽车发动机燃油效率并不是像我们预料中的那样会有所降低。其原因:汽车重量的增加。通过对汽车发动机整车重量以及部分重量的分析知:曲轴箱作为一个单一部件具有潜在的可减少重量的部件,这篇论文讲述的是通过利用轻型材料和现代的设计手段减少发动机重量的方法。
将轻型材料应用于曲轴箱设计构思中包含着广泛的设计理念,这种设计理念就是尽最大可能利用被选材料所具有的可能性去减少汽车重量,以下我将详细的谈论关于直列式和V-型发动机特殊方法的构思,发动机重量减轻也可以利用中小型发动机来代替又大又重的发动机,现代技术以被应用于现存的发动机设计构思中从而增加发动机功率重量比,使发动机性能得到提高因此它的市场价值也得到提高。
新型轻型发动机设计方案中有一个重要方面就是与传统发动机设计理念相比要尽量减小发动机零部件数量,因为这样对于减少整车重量有着非常重要作用。
介绍:
汽车在生态方面和将来继续充当普通交通工具的要求已经显著提高尤其在美国和欧洲。通过合法的要求使那些有压力的顾客在这方面得到缓解。必需考虑到这样的事实,对于燃油的消耗,排放,回收在利用这些中心问题要有一个回应。
在过去的一些年里,汽车发动机的发展取的了进步,使发动机功率得到了显著的提高同时在降低发动机燃油消耗和排放方面已经付出巨大的努力。通过应用直喷,废气涡轮增压和多气门技术于柴油发动机中,使发动机的性能得到显著提高。
新车取代与在它之前所有具有相类似功能车时,其新车发动机工作效率的提高并不是通过对原有车的有效改进。整个交通工具工作效率停滞不前甚至降低的原因是在过去的十五年里增加了15%~20%的车辆(图1)。尽管轻型材料的使用不断增长以及设计者有意识的向轻型结构方面设计但是重量减轻却被其他方面所弥补。读者可以通过以下方面得知:
多余的汽车外形 安全方面的改进
关于NVH舒适度方面的改进
持续性动力输出方面的提高以及汽车工作情况的改进 可靠性方面的改进
图1.交通工具重量减轻(由数据2反映)
车体增重并不是汽车发展的倒退。持续增长的顾客需求和严格标准要求向重型车方向发展,因此人们开始认识到消除这不利因素的最便利方式是减少车辆数量但是要保持发动机性能不变,所以曲轴箱引起我们特别注意因为它占整个发动机重量的21%~25%。大部分柴油机曲轴箱点火上峰值压力可达到16兆帕,在这样的压力下能够引起相当高的部分载荷。减少油耗,排放可以有利于改进车子的性能,也有利于降低车子零部件的制造成本。这篇论文讲述的是关于减轻现代高性能发动机的构思。图2显示的是典型2升排量汽油机核心部分示意图。一个显著的部分是曲轴箱,因为它具有将汽油机重量减轻10%~12%的可能性的部件。
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图2.发动机主要部分重量示意图
每种材料的使用情况都需要被改进,新的轻型材料的使用必须要从技术和经济性两个方面得以考虑。车体重量的减轻不仅仅局限于发动机的构思。
拥有大功率重量比和扭矩的发动机在减小发动机重量方面具有很大的可能性。对于现代柴油机能够达到最大功率强度所采用的直喷和废气涡轮增压技术是一项非常关键的技术。四气门技术应该被考虑到应用于缸径为75cm或更大直径的发动机上以便提高发动机功率重量比,但与此同时还得考虑到越来越严格的排放法规。图3表明在发动机生产周期是基于发动机结构的小改变来提高发动机的功率重量比来得以实现的。
通过诸如直喷和涡轮增压技术来进一步提高功率质量比和扭矩已经没有太大的空间了,因为有更严格的排放法规来限制。因此在将来从结构方面下手会使发动机获得更多的发展空间。应用轻型材料的设计理念于现代曲轴箱设计构思之中对于减轻车体重量是非常必要的。
图3.功率强度的提高
轻型材料的设计理念---不同单一或综合方案,它可以有效的应用于去减少典型车用发动机的重量。图4展示了四个有关轻型材料的设计方法。基本发动机构造,综合设计以及材料选择都是有很强的联系的因为它们与结构强度计算和有关声学方面有关联。
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图4.重量减轻方案
对于曲轴箱设计存在一个非常突出的边界条件就是生产过程和功能要求。创新的设计方法对于使轻型材料的优点得以发挥起着极其重要的作用。因为更高的材料成本,简单材料去取代那些高成本轻型材料铁,轻型材料的联合使用以及发动机和零部件的创新设计方法导致发动机更轻,零部件更便宜(图5)。
图5.部件的优化和轻型材料的成本
利用特殊的轻型材料去寻求最优化设计的努力经常被限制,因为额外的要求总是被强加在发动机家庭化设计中。例如专业生产线需要考虑到各个方面如令人厌烦的空间,顶部高度等要有连贯性,然而提高现存发动机市场份额也是很容易的,如可以通过材料替代但
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是要求被替代材料要具有机械制造性和装配过程连续性。完成一个重新设计仅需改变材料的性能。如图6所示。
图6.材料替代品CI→铝[3]
图7.AVL桁架系统构思的核心部位
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图8.顶部板面设计
曲轴箱设计修正在机械制造过程中具有适应性,同时在新的曲轴箱设计中要求有更多的修改自由空间,有一个曲轴箱采用AVL桁架系统构思来进行制造的例子[4]。AVL桁架系统在采用硬结构构思方面具有非常大的重量减轻的可能性。其它优点就是在声学方面和曲轴箱通风系统的整体性以及连接水平通道的油道设计方面。
首先这种桁架构思是采用压缩铅粉铁(以下简写为CGI)来设计曲轴箱[5]但与此同时也证实这个设计是基于灰铸铁曲轴箱[6,7和8]。
CGI曲轴箱中有一种敏感性材料被用于汽车顶部板面设计中,在图8中得到说明。有优良的声学效果和有可能减小顶部板面重量的板面最厚处约为10~14mm是应力集中区。较小的应力集中区域的壁厚约为3.5mm。在尽可能情况下采用轻型材料来作为曲轴箱凸缘区域最优化设计与那些通过付出昂贵的代价使壁厚达到最小化设计相比前者显得更好。]
图9.曲轴箱材料和设计的影响
材料选用构思---图9表明曲轴箱可能使用的材料,设计理念以及所选材料对零部件重量影响的一个变化范围。
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图10.直列式汽油机曲轴箱构思
CGI材料告诉我们:尽管CGI与氯具有相同的材料密度但是将其融于轻型材料设计方法中那么CGI材料大约能将所设计的曲轴箱重量减轻10%的可能性。所示的部件是采用特殊的构思方法设计。由有气体和螺栓力的含铁材料所制成的复杂钢骨架使整个气缸成为整体,同时对整个气缸盖和轴主要突出部位造成一定的威胁。通过对钢部分溶解知:密封钢外部是由铸造的薄金属构成的。对铝部分溶解知:其是由铝合金构成的。低成本曲轴箱构思的应用受到限制其原因是由于复杂的骨架致使形成额外成本。为高速柴油机选择唾手可得的轻型材料是比较容易的,可以通过制造CGI 来分别镶嵌或者用球墨铁镶嵌在包括气缸在内的每个主轴承壁上。
