磁增強電場下納米粒子射流可控輸運微量潤滑磨削裝備製造方法

2023-06-06 02:43:11 1

磁增強電場下納米粒子射流可控輸運微量潤滑磨削裝備製造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種磁增強電場下納米粒子射流可控輸運微量潤滑磨削裝備，通過在電暈區周圍增加磁場，提高液滴的荷電量。它包括：外部設有高壓直流靜電發生器和磁場形成裝置的噴嘴；噴嘴與納米粒子供液系統、供氣系統連接；高壓直流靜電發生器與可調高壓直流電源的負極連接，可調高壓直流電源的正極則與用於附著在工件不加工表面的工件加電裝置連接，從而形成負電暈放電的形式；在靜電放電的電暈區周圍是磁場形成裝置；納米流體磨削液從噴嘴的噴頭噴出霧化成液滴的同時在高壓直流靜電發生器及磁場形成裝置的作用下對液滴荷電並被送入磨削區。
【專利說明】 磁增強電場下納米粒子射流可控輸運微量潤滑磨削裝備
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種機械磨削加工微量潤滑磨削液運輸工藝方法與裝備，特別是一種磁增強電場下納米粒子射流可控輸運微量潤滑磨削裝備。
【背景技術】
[0002]微量潤滑技術又稱MQL (Minimal Quantity Lubrication)技術,他是將極微量的潤滑液與具有一定壓力的壓縮空氣混合併霧化，噴射至磨削區，對砂輪與磨屑、砂輪與工件的接觸面進行有效潤滑。這一技術在保證有效潤滑和冷卻效果的前提下，使用最小限度的磨削液(約為傳統澆注式潤滑方式用量的千分之幾)，以降低成本和對環境的汙染以及對人體的傷害。
[0003]納米射流微量潤滑是基於強化換熱理論建立的，由強化換熱理論可知，固體的傳熱能力遠大於液體和氣體。常溫下固體材料的導熱係數要比流體材料大幾個數量級。在微量潤滑介質中添加固體粒子，可顯著增加流體介質的導熱係數，提高對流熱傳遞的能力，極大彌補微量潤滑冷卻能力不足的缺陷。此外，納米粒子(指尺寸為1-1OOnm的超細微小固體顆粒)在潤滑與摩擦學方面還具有特殊的抗磨減摩和高承載能力等摩擦學特性。納米射流微量潤滑就是將納米級固體粒子加入微量潤滑流體介質中製成納米流體，即納米粒子、潤滑劑(油、或油水混合物)與高壓氣體混合霧化後以射流形式噴入磨削區。
[0004]發明人對微量潤滑磨削供給系統進行了深入的理論分析以及實驗驗證，研究成果已申請了相關的專利，由發明設計人申請的發明專利，申請號:201210153801.2公開了一種納米粒子射流微量潤滑磨削潤滑劑供給系統，它將納米級固體粒子加入可降解的磨削液中製成微量潤滑磨削的潤滑劑，由微量供給裝置將潤滑劑變為具有固定壓力、脈衝頻率可變、液滴直徑不變的脈衝液滴，在高壓氣體產生的空氣隔離層作用下以射流形式噴入磨削區。但它不是採用磁增強靜電霧化的形成產生射流可控的微細液滴，霧化原理和液滴控制方式不同；申請號:201110221543.2的發明專利公開了一種納米粒子射流微量潤滑磨削三相流供給系統，將納米流體經液路輸送至噴嘴處，同時高壓氣體經氣路進入噴嘴，高壓氣體與納米流體在噴嘴混合室中充分混合霧化，經加速室加速後進入渦流室，同時壓縮氣體經渦流室通氣孔進入，使三相流進一步旋轉混合併加速，然後三相流以霧化液滴的形式經噴嘴出口噴射至磨削區。但公開的技術方案中也不是採用磁增強靜電霧化的原理形成帶電荷的微細霧滴，更不能做到射流可控，霧化原理和液滴控制方式均不同。
