螺旋型机械加工部件对空气阻力特性的影响分析

桑志军

威海职业学院，山东　威海　264200



螺旋型机械加工部件对空气阻力特性的影响分析

桑志军

威海职业学院，山东威海264200

优化计算螺旋型机械加工部件与空气阻力之前的关系可以提高零件加工的精确度，因此本文通过建立新的螺旋型机械加工部件对空气阻力特性的分析方法，计算机械加工部件结构与空气阻力之前的关系，进而为优化机械加工部件结构提供数据依据。

螺旋型机械；加工部件；特性；空气阻力

在螺旋型机械部件加工中主要是利用机械加工的方法对毛坯部件进行调整，通过不断地调整提高螺旋型零件的精度，但是在机械加工中空气阻力会对螺旋型部件的加工构成一定的影响，如果不能合理的处理加工部件与空气阻力之间的关系，就会影响螺旋型部件加工的精确，进而为部件的使用埋下巨大的安全隐患。因此本文通过对螺旋型机械加工部件时所产生的空气阻力进行分析，以此提出优化螺旋型加工部件的工艺，进而提高螺旋型部件的结构参数。

一、螺旋型机械加工部件空气阻力特性的分析优化方法

螺旋型机械加工部件空气阻力特性主要是针对螺旋型部件加工时与空气之间的摩擦造成的，因此本文对于螺旋型机械加工部门的空气阻力的计算主要是对螺旋纹与空气摩擦所产生的阻力为计算对象。为形象分析螺旋型部件加工空气阻力特性，本文选择矩形形状的螺纹部件，该螺旋部件的半径为r，螺距为h，a为去螺纹的升角，θ为摩擦角，FX则为螺杆和螺母的螺纹之间所产生摩擦的静摩擦系数，因此就会得出：

在螺旋型加工部件进行加工的过程中，由于受到空气的反作用力，会导致螺旋型部件加工的速度受到影响，进而增加部件加工的摩擦力，此时利用库伦摩擦定律计算可知，极限情况下会有：

ΔFx=fΔFn=ΔFntanθ

由于螺旋型机械加工部件在临界的均衡状态，因此假设M h为其部件的驱动极限力偶距，那么该部件的工作表面就会由空气阻力f2，其能够和空气反作用力F n进行相互作用从而达到平衡，同时也能后让驱动力偶M h同主失M2是之间变成互相平衡。因此利用均衡方程是可以得出螺旋空间力系内的相关结论。

二、基于雷诺数的空气阻力模型计算分析

基于螺旋型部件加工中空气阻力特性的计算分析，将控制流动看作是常规流动的，由于空气不属于可压缩的气体，因此气体的物性是常数，因此得到动量守恒方程：

为了检验上述方法的有效性，本文采取传统方法与雷诺数模型的方法对空气阻力进行分析，以此得到相应的空气阻力误差情况。通过运用上述两种方法得到以下数据(见表1)，通过对图1的分析可以得到在不同条件环境下，螺旋型部件加工的空气阻力误差都要小于2.5%，采取此种方法要远远低于传统的加工方法，而且随着干扰环境的变化，此种方式的优越性就会更加突显出来。为了准确分析螺旋型部件空气阻力的干扰情况，本文研究选择ANSYS软件进行模拟分析，分别将螺旋部件的内径、厚度以及螺距三个因素纳入到分析软件中，得到相应的部件空气阻力的影响情况。基于篇幅限制，本文简单列出螺旋部件厚度对空气阻力的影响(见图1)。由此可见在螺旋型部件加工的过程中空气阻力随着螺旋内径以及螺距的增加而增加，与此同时随着螺旋部件厚度的降低而不断地减少，这也一定体现了空气摩擦原理。

表1　两种方法获取空气阻力误差

图1　螺旋型机械加工部件厚度对空气阻力的影响

三、螺旋型部件加工空气阻力特性分析的结论

通过上述论述，采取螺旋型机械加工部件空气阻力误差要远远低于传统的机械加工方法，这主要是因为：螺旋型机械加工部件的减阻杆能够起到减阻的效果。通过雷诺数的计算可以得到尺寸合适的减阻杆比例，进而保证螺旋部件以最小的阻力进行加工。当然如果减阻杆的尺寸不合理的时候就会增加空气阻力，进而影响部件的加工密度；将导流板与减阻杆一起安装到螺旋旋风分离器中以此降低空气阻力的产生。实践表明通过此种方法可以是螺旋机械加工部件的流场结构发生变化，进而降低涡流而产生的损耗，进一步减低阻力的产生。

总之基于雷诺数的螺旋型机械加工部件空气阻力的分析能够对螺旋型部件的加工空气阻力进行准确的分析，尤其是准确的为螺旋型部件的加工提供了相关的结构参数，因此我们只具体的螺旋型机械加工部件时需要合理的调整部件的内径、螺距以及厚度等，以此提高部件加工的精确度，实现节能降耗的目的。

[1]海淑萍.螺旋型机械加工部件对空气阻力特性的影响分析.科技通报，2013(12).

[2]余南辉，李诗龙，宋良浩.基于ANSYS的螺旋榨油机榨笼的应力分析 [J].科技创新与应用，2014(6).

[3]黄洪根.螺旋型机械加工部件对空气阻力特性的影响探讨 [J].数字化用户，2013(29).

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