今天,用重量可以减轻40%的铝材料设计取代了过去用铁的设计方案,尤其使用含有氯的亚铅制成的铸形曲轴箱已经被证实对于大部分用次曲轴箱的发动机都可以将其溶解,之所以这种方案原因除了具有突出的重量减轻的可能性外,还有:
优越的热传导性
具有支持复杂和精致结构的先进制造工艺的可能性 具有整体性可能 更小公差范围 市场优势
镁,是应用于曲轴箱中最轻的材料,尤其将其用于高速柴油机设计中是极富挑战性。镁在自然界中是广泛存在的。对于大部分采用镁材料曲轴箱研究发现,它会对有益于曲轴箱的铝部分进行溶解,燃而根据材料所具有减小重量的可能性将镁和铝用于曲轴箱最小壁
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面处是不可能的。
用于典型发动机曲轴箱所选择的材料涉及到已被定义的参数以及如果满足发动机零部件性能需要所作出对材料的选择而引起的一些问题。表1主要材料的性能。结构硬度是由Young模数和材料密度之比来确定的。拉力和Young模数主要影响曲轴箱静力强度,主轴承所能承受的力以及气缸盖上的销子所产生的力。对于动力强度和可持续性峰值点火压力的主要参数是受材料的屈服强度来限制的。曲轴箱设计中材料的其它重要特性包括热传导率,机械制造性能,热屈服强度,在高温时爬坡阻力,湿度系数,热膨胀系数,抵抗冷却水、矿物油、盐水的腐蚀能力尤其是在重量减轻方面。
设计理念---汽油机直列式曲轴箱设计标准是具有高压力含氯的铸有铝的曲轴箱并且要具有大约4.5 mm厚的轴壳或者具有能进一步减轻重量现代化轻型曲轴箱的构思。以一种床板形式被安装的机轴(图10,左)具有能够进行对其外壁处理和连接着裙部的铝制梯形框架的设计构思(图10,右)。每个缸仍然可以通过铝套或者其它热传导套来代替氯衬套将其重量减轻大约0.5千克的可能性,同时取代氯衬套也有益于来自燃烧室的热进行更好的散发,从而可以避免在氯衬套与周围材料之间因热胀冷缩而形成沟槽。用镁取代曲轴箱以前所使用的材料可以进一步减轻重量。
图11.直列式柴油机曲轴箱构思
峰值燃烧上限压力可达到16兆帕的直列式柴油机曲轴箱所采用的普通衬套材料一般是氯。现代曲轴箱采用深裙部构思方法,正如所说的球墨铁(以下简写为SGI)轴承壁和铝制梯形框架。(图11,左)
曲轴箱设计理念是基于因工业发展而形成的占主导的AVL发发动机隧道式构思[11和
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12],这种构思是从声学角度考虑的,因为主轴承会受到高燃烧气体所产生的力作用以及曲轴箱里的声波辐射。这种设计会导致主轴承发生相对柔性变化但是隧道式却能形成大扭矩和大的屈服硬度。第一台AVL-LEADER发动机模型所采用的是单隧道铸形曲轴箱,此结构对于现代化大排量发动机是不可采用的,因此所展示出来的最优化曲轴箱产品要求采用两隧道设计[13],同时油泵、吸油管要求在梯子形框架内采用整体式。
图12.V-型发动机曲轴箱设计
铝合金在柴油机上的使用和铝制直列式家用发动机曲轴箱设计成功提供给我们联合化生产的机会。今天铝已经成为汽油机曲轴箱标准材料但是将铝广泛应用于高速柴油机仍然受到各种问题的捆饶如怎样解决主轴承壁应力集中问题,气缸套、顶部板面以及其它活动部件的扭弯问题。
有这样的零部件构思:在保证结构的高硬度情况下尽量减轻曲轴箱重量,经过调查发现砂型铸造铝或镁曲轴箱可以达到这种效果。如图11曲轴箱右边采用通销孔设计而曲轴箱采用镶嵌式床板并要求其具有支撑主轴承外壳功能的设计。在这些镶嵌中整体式线形突起部位也要能够去取代通销孔,同时这样也可以避免昂贵的装配工序。
表1.主要材料性质的比较
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最新产品V-型汽油发动机曲轴箱设计已经被完成。同样还有直列式汽油发动机曲轴箱是一种高压铸铝曲轴箱,同时其具有通过取代氯衬套来进一步减轻重量的床板。目前大部分V-型柴油发动机曲轴箱是采用氯衬套制成,因为它具有高峰值燃烧压力。通过机轴中心线和采用SGI轴承外缘深裙部设计独立平面的床板设计已经被证明是可行的构思。每个主轴承上都有四个插销同时每个轴承边缘上又额外增加了水平插销,这对于缓解轴承边缘上的载荷影响是非常重要的。由于CGI优秀的材料特性使我们想到了将其运用到V-型柴油发动机曲轴箱设计中。尤其在主轴承周围有高载荷影响情况下所采用的氯衬套其重量减轻问题已经被解决。对于V-型柴油发动机曲轴箱不同设计所面临解决问题的方法已经被用于有限元素分析法之中进行比较。
通过调查研究发现选择砂型铸造曲轴箱一般采用成90°角的V-型8缸发动机(图12,左)。有限元素分析法认为每个轴承壁上要用四根插销,为了减小主轴承热膨胀所带来的不利应该用大约4mm厚的轴承外壳来弥补。
图13.有限元素模型 有限元素分析法
有限元素分析法被广泛的运用于直列式和V-型发动机曲轴箱半缸3D设计中。有限元素模型法是由曲轴箱,床板部分,半轴承壳,气缸头以及轴承销组成(图13)。引起我们特别注意的是在主轴承壁周围的关键区域要进行持续性峰值燃烧压力计算。
不同变化的有限元素模型被负以静主轴承销力用来估算不同峰值燃烧压力同时还要考虑到发动机不同温度下动载荷。峰值燃烧压力受被估算的安全因素以及在静、动载荷情况
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下主轴承变形情形两方面限制。在这次调查研究发现不同变形必须采取笔筒的变形材料如AlSi9Cu3,AlSi10MgWa,砂型铸造镁合金用 SGI和CGI法镶嵌部分块,图14摘录了这些结果。先前的估算形成家用直列式柴油,汽油发动机高压铸形曲轴箱只能承受13.5兆帕最大压力,其床板采用增加镶嵌方法来分析。
图14.峰值燃烧压力极限(气缸内/核心部位=1.12)
通过调查研究发现当在没有使用砂型铸造镁合金时,直列式曲轴箱(图11,右)屈服峰值燃烧压力最大可达11.5兆帕,而AlSi9Cu3可最大承受13.0兆帕,如果在没有采取镶嵌方法情况下要想使承受压力达到14.5兆帕必须采用AlSi10MgWa.CGI或SGI镶嵌铝或镁合金基本结构中时可允许峰值燃烧压力达到15兆帕甚至更高。
V-型发动机曲轴箱设计与直列式发动机曲轴箱相比,铝镁合金的V-型发动机曲轴箱设计要求更多条件。每个主轴承要求承受两个气缸载荷而不是一个。对气缸盖和主轴承进行必要的力平衡补偿是不可能的。与直列式发动机曲轴箱相比强制减小V-型发动机曲轴箱峰值燃烧压力具有相同的效果。
由于它们上述的一些基本原理应用于以上的发动机设计中,V-型发动机可以允许更轻点但是其零部件成本将偏高。采用铸形CGI或 SGI骨架适应于将峰值燃烧压力提高到14.0兆帕甚至更高(图12,右)。对于缸头销和主轴承壁强度的弥补要求使用复杂的框架而不是对每个主轴承壁采用独立镶嵌。如果采用多部件喷雾式衬套、铝衬套或热表层而不是采用骨架整体室衬套那么可使曲轴箱重量减小0.5千克。概要/总结
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与采用最小壁厚的轻型材料相比,采用薄壁技术的含铁曲轴箱想进一步减轻重量已经受到限制。另外由于铅材料的密度小,汽油机、柴油机联合生产使铝合金的使用成为可能。现代曲轴箱应用轻型材料关键之处在于可以满足尤其是高速柴油机主轴承强度要求,满足缸套和顶部板面扭力的要求以及满足轻型曲轴箱声学要求。
将轻型材料应用于V-型发动机曲轴箱受限于可实现的强度。如果没有安装增加强度的装置的话,从有限元素分析法知,对于直列式发动机曲轴箱所承受最大压力为14.5兆帕而V-型发动机曲轴箱所能承受最高压力为14.0兆帕。在主轴承壁面上装有额外的镶嵌物(SGI或CGI)对于阻止现代化高速柴油机所产生的高峰值燃烧压力(15.0兆帕或更高)起着极其重要的作用。复杂的铸骨框架仅适用于V-型发动机曲轴箱因为在更高级的交通工具中允许使用材料更轻成本偏高的零部件。骨框架结构最适用于在主轴承壁存在两缸负载。气缸套在骨框架结构中最好被设计成整体式。
尤其对于高速柴油机将最轻型材料镁应用于曲轴箱设计中是极富挑战性的。我们还得继续对含镁材料曲轴箱设计进行研究探寻其潜能。
发动机轻型曲轴箱的发展不仅仅是被选择材料方面的问题,同时也是整个发动机构思和设计方面的问题。在这篇论文里所涉及的轻型材料正在被逐渐引进到许多产品设计中,被应用于轻型发动机曲轴箱设计尤其现代化高速柴油机设计中。
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第三篇:区角活动外文翻译(中文)
中国石油大学胜利学院本科毕业设计(论文)
借鉴蒙台梭利教育法开展幼儿园区域活动
幼儿园区域活动是指在一定的教育思想指导下,结合幼儿园现有的条件,根据幼儿现有的发展水平和能力,由教师为幼儿提供合适的活动场地、材料、玩具和学具等,让幼儿自己选择活动内容,通过操作、摆弄、发现、讨论、拼搭等来自主学习、获得知识、发展能力的一种教育形式,是对集体教学活动的有效补充,是促进幼儿全面发展较理想的教育手段之一,是近年来幼儿园广泛采用的一种活动形式。
幼儿园区域活动在运用的过程中已有了许多可取的经验出现,但也还存在着一些缺失,如教师在设置区域活动时较少系统地思考该活动模式的理论依据是什么?在幼儿园的区域活动中,时常出现这些场景:老师精心设计的区域有的只是摆设,没有操作性;还有的因为材料的不足或陈旧,孩子们会争抢玩具或把玩具撒的到处都是,而老师总是不停的提醒孩子们要遵守活动规则„„这些现状值得我们深思。这实际上是幼儿在用行动告诉我们,教师设置的区域活动已经和孩子成长的需要发生了背离。教师需要努力寻找一种有效的区域活动指导方法让环境和材料适应幼儿的特点和需要,能引导幼儿积极主动地去探索,去获得发展。
蒙台梭利独特的儿童教育理念和教育法被公认为高品位、优质的教育传遍世界,享有盛誉。她的教育法对于我们开展区域活动有什么指导意义呢?
首先,蒙台梭利提供“有准备的环境”的理论对我们创设幼儿园区域活动空间有现实的指导意义。其次,蒙台梭利以“自由选择”为基础的教育方法,与我国《幼儿园教育指导纲要》提出的“支持幼儿自主地选择和计划活动”教育精神是一致的。第三,蒙台梭利关于教具制作及其使用规范的教育理念能启发教师更好的开发和运用幼儿园区域活动材料,使教具充分发挥教育作用。借鉴蒙台梭利教育方法开展幼儿园区域活动,给我们带来了崭新的面貌。
一、环境的创设
区域活动时如果活动区的设备和材料摆放混乱,幼儿注意力容易分散,破坏环境和随手乱扔材料的事情也会时有发生。
蒙台梭利要求为幼儿提供“有准备的环境”。怎样为幼儿提供适宜的环境支 1 中国石油大学胜利学院本科毕业设计(论文)
持幼儿的自主探究呢?教师要结合幼儿园教育的需要和孩子一起精心准备和设计一个安全、整洁、美观的区域活动环境。
1、提供的设备和用具美观,实用,摆放合理,适合幼儿年龄特点,方便幼儿使用。
2、东西必须放在固定的位置,可以用贴画或文字提示物品的摆放位置。
3、允许幼儿在活动中自由选择材料。,教师要把一切设施布置得井然有序,区域的划分要符合幼儿生理、心理特点。如美工区放在离盥洗室近的地方,便于幼儿取用水源;角色扮演区则适宜安排在教室私密、宽敞的拐角地方使幼儿的活动免受打扰等。提供的教具材料要符合幼儿发展的需要,摆放的位置能方便幼儿的取放。每种操作材料可以只有一份,用托盘或者盒子盛放,便于幼儿搬动。良好的区域环境能让幼儿在活动中始终保持着一份积极投入的探索状态,因为有了更多的自主活动空间,他们才会乐此不疲的投入在这项活动中。
“有准备的环境”还应提供大量连续的时间让幼儿根据自己的意愿多次地重复活动;幼儿在有序的环境中专注于一个活动,延长了注意力集中的时间,提高了活动的效率,使区域环境成为幼儿成长的促进因素。
二、规则的建立
幼儿在区域活动中常会出现争抢活动材料、干扰别人活动、操作马虎等情况。孩子们总是急于拥有想要的材料并热切期待着下一个活动项目;总觉得同伴手中的东西比自己的好并想占为己有,与同伴协商不成就出手争抢或者有意破坏,于是,处理幼儿告状占去了老师指导区域活动的很多时间。蒙台梭利认为“孩子的自由,就其限度而言,应在集体利益范围之内;就其行为方式而言,应具有我们一般所认为的良好教养”。因此,在区域活动中制定必要的规则是活动得以开展的前提和保证,但教师制定规则时,在内容和方式上应当考虑幼儿的实际需要和实际理解,并且多从幼儿的角度来批判性地考察现有规则是否有大量不必要的规定使幼儿活动处处受到限制。
1、多使用具有某种倾向性或暗示性的规则。如在美工区里面放一个废纸篓就可以起到暗示幼儿不随地扔垃圾的作用,而不必教师三令五申地宣讲不随地扔垃圾的道理;在活动区域的入口处贴几个鞋印或表示人数的标志,就可以起到限制人数的作用。中国石油大学胜利学院本科毕业设计(论文)
2、根据幼儿的年龄特点不断调整、完善规则,提高要求。不同年龄的幼儿,对规则的理解也就不同,教师对幼儿提出的要求也就不能雷同。(1)小、托班幼儿区域活动规则养成的方法
教师对小班、托班幼儿制定的规则要简单、具体、反复。由于该年龄段幼儿的思维、理解能力还不成熟,不能完整详细的记清要求。教师就要利用各种手段,反复纠正、练习。如:利用游戏、故事等形式反复渗透;还可以把各种规则绘制成一幅幅形象有趣、色彩鲜艳的标记图,设置在相应的区域中,提示幼儿作出相应的行为反应,促进良好行为的产生和发展。小班幼儿在玩活动区时,往往不知去哪个区域好,我们设计了一种小装饰物的挂牌,让幼儿知道,根据自己选择的挂牌进相对应的区域,否则就不能进去了。随着幼儿年龄的增长和思维的发展,直观形象的标记图可以慢慢过度到抽象的符号标记,让幼儿愉快地去遵守各种活动规则。
(2)中、大班幼儿区域活动规则养成的方法
中、大班幼儿的思维、理解能力慢慢成熟,对外界事物已有了一定的认识能力,而且有了自已的想法和主见。这时教师不能把一切要求强加于幼儿身上,而应该让幼儿自已了解活动规则的作用,知道什么是该做的,什么是不该做的。如:在玩“小司机”游戏时,如果司机不遵守交通规则,会出现什么样的后果;在玩角色游戏“医院”时,病人如果不排队看医生,医生就无法工作等。区域的一些规则可以让幼儿自己尝试拟定,让大家自由讨论发表各自的意见,各区域规则应该有哪些,在玩的过程中如果违反了规则要求,应该怎样处理。通过规则的制定让幼儿知道活动中说话要轻,不能乱闯到别人的活动区,进入时须经别人同意,不能抢玩具等。如果想进的区域人员已满,要学会等待„„这些都是在老师的引导下,幼儿在玩的过程中,自已总结出来的。这样既减少了教师的包办代替,无形中也提高了幼儿的自主性,让幼儿成为班上的“小主人”,自觉遵守各种规则。
规则建立的过程需要长期一贯的坚持,以正面的、积极的方式对幼儿提出要求,并能以身作则,做幼儿的楷模。另外,班级三位老师在工作中应共同合作,互相支持,在规则要求上形成统一的规范。
三、材料的投放
操作材料是幼儿园区域活动的物质基础,也是幼儿活动时关注的焦点。蒙台 中国石油大学胜利学院本科毕业设计(论文)
梭利教具堪称教具中的精品,是蒙特梭利实践伟大教育理论的媒介。蒙台梭利教具至今已有三百四十九种之多,但实际上哪些是蒙台梭利自己所创制,却很少有人去研究,可见有一些必是经由后人自己发展出来的。其实这相当符合蒙特梭利“教育的发展必会有些因循,也有所创新。”的教育精神。她希望老师能协调“智能启发”与“文化常规”的双重要求,自己研制教具,准备环境。
在区域活动中“提供丰富的可操性材料,为每位幼儿都能运用多种感官多种方式进行探索提供活动的条件”。教师要根据教学需要或幼儿能力发展需要而投放材料,材料要安全、卫生,具有科学性、趣味性,体现出教育的目的性和拓展性,使区域活动成为教育的延伸过程。
区域活动的材料可分为:
1、成品材料:如幼儿园的各种玩具;现实生活中的用具,造型可爱的碗、杯、勺等,小巧的铲、扫帚,簸箕和各种手工操作的工具等。
2、半成品材料:在生活中寻找,变废为宝。教师幼儿家长可以共同收集废旧材料如纸盒、塑料盒、饮料瓶等,引导幼儿对所投放的材料进行充分的探索和尝试,幼儿能根据自己的能力选择相应的材料制作,使操作材料发挥应有的效力。
投放区域活动的材料需考虑:
1、提供有意义的材料。
材料既暗含着有价值的教育内容,又能引起幼儿的探究动机和兴趣。
2、要根据幼儿的年龄和发展特点投放材料。
如:小班阶段操作区宜投放小勺喂娃娃、舀豆子、夹木夹、抓沙、捏石头、瓶盖袜子培配对等;
中班阶段操作区则宜投放筷子喂娃娃、舀玻璃珠、编辫子、饶线团、镊子夹等;
大班阶段操作区通常投放编织机、刺绣、帮娃娃梳头穿衣、夹圆玻璃珠等。逐渐增加肌肉活动的精细难度,提高幼儿的动手能力。
3、有计划,有组织、有目的的投放材料。
材料的投放要做到有计划,不能一下子投放多种新材料,在新的材料投放在区域中时,教师应引导幼儿对所投放的材料进行充分的探究和尝试,如果有的操作材料使用规则性强,则要向幼儿示范操作方法如:使用编织机等。
中国石油大学胜利学院本科毕业设计(论文)
四、教师的指导
在区域活动中,经常看到教师把玩具分发给孩子后就松了口气,孩子自己玩,老师正好休息一下;也会有老师非常关注孩子的操作,孩子一遇到困难,老师就忍不住上去帮忙。蒙台梭利则要求教师:“以启发和诱导为手段,让孩子乐于自由、自动地去动脑筋,使智力和体能不断地增长。”区域活动中教师的指导主要体现在以下几方面:
1、重视观察
区域活动的指导首先是观察。教师在活动中凭借观察来抓住反映幼儿某一活动发展水平的创造性表现,从而较准确把握幼儿活动的动态和发展水平,在此基础上有目的地、灵活地投放或更换材料,并提供适时、适当的指导,提高区域活动的水平。为了更好地实施观察,我们设计了观察记录表,为每个幼儿的活动情况进行个案记录,观察内容分三个方面:①幼儿的兴趣和行为表现,以此了解哪个区吸引孩子;② 幼儿的学习特点和个性特征,了解哪个孩子喜欢哪个角;③操作记录,反映玩到什么程度。同时为了防止观察出现偏差,我们采取了两位 教师 同时分区负责的方法,根据观察记录情况作出分析、判断、研究,尽可能地使指导工作做得细致实在。
2、适时介入
在区域活动中教师是活动的组织者。她要在教室里走动,仔细观察每个孩子的活动情况,为单个或小组幼儿提供经验、指导,帮助幼儿解决活动中的矛盾和问题。当教师发现幼儿不能充分发挥活动材料的作用或活动遇到困难时,在没有得到请求帮助时不冒然干预,只是观察幼儿如何独立完成。如果幼儿有请求,教师也应先鼓励幼儿“再想一想”,“换个方法试试„„”等等。当幼儿在活动中遇到困难实在无法解决时,教师最好以游戏角色身份进入。
在区域活动中,教师鼓励幼儿根据自己的愿望、能力各自选择不同的活动。当幼儿寻求老师的注意、赞许时,教师是以一个鼓励的眼神、拥抱、抚摸来对幼儿的每一点进步给予肯定;而另一方面,当幼儿出现缺点(干扰别人活动)和错误时,教师也要以个别谈话、暗示、提醒等形式,使幼儿意识到错误并及时修正自己的行为。
在向活动区投放新材料时,教师要引导幼儿充分探索和尝试,努力发挥操作 中国石油大学胜利学院本科毕业设计(论文)
材料的效力,有些需要示范操作的材料则要做到讲解细致,操作方法正确,力求让幼儿看得清楚;教师语言简短、明确、客观,提问有启发性,活动过程中要了解儿童的自由表现,观察儿童对教具材料的兴趣及兴趣持续的时间,改进和幼儿交流的方法。
以动手操作为主要表现形式的幼儿园区域活动不仅充满童趣,还处处展示着幼儿的才能,是幼儿自己的快乐天地。在区域活动中,教师应更多地将着眼点放在幼儿的活动态度上,放在 幼儿 的活动过程中,重视指导中的适机评价而谈化“ 总结 讲评”的形式,同时要把握好过程中的指导,尊重幼儿的发展特点及其需要是教育的一个基本依据,做到不过多干预,指导应留有余地,尽量让孩子自己去探索,自己去发现。
在世界教育史上,蒙台梭利理论始终体现着对儿童的爱、信任和尊重。借鉴蒙特梭利教育法创设宽松、自由的区域活动环境,让幼儿获得充分的发展与成长的机会,是外学我用的大胆尝试。我们将继续努力,不断改进工作,让蒙台梭利的伟大理论指引着我们向前迈进!
第四篇:染整外文的翻译解读
材料加工技术学报160(2005)99–106 纤维素酶处理对后工序的影响程度和棉织物的染色
一个国家研究中心,纺织研究部,Dokki, Cairo, Egypt,埃及教育学院,阿勒旺大学,开罗,埃及
2003年5月1日接收,2004年4月16日修订成16例,2004年4月19号接收
摘要
酸性和中性纤维素酶已应用于丝光和非丝光棉织物,作为预处理步骤,在随后的柔软处理后,易护理精整以及结合阴离子或阳离子染色和精整。这些酶处理的影响在完成棉织物的性能进行了研究。结果表明:(a)在织物增强弹性和柔软性以及在织物强度的降低是由酶活性对纤维素的影响,酸性>>中性,以及柔软剂的类型,Siligen® SIN> Solousoft® WMA> Basosoft® SWK;(b)酶预处理其次是树脂整理后导致交联程度的提高,表现为氮含量和织物的弹性,沿用织物的刚度降低,断裂强度和在上述性能的改变程度是由两个交联剂的反应性和功能以及纤维素基板的类型;(c)与酸处理的棉织物或中性纤维素酶和随后的阴离子或阳离子染色和精整理在反应性添加剂存在下,氯化胆碱或柠檬酸分别提高染色和树脂整理后的程度,而在上述的改善程度属性是由酶的性质所决定,纤维素,整理剂并随着染料类添加剂。
2004由Elsevier B.V.出版
关键词:阴离子染色;阳离子染料;纤维素酶;棉织物;易护理整理;柔软整理;
1、引言
纤维素酶已经被工业接受通过整理纤维素织物来实现各种效果包括织物表面强化、牛仔服装的软化没有或低的环境影响。酶处理通常染色和整理的之前和之后的工序中处理。
本研究的重点是评估影响纤维素酶处理,作为预处理步骤和随后的柔软整理,树脂整理以及随后阴离子或碱性染色以及树脂整理对经处理后的棉织物性能和颜色特性的影响。
2、实验
2.1 材料
轧机精练和漂白棉机织物(125克/平方米)以及煮练,漂白和丝光棉机织品(120克/平方米)贯穿于整个工序。
两个商业级的纤维素酶制剂,即®Cellusoft L(多功能酸性纤维素酶EN—酶制剂,750EGU/g,)和Profazyme®53p(高强度灰石—酶粉的基础上设计的纤维素酶抗再沉积剂含缓冲,Profil®-tex),被使用。
整理剂FIXAPRET®使用CPN(基于dimethyloldihydroxyethylene urea,BASF)和FIXAPRET®ECO(ow-formaldehyde crosslinker, based on dimethy-loldihydroxyethylene urea,BASF)。
商业软化剂,即Solousoft®WMA(非离子改性聚硅氧烷,Clariant),basosoft®SWK(非离子脂肪酸的缩合产物,BASF),和siligen®SIN(非硅型乳液进行。商用染料使用了Sirius® K-CF(direct:Dystar), Levafix® Marine Blue(reactive: Dystar), Supranol®Rot 3BW(acid: Dystar), and Astrazon® Rot GTLN 200%轧机精练和漂白棉机织物(125克/平方米)以及煮练,漂白和丝光(基础:Dystar)。
氯化胆碱 [HO•C2H4N(CH3)]+Cl−,柠檬酸(CHO •HO),六水合氯化镁(MgC•l6H2O), 氯化铵(NH4Cl),碳酸钠(Na2CO3), 和纯醋酸(CH3COOH)。2.2整理操作 2.2.1生物整理
生物整理后的棉织物样品,使用酸或中性纤维素酶的酶,进行了如下操作,酶用量:2%owf;pH值:5酸纤维素酶或7中性纤维素酶;非离子表面活性剂:1g/L科莱恩;浴比:20 / 1使用FIM®石洗旋转鼓机在50℃下处理30分钟。酶通过提高pH值至9(即碱性条件)失去活性,随着提高染液温度高达75℃时处理10分钟,然后彻底洗涤,烘干。2.2.2柔软整理
生物处理后的织物样品的柔软处理进行,通过填充技术,在下列条件:柔软剂(20g/L),非离子表面活性剂(2g/L),p H值为5(使用醋酸),两次给湿占织物重的80–85%,其次,在85℃下烘燥3min然后在120℃下烘燥3min。2.2.3易护理整理
一部分生物整理的样品和未处理的样品用交联剂粘在一起,整理的配方有:交联剂(50g/L),催化剂MgCl2•6H2O(5g/L)和柠檬酸(0.5g/L),非离子润湿剂(2g/L),Siligen® SIN(20g/L)作为一种柔软剂。该催化剂被添加到配方之前应用。衬垫织物带液率80–85%,85℃下干燥3min,在160℃空气循环烘箱下烘3min。织物的洗涤在搅拌下完成(1g/L纯碱,1g/L润湿剂,50℃,10min),彻底清后又在85℃下烘燥3min并将该状态保持到测试前。2.2.4结合阴离子染色和树脂整理
被染色和整理的一部分生物处理后的织物样品和未经处理的对照组放入在染浴中,染浴中含有交联剂(50g/L),催化剂氯化铵(5g/L),氯化胆碱(20g/L),非离子润湿剂(2g/L)和阴离子染料即直接或活性染料(10g/L)。衬垫织物带液率80–85%,分别在85℃干燥 3min、在160℃循环空气烘箱烘3min。染色整理成品织物样品进行彻底水洗,皂洗和最后在85℃下干燥 3min。2.2.5复合碱性染色和树脂整理
除非另有说明,完成生物处理和未经处理的织物样品结合基本染色和树脂整理放在填充了两倍的染浴中,包括:交联剂(50g/L),催化剂氯化铵(5g/L),柠檬酸(20g/L),非离子润湿剂(2g/L)与碱性染料(10g/L)80–85%湿法提取。在85℃下干燥 3min,织物的样品在160℃下固化3min,彻底水洗,皂洗,冲洗并且在85℃下干燥 3min。2.3测试方法
氮含量(%N)测定根据Kjeldhal方法。
对染色整理后成品织物样品使用自动滤波分光光度计的波长测量其最大吸收波长从而测试着色程度和库贝尔卡-蒙克方程计算 [ 11 ]:
K / S =(1−R)2 / 2R 其中k是吸附系数,取决于染料的浓度,通过染色基底引起的散射系数,和R是染色织物样本的光反射。
K / S值越高,着色度越高。
染色整理成品织物样品的染色牢度性能,洗涤(WF),摩擦(RF)以及汗渍(PF)是根据AATCC测试方法评估分别为:91–1972,8–1972以及15–1973。
被用做评估条件的标准方法为测试折皱回复角(WRA(W+ F)°,AATCC:66–1996),断裂强度(BS,ASTM:d5035–95)以及弯曲刚度(FR,ASTM:d1388–64)。在经纱方向上不测量折皱回复角。
3.结果与讨论
由于目前的工作的主要任务是探讨生物整理的影响,用酸性纤维素酶、中性纤维素酶,对柔软整理完成程度,易护理整理以及结合棉织物的染色整理,范围广,如基质类型,参数纤维素酶,柔软剂,整理剂,以及除染料和整理配方外都已检查。得到的结果与他们的适当的讨论如下。3.1柔软整理
表1显示了影响选择性酶预处理后采用不同的柔软剂对棉织物性能的柔软整理。对于一个给定的处理条件下,表1显示,(1)在织物弹性的增强,表现为织物的WRA值减小,低刚度,刚度为FR值,作为损失处理的织物样品的断裂强度值,表示为BS,根据下列指令:酸性纤维素酶>中性纤维素酶>未处理的棉织物,在联系到这些纤维素酶在类型,活性以及攻击纤维素部分酶水解纤维特别是在织物表面和区非晶的程度不同;(2)在上述性质的数量变化是由柔软剂的人工成本降阶:Siligen® SIN > Solousoft®WMA> Basosoft® SWK联系上述柔软剂化学成分的差异,相互作用的模式,位置和表面改变程度,以及减少纤维和纱线之间的摩擦从而影响织物的弹性,平滑度和强度;(3)织物莫迪阳离子的程度是由棉花基质类型决定,可按降序排列:丝光棉> 未丝光棉,其他参数保持不变,最可能是由于在其表面形态,差异区,表面面积,表面纤维数量,结晶度,反应以及可达性。表1 纤维素酶处理和随后的柔软处理对棉织物的一些性能特性的影响
柔软剂: 20g/L ;非离子型润湿剂:2g/L,pH值5;带液率:80–85%;干燥 :85℃,3min;%LW:失重; WRA:折皱回复角;FR:刚性(mg,cm);BS:断裂强度(W,kg);AC:酸性纤维素酶;NC:中性纤维素酶。3.2树脂整理
表2显示了影响酶预处理用酸和中性纤维素酶单独对树脂整理后使用Fixapret® CPN或Fixapret®ECO作为交联剂存在和Siligen®SIN作为一个硅柔软剂缺失的交联程度。对于给定的一组酶预处理和后整理完成的条件下,获得的结果表明,(1)酶预处理后的树脂整理,随着FR和BS的处理基材值的减少带来的%N和WRA值的改善;(2)在上述性能变化的程度是由在基板的可用性和非晶及更少的有序的结晶区域可达性(丝光> 未丝光),所使用的交联剂的反应性和功能(Fixapret®CPN > Fixapret® ®ECO生态),纤维素酶类型,活性和酶的攻击范围(酸性纤维素酶、中性纤维素酶),随着整理配方(有柔软剂>没有柔软剂,不计%N值);(3)%N值是提高处理过的棉织物的交联程度增强的一个直接后果;(4)较高的织物弹性是归因于减少纤维与纤维和纱线与纱线间的FR值,然后通过酶处理使醚交联程度的增加;(5)FR值的损失,即在织物柔软性增加,主要是由于纤维表面纤维素酶去除和减少纤维和纱线间的摩擦通过后整理时制定的软化剂掺入;(6)处理过的棉织物的BS值下降的直接后果是棉纤维素的部分水解随着通过醚交联增加刚度和纤维脆化;(7)在整理剂连同其他成分配方中有机硅柔软剂的掺入带来% N值递减的,即较低的交联程度,在一个合理的增加变化,即更好的弹性和柔软性随着BS值略有降低,即降低纤维间和纱线间的凝聚力和纠缠,不论使用的棉衬底还是交联剂。表2 纤维素酶处理后和随后的树脂整理对棉织物性能特性的影响
整理剂:50g/L;MgCl2•6H2O/柠檬酸:5 /0.5g/L;非离子表面活性剂:2g/L;Siligen® SIN:20g/L;pH值:5;在85℃下,干燥3min;在160℃下养护3min;WRA:折皱回复角;FR:弯曲刚度(mg,cm);BS:断裂强度(W,kg);AC:酸性纤维素酶;NC:中性纤维素酶。3.3阴离子染料/树脂整理 表3–5显示酶处理对复合阴离子染色程度的影响,采用直接,活性染料或酸性染料,树脂整理以及氯化胆碱作为活性添加剂存在的其他性能。对于给定的一组酶处理随着染色和整理条件,获得的结果表明,(1)酶预处理的结果,增强的交联程度即%N和WRA值,取决于阴离子染料即K/S值,而不是所使用的酶;(2)在上述变化属性是由酶的类型,即酸性纤维素酶>中性纤维素酶 >不加纤维素酶,交联剂的类型,即Fixapret® CPN > Fixapret® ECO,染料类别即分子的大小,功能性,反应性,以及与其它成分的相容性,相互作用和固定程度模式,除了纤维素底物的反应类型,即丝光棉> 未丝光棉;(3)NH4Cl,作为一个潜在的催化剂,随着交联剂,阳离子染色剂,以及在染色/整理工序的制定将催化反应和固化阴离子染料的步骤如下:在FA:Fixapret® CPN 或Fixapret® ECO;=NCH2OR:=NCH2OH或 =NCH2O(CH2)OH;染料–SO3−:阴离子染料(直接,反应性染料或酸性染料);(4)CC在染色/整理工序的制定和染料在整理剂和织物的固定的程度上具有积极的影响,从而导致的一个直接后果是引发阳离子活性位点的改变上。提高其溶胀性,即染料可以更好的固着在纤维上,也可以使阴离子染料上固着在整理剂或织物上;(5)莫迪阳离子的阳离子化程度以及交联剂的种类依次为Fixapret® CPN ECO.Fixapret®>Current,目前的数据也表明,酶的治疗作用有利于提高染色后的程度,表现为K/S值,而不是所使用的纤维素酶。最可能是由于单个松散的纤维末端从织物表面扩散,从而提高染料分子的扩散,减少染料或散射系数,向纤维织物表面的一个额外的便利的区域发展,即较高的K / S值,(6)莫迪阳离子的织物表面的程度以及染色后受类型的酶,即酸性纤维素酶>中性纤维素酶,通过底物的性质,即丝光棉>未丝光棉,染料的种类也影响染色牢度。(7)发现湿摩擦牢度性能低于干燥的牢度性能,这归因于未固定的染料或CC染料加合物遗留在莫迪纤维素结构中,与使用的染料种类无关。表3 纤维素酶处理和随后结合直接染色和树脂整理对棉织物一些性能特性影响
Sirius® K-CF:10g/L;整理剂:50g/L;氯化胆碱:20g/L;氯化铵:5g/L;非离子表面活性剂:2g/L;pH值为5;在85℃下干燥3min; 在160℃下处理3min;WRA:折皱回复角;WF:耐洗色牢度;RF:色牢度;AC:酸性纤维素酶;NC:中性纤维素酶。表4 纤维素酶处理和随后的结合活性染色和树脂整理处理对棉织物的一些性能特性的影响
Levafix® Marine Blue:10g/L;整理剂:50g/L;氯化胆碱:20g/L;氯化铵:5g/L;非离子表面活性剂:2g/L;pH值为5;在85℃下干燥3min;在160℃下养护3min;WRA:折皱回复角;WF:耐洗色牢度;RF:色牢度;AC:酸性纤维素酶;NC:中性纤维素酶。
表5 纤维素酶处理和随后的结合酸染色和树脂整理处理对棉织物的一些性能特性的影响
Supranol® Rot 3BW:10g/L;整理剂:50g/L;氯化胆碱:20g/L;氯化铵:5g/L;非离子表面活性剂:2g/L;pH值为5;在85℃下干燥3min;在160℃下养护3min;WRA:折皱回复角;WF:耐洗色牢度;RF:色牢度;AC:酸性纤维素酶;NC:中性纤维素酶。(a)醚交联[ 21,25 ]
(b)氯化胆碱(CC)固定到整理剂/织物[26– 28 ]。
(c)、副反应
(d)、阴离子染料[26–28 ]
3.4、阳离子染料染色/树脂整理
表6显示了酶预处理对阳离子染料染色后,在柠檬酸(CA)存在下树脂整理完成程度的影响作为活性添加剂。很显然:(1)酶预处理对丝光棉比未丝光棉更有效,从而在染色后的程度越高,表示为K/S值,以及树脂整理后有更好的效果,表示为%N和WRA值,无论使用什么酶,可能是由于容易获得纤维素酶酶比表面积大,光滑,在丝光后使棉花纤维形态学改变为圆形;(2)阳离子染料染色程度的提高是自由羧基上整理剂和布料发生以下接枝反应的一个直接后果:
(3)整理后的织物在使用CA活性添加剂的情况下,WRA(表6)高于使用CC作为活性添加剂(表3–5)反应影响接枝羧基的积极影响,作为一个内置的催化剂可以提高交联程度,而不是所使用的交联剂和纤维素的类型;(4)丝光酶预处理有一些的牢度性能产生积极的影响,特别是洗涤和汗水,染色和整理纤维素织物样品。
表6 纤维素酶处理和随后的复合碱性染色和树脂整理处理对棉织物的一些性能特性的影响
Astrazon® Rot GTLN:10g/L;整理剂:50g/L;柠檬酸:20g/L;氯化铵:5g/L;非离子表面活性剂:2g/L;pH值为5;在85℃下干燥3min;在160℃下固化3min;WRA:折皱回复角;WF:耐洗色牢度;RF:色牢度;AC:酸性纤维素酶;NC:中性纤维素酶。
4、结论
在这项研究中,纤维素酶处理对随后的柔软光洁度的影响,树脂整理以及染色和树脂整理后评价。结果得出以下结论:(1)处理后织物的柔软弹性增强,随着织物强度的降低是由纤维素酶制剂以及柔软剂的类型决定,(2)预处理酶在树脂整理后带来了交联随织物的刚度减小,断裂强度提高,与所使用的整理剂和纤维素无关,(3)预处理酶提高染色后的树脂整理的效果,与使用的纤维素酶无关,整理剂只与染料种类有关。
读书的好处
1、行万里路,读万卷书。
2、书山有路勤为径,学海无涯苦作舟。
3、读书破万卷,下笔如有神。
4、我所学到的任何有价值的知识都是由自学中得来的。——达尔文
5、少壮不努力,老大徒悲伤。
6、黑发不知勤学早,白首方悔读书迟。——颜真卿
7、宝剑锋从磨砺出,梅花香自苦寒来。
8、读书要三到:心到、眼到、口到
9、玉不琢、不成器,人不学、不知义。
10、一日无书,百事荒废。——陈寿
11、书是人类进步的阶梯。
12、一日不读口生,一日不写手生。
13、我扑在书上,就像饥饿的人扑在面包上。——高尔基
14、书到用时方恨少、事非经过不知难。——陆游
15、读一本好书,就如同和一个高尚的人在交谈——歌德
16、读一切好书,就是和许多高尚的人谈话。——笛卡儿
17、学习永远不晚。——高尔基
18、少而好学,如日出之阳;壮而好学,如日中之光;志而好学,如炳烛之光。——刘向
19、学而不思则惘,思而不学则殆。——孔子
20、读书给人以快乐、给人以光彩、给人以才干。——培根
第五篇:外文翻译
微孔的加工方法
正如宏观加工一样,在微观加工中孔的加工也许也是最常用的加工之一。孔的加工方法有很多种,每一种都有其优点和缺点,这主要取决于孔的直径、深度、工作材料和设备要求。这篇文章主要介绍了内冷却钻头钻孔、无冷却钻孔、插铣、电火花以及激光加工微孔的几种方法。
易于孔加工的操作
无论孔有多大,在加工时将冷却液导入到刀尖,这都有助于排屑并能降低刀具和工件表面产生的摩擦热。尤其是在加工深细孔时,有无冷却液对加工的影响更大,因为深细孔加工的刀具比较脆弱,再加上刀具对切屑的二次切削和切屑的堆积会积累大量的热,而热量是碳化物刀具的主要“天敌”,它会加快刀具的失效速度。
当使用外冷却液时,刀具本身会阻止切削液进入切削加工位置。也就是到3-5倍的直径深度后切削液就会很难流入到刀尖。副哈维工具有限公司的副总工程师杰夫戴维斯说,这时就该选用带有内冷却液的钻头。
另外,在加工小孔时采用的外冷却液的冷却方式产生的利要大于弊,当钻头进入工件时,已经流入孔的冷却液产生的压力有时会缴坏钻头,戴维斯说。
刀具生产商提供的标准钻头的直径从0.039到 0.125英寸,能加工深度小雨12倍的直径的深孔,同时提供直径从0.002到0.020英寸的不带内冷却液的钻头。
尽管有内冷却能力,但还是不够的,冷却液需要一定的流动速度从而能够将切屑清出孔外。戴维斯强调,冷却液的最低压力应为600-800磅/平方英寸,加工状况还会随着所施加的压力的增加而提高,他补充道。
为了防止这些冷却液通口被杂物堵塞,戴维斯还推荐在钻头加上一5微米孔径或更加精密的冷却液滤清器。
另外,他还推荐在加工孔时有必要在工件的上方先技工一个定心或导向孔,以防止刀具偏斜,并有助于保证所加工孔的垂直度。当选用定心钻时,应使选择的定心钻刀尖上的坡口角小于等于其后内冷钻的坡口角。定心钻的直径还要稍微大一些。例如,如果定心钻的坡口角为120,内冷却钻头的坡口角为140,并且定心钻的直径小于内冷却钻的直径。在加工时内冷却钻的拐角处会与定心孔干涉而容易脱落,戴维斯说:这将导致钻头损坏。
虽然没加强调,但是加工细深孔时,喙式进给是一种很好的加工方式。戴维斯建议,根据工件的材料不同。每次喙式进给的深度最好为孔径的30%--50%。这种加工方式便于排出切屑,使切屑不在加工孔中堆积。润滑及冷却
为了更加有助于徘屑,戴维斯推荐在金属加工中使用油基金属切削液代替水基冷却液,因为油具有较高的润滑效果。但是如果车间更加青睐于使用水基冷却液,液体中应该包括EP(极压)添加剂,增加润滑和减少发泡。如果产生很多泡沫,戴维斯说,“切屑就不会按着预定的方式排出。”
他还补充道,另一种提高润滑并且提高刀具寿命的方法是道具涂层,例如氮铝化钛(TiAIN)。TiAIN具有很高的硬度,当钻削像不锈钢这样的难加工金属材料时,带有TiAIN涂层的刀具能有效的减少热冲击。
威斯康星洲简斯维尔微型刀具公司的总经理大卫伯顿,对微加工刀具的小批量涂层有不同的看法,他说:“对直径小于0.020英寸的刀具涂层,会对刀具的加工质量到刀具寿命等每一加工方面都产生消极影响”。因为小刀具涂层不能做的足够薄,这样涂层就会改变刀具的前角和后角,从而不利于加工。
不过,更薄的涂层的开发正在继续,伯顿表示,现在微型刀具公司除了生产销售微型铣刀、刨刀和微型钻头外,还在和其他公司合作致力于开发一种亚细微涂层。伯顿说:“我们计划这种涂层刀君会在六月到一年的时间内上市”。
微型钻公司的产品主要是用于电路板加工钻头,但也可用于有效的切屑金属。所有的刀具都没带内冷能力。“我有一个客户想要在不锈钢上面钻一个0.004英寸的孔,他当时非常惊讶这能用一把加工电路板的钻头完成”。伯顿还补充到,采用喙式进给并选择高的主轴速度可以提高钻头的效率。
微加工刀具要使用多高的转速,这主要依赖于车间所使用的数控机床和刀具的直径,所需的转速随刀具直径的增加而加快(注:切削速度公式为 sfm=刀具直径×0.26×主轴转速)。
虽然相对较低,但伯顿的客户也成功 的应用过每分钟5000转的加工速度。伯顿说:“我们建议我们的用户找到一个震动最小的最高转速-----最佳加工速度。”
为了减少震动,在用小的切削力通过刀具的前倾面的去除适当的金属时,应使渗入到工件中的切削载荷连续而充足,如果钻头承受的切削载荷太轻,刀具前倾面的磨损速度就会加快,刀具变钝,从而影响刀具的使用寿命。这在加工细孔时应更加注意。
“用户们常常使用较轻的切削载荷来延长刀具的使用寿命,”伯顿说,“这恰恰会加快切削刃的磨损,并在刀刃宽出切屑的位置形成圆弧,刀具会变得像磨削工具一样把材料强行除掉,只能成为废刀。”伯顿认为,直径大于0.001英寸的刀具切削抗力小于0.0001时,切削力抗力就已经太小了,即使刀具不会断裂,过早的摩擦也会导致刀具寿命缩短。
太多的跳动也可能是破坏性的,但是影响有多少还值得商榷。伯顿指出,公司打算设计一台具有0.0003英寸偏差的机器,用以建立室内最坏情况下的铣削场景,还将能够加工0.004英寸宽的槽。“这迟早会实现的”。
他还补充:“你还可以试想一下0.0003英寸的跳动和只有正常水平三分之一的切削载荷,也就是说0.0001到0.00015,刀具将会立即破坏,因为刀具的一个徘屑槽会承受所有的载荷,然后徘屑槽的后面就会破坏。”
他还指出,在钻孔时,小于0.0003英寸的偏差是可以接受的,因为当钻头深入孔内时,钻头末端的切削刃在外圆柱非加工表面的引导下会继续切削。偏差的最小值随着深度和直径比值的增加而迅速减少,这是因为当钻头越深入工件,徘屑槽的吸震能力越差。最后强烈的跳动导致刀柄绕着刀具的轴线转动,而刀尖还仍然保持稳定,从而产生是刀具最终断裂的集中应力。插铣
虽然通常没有直径小于0.002英寸的标准微型钻头,但可以用微型端铣刀来“冲”孔。“每当人们想加工一个小于0.002英寸的孔时,他们可以选用端铣刀,效果也不错。”伯顿说道。但这样加工的孔不能太深,因为刀具体不长,没有大的深度直径比率,因此一把直径为0.001英寸的端铣刀只能加工最深0.20英寸的孔,而同样直径的钻头可以加工得更深,因为钻头的设计使载荷全部作用在刀尖上,进而传到刀柄上被吸收。
市面上能提供最小5微米的端铣刀,但是并没有大量销售。“当人们想买这样的刀具时,我非常严肃的试着说服他们不要买,因为我们不喜欢制作这样的刀具。”伯顿说到。这种刀具主要问题是。不但这种刀具的硬质合金齿处于亚细微尺寸,而且当一把刀有多个齿时,每个齿的尺寸还要保持一致。伯顿道:“一把直径5微米的端铣刀在其基体上就夹持大约10个刀齿。”
他还补充说,他曾经看到过带有0.微米的粉末冶金硬质合金刀具,这是商业上能提供齿的尺寸的一半,但它还包括0.5和0.6微米的小齿。“如果齿的尺寸不统一,小齿是发挥不出作用的。” 坠电火花加工
应用坠电火花的电火花加工是一种微孔加工方式。这不同于将电导线穿过工件的电火花加工方式,应用坠电火花加工的微孔更加精密和精确,但同时花费也会很高。
坠电火花加工深细孔时,要用一根导电管作为电极。加工小而浅的孔时,需要用到一根导线或棒,“我们尽量用导管做电极。位于密歇根州的牧野公司总经理Jeff Kiszonas说道,导管的排渣孔能使加工的孔有大的深度直径比,并能够在加工中将孔底的熔渣排出孔外。他又补充道”但是另一方面,没人能制造出小于一定直径的导管。“一些供应商能提供直径小于0.003英寸的导管可以加工出0.0038英寸的孔。
现在Makino公司生产的双边坠电火花加工设备能够加工出 0.00044 英寸的微孔,这种设备主要用于孔的精加工。最近,在日本这种机床的开发人员用两分钟加工了八个这样的孔,并用四十秒穿透了0.0010英寸厚的碳化钨板。加工电极为一个因钨合金棒,由于电火花加工中再电极和工件间存在放电间隙,所以,所加工孔的直径会比电极直径大0.00020英寸。
当加工上述尺寸的孔时,旋转的导棒上包裹着通电的放电导线。精加工时需要一个w轴附件,用来夹持电极导向的模具,另外还需要一个中间导向件,当电极旋转时用来防止其弯曲和摆动。应用这种加工方式的机床适合于加工直径小于0.005英寸的孔。
另一种坠电火花加工微型孔机床是三菱VA10机床,它用精加工孔的钻摸附件来装卡和引导精制导线来腐蚀金属,伊利诺伊州的MC机械系统公司产品加工经理丹尼斯德利说:“这是一种标准的电火花加工,但是借助于安装在机器上的附件,我们同样可以加工细孔”。他还补充说在电火花加工中用2000转/分的转速旋转的导线可以加工小于0.0004英寸的孔。钨电极电火花加工
电火花加工是一中典型的慢加工,加工微孔时这表现得也很明显。“电火花加工非常慢,并且随着加工精度的增加而减慢”Midvale公司(Midvale公司是一个位于犹他州,主要生产24伏低电压电火花加工设备和基于精密电火花加工的公司)的总裁迪恩约根森说。
钨电极的生产是应用反极性接法,经机械加工、研磨加工使之直径达到10微米、粗糙度为0.000020英寸。应用1-微米的电极加工10.5到11微米的孔,并能加工盲孔。用于加工最小孔的最大工件厚度为0.002英寸,加工50微米直径的孔时工件的厚度能达到0.004英寸。
在激光加工之后用电火花加工是生产高精度孔的一种比较不错的方法,约根森已经决定重新研发最好的加工设备。“我们需要重新研发所有电子控件、程序软件和机械”。约根森说重新研发这些软件和继续额需要花费180000到200000美元。
车间里多数精加工为100美元/小时,包括特殊金属的电火花加工,如:X射线加工金和铂、光加工不锈钢、阴极射线加工钨和钽。约根森说道,电火花加工还不适合加工半导体材料,如聚晶金刚石。光加工
除了硬质合金和钨电极外,光也是一个不错的微孔加工的“刀具”材料。虽然大多数来钻孔的激光都是处于红外光谱范围,但是根据宾尼法尼亚州的Ex One Co。、Iiwin公司的激光技术主管兰迪吉尔摩介绍,他们采用的是绿色光柱的超脉冲技术。不像其他种类的微加工光束,超脉冲是一种纳秒级激光,它绿色光束的波长为532纳米。这种技术产生的激光一对脉冲时间为4到5纳秒,每对脉冲的间隔为50到100纳秒。这种技术的加工方式成倍的提高了加工效率。“与其他激光加工相比,这种技术大大的提高了金属去除率”。吉尔摩说:“由于这种激光脉冲短,所以很大程度上减少了对工件材料的热损伤。”
超脉冲激光加工孔的最小直径为45微米,不过这种加工最常用在H系列钢材料的柴油机喷嘴90微米到110微米孔的加工。吉尔摩提到,根据排放标准的要求这种孔的直径要缩小到50微米到70微米,因为越小的孔越能使燃料充分燃烧。
另外,这种技术加工的孔还带有一个负的锥度,就是入口直径小于出口直径,这有利于燃料的流动。
这种技术的另一种常用的应用是在航空涡轮叶片上打冷却孔。虽然叶轮只有1.5mm到2mm厚,但吉尔摩解释说,这种孔要带有25°的入口倾角,以使冷空气贴着孔壁流动,更好的起到冷却作用,这就是说钻孔的长度达到5mm。他说:“温度是航空发动机的主宰,叶轮运行的环境温度越高,燃料的利用率越高,得到的推力越大。
为了加强这技术的竞争力,Ex One 公司研发了一种专利材料,将这种材料注入中空的部件体内,可以防止光柱所加工孔以下壁体的烧伤。光加工之后,可以将这种材料完全清理掉。
“光加工的一种缺点是,光柱在遇到另一个实体之前就会一直传播”吉尔摩说:“加工柴油机喷嘴时,这会损坏相对壁的内表面”。
超脉冲加工设备的价格为650000到800000美元,虽然这要高于电火花加工设备,但是光加工不会用到电极。“激光加工用光做刀具”吉尔摩说:“它节省了电极的开支”。
根据其应用的不同,机械钻削加工、插铣、电火花加工和光加工在微孔加工中都占有一席之地。牧野公司的Kiszonas说:“用户也比较向往有更多的微孔加工方法供其选择”。