[0005]申請號:201310042095.9公開了一種納米流體靜電霧化可控射流微量潤滑磨削系統，通過靜電學原理可以使噴射的霧滴實現可控分布，從而降低對環境的汙染，為工作人員提供了更好的健康保障。其磨削系統安裝有電暈荷電噴嘴，電暈荷電噴嘴的噴嘴體與供液系統、供氣系統連接，噴嘴體下部的高壓直流靜電發生器與可調高壓直流電源的負極連接，可調高壓直流電源的正極與工件加電裝置連接，工件加電裝置附著於工件的不加工表面；納米流體磨削液通過供液系統送入電暈荷電噴嘴，同時供氣系統將壓縮空氣送入電暈荷電噴嘴，納米流體磨削液由壓縮空氣帶動從噴嘴體出口噴出霧化的同時被高壓直流靜電發生器荷電為可控射流，在電場力及氣動力的作用下可控的分布到加工工件的磨削區。公開的技術方案不是採用磁場、電場以及霧化三者耦合作用下的納米粒子射流液滴荷電及霧滴可控有序輸運實現的微量潤滑磨削，產生射流可控的微細液滴，霧化原理和液滴控制方式不同。
[0006]微量潤滑磨削中如果微量潤滑劑在高壓氣體的攜帶作用下，不能有效可控的注入磨削區，即砂輪/工件界面的楔形區域，納米射流就會散發到周圍環境中。現如今我們正高度關注著在使用微量潤滑加工時潤滑液與冷卻液對操作人員健康的影響，如，操作人員會得各種各樣的呼吸系統疾病，包括職業性氣喘、過敏性肺炎、肺功能喪失和皮膚病如過敏、油痤瘡、和皮膚癌等。微量潤滑的工業關注點是以空氣為動力的霧滴給操作人員帶來的潛在健康危害。在微量潤滑以壓縮空氣為動力的噴射中霧滴噴射出以後不再受到約束，其運動不再可控，會發生擴散、漂移等一系列問題。然而這些問題的出現會使顆粒微小的霧滴擴散到工作環境中，不僅對環境造成了極大的汙染而且會對工作人員造成極大的健康危害。當霧滴的大小小於4μπι甚至能引起各種各樣的職業病。根據實際報導即使短時間暴露在這種環境下也可能損壞肺功能。為此美國職業安全健康研究所建議礦物油霧滴的暴露極限濃度為0.5mg/m3。為了確保工作人員的健康，必須對微量潤滑過程中微小液滴加以控制，減少擴散量。然而從目前檢索的文獻來看，對於此方面的研究還未見報導，因此對於上述問題的研究迫在眉睫。基於這樣的現狀我們進行了對微量潤滑過程中微小霧滴的可控分布進行了探索。
[0007]發明人對微量潤滑磨削供給系統的射流可控性進行了深入的理論分析以及實驗驗證，研究成果已申請了相關的專利，由發明設計人申請的發明專利，申請號:201310042095.9公開了以一種納米流體靜電霧化可控射流微量潤滑磨削系統，利用靜電霧化原理在氣動霧化的基礎上對納米射流微量潤滑液進一步霧化，同時利用靜電荷電原理將噴出的微量潤滑液液滴荷電，被荷電的液滴在電場力的作用下定向的向工件移動，從而實現納米粒子射流的可控。雖然這種方案實現了納米粒子射流定向可控，但在這種情況下若想進一步增大液滴的荷電量，就需要不斷的增加直流電源的電壓，但是由於擊穿電壓的限制，不能無限制的增加靜電電壓，如何在不增大靜電電壓的情況下增加液滴的荷電量，成為研究的主要方向基於這樣的現狀，我們進行了對靜電霧化荷電過程中如何在不增加靜電電壓的基礎上增加霧滴的荷電量進行了探索。

【發明內容】

[0008]本實用新型為解決上述問題，提供了一種磁增強電場下納米粒子射流可控輸運微量潤滑磨削裝備，通過在電暈區周圍增加磁場，提高液滴的荷電量。
[0009]為實現上述目的，本實用新型採用如下技術方案:
[0010]一種磁增強電場下納米粒子射流可控輸運微量潤滑磨削裝備，它包括:
[0011]外部設有高壓直流靜電發生器和磁場形成裝置的噴嘴；
[0012]噴嘴與納米粒子供液系統、供氣系統連接；
[0013]高壓直流靜電發生器與可調高壓直流電源的負極連接，可調高壓直流電源的正極則與用於附著在工件不加工表面的工件加電裝置連接，從而形成負電暈放電的形式；
[0014]在靜電放電的電暈區周圍是磁場形成裝置；[0015]納米流體磨削液從噴嘴的噴頭噴出霧化成液滴的同時在高壓直流靜電發生器及磁場形成裝置的作用下對液滴荷電並被送入磨削區。
[0016]所述高壓直流靜電發生器安裝在磁場形成裝置上，磁場形成裝置安裝在噴嘴上。
[0017]所述高壓直流靜電發生器為噴頭的一部分組成，磁場形成裝置安裝在噴嘴上。
[0018]所述磁場形成裝置由兩套相同的結構,通過各自的中部為半圓弧的固定板固定在噴嘴靠近噴頭位置外周的卡槽內，兩固定板則連接在一起；每套結構均包括:
[0019]一個定板，一個動板，兩者鉸接，定板上部設有T形滑槽，角度調節固定機構一端固定在動板上，另一端則與T形滑槽活動連接，進行角度調整並固定；
[0020]在動板上設有磁盒，磁盒內設有磁性元件，磁盒頂部設有電極卡盤，高壓直流靜電發生器安裝在電極卡盤上。
[0021]所述高壓直流靜電發生器為若干L形針狀電極I，所述L形針狀電極I中部設有橡膠塞，尾部設有導線接口 ；在磁場形成裝置的電極卡盤一側設有多個電極插槽，在電極卡盤相對側設有導線通槽，所述電極插槽與所述導線通槽連通，導線接口位於所述導線通槽內並與電極高壓導線連接。
[0022]所述噴頭為扁平扇形，在扁平扇形噴頭內表面為半橢球或半球面；在半橢球的頂端開一個V形槽，V形槽兩斜面關於噴嘴軸線對稱且和半橢圓球相貫形成狹長噴口。
[0023]所述磁場形成裝置由兩套相同的結構，通過各自的中部為半圓弧的固定板固定在噴嘴靠近噴頭位置外周的卡槽內，兩固定板則連接在一起；每套結構均包括:
[0024]一個定板，一個動板，兩者鉸接，定板上部設有T形滑槽，角度調節固定機構一端固定在動板上，另一端則與T形滑槽活動連接，進行角度調整並固定；
[0025]在動板上設有磁盒，磁盒內設有磁性元件，磁盒頂部設有電極卡盤。
[0026]所述噴頭分成兩部分噴頭體和電極噴嘴I，噴頭體和電極噴嘴I螺紋連接，噴頭體由陶瓷材料製成，電極噴嘴I由放電電極的材料製成作為高壓直流靜電發生器，且電極噴嘴I的出口處較薄為0.3-1.2_，在電極噴嘴I上設置有導線連接環I用於連接電極高壓導線。
[0027]所述角度調節固定裝置包括一個角度定位環，它上面設有弧形滑槽，角度定位環與動板固定連接，弧形滑槽則通過滑塊螺杆和螺母組成的定位機構與定板活動連接，進行角度調整和固定。
[0028]所述磁性元件為永磁鐵或電磁鐵；在採用電磁鐵時，磁盒後側面設有電磁鐵導線槽，電磁鐵與通過電磁鐵導線與電磁鐵可調供電電源連接。
[0029]所述噴嘴包括混合腔體，混合腔體兩端分別與注氣管和噴頭密封連接；在混合腔體內分為進液腔和混合腔，兩者間由盤形進液塞分隔，在進液塞上設有多個進液孔；位於混合腔的注氣管前部設有多個注氣孔，注氣孔以相對的兩組螺旋線形式分布排列；混合腔與噴頭間設有錐形加速段。
[0030]一種磁增強電場下納米粒子射流可控輸運微量潤滑磨削裝備，它包括:
[0031]內部設有高壓直流靜電發生器和磁場形成裝置從而形成一體噴嘴；
[0032]一體噴嘴與納米粒子供液系統、供氣系統連接；
[0033]高壓直流靜電發生器與可調高壓直流電源的負極連接，可調高壓直流電源的正極則與用於附著在工件不加工表面的工件加電裝置連接，從而形成負電暈放電的形式；[0034]在靜電放電的電暈區周圍設置磁場形成裝置；
[0035]納米流體磨削液從一體噴嘴噴出霧化成液滴的同時在高壓直流靜電發生器及磁場形成裝置的作用下對液滴荷電並被送入磨削區。
[0036]所述一體噴嘴包括一體噴嘴體，它的內部設有一體噴嘴注氣通道，一體噴嘴注氣通道的一體噴嘴注氣管壁下部設有若干注氣孔，並與一體噴嘴混合腔連通；
[0037]所述一體噴嘴體還有與一體噴嘴注液通道連通的一體噴嘴注液腔；所述一體噴嘴注液腔通過一體噴嘴節流孔與一體噴嘴混合腔連通；在一體噴嘴混合腔底部是一體噴嘴扇形噴嘴出口；
[0038]在所述一體噴嘴扇形噴嘴出口下部是一體噴嘴電極槽，一體噴嘴電極槽下部是一體噴嘴磁盒)；高壓直流靜電發生器和磁場形成裝置分別置於一體噴嘴電極槽和一體噴嘴磁盒內。
[0039]所述一體噴嘴包括一體噴嘴體，它的內部設有一體噴嘴注氣通道，一體噴嘴注氣通道的一體噴嘴注氣管壁下部設有若干注氣孔，並與一體噴嘴混合腔連通；
[0040]所述一體噴嘴體還有與一體噴嘴注液通道連通的一體噴嘴注液腔；所述一體噴嘴注液腔通過一體噴嘴節流孔與一體噴嘴混合腔連通；在一體噴嘴混合腔底部是噴頭體和電極噴嘴II，噴頭體和電極噴嘴II螺紋連接；在電極噴嘴II上設置有導線連接環II與電極高壓導線連接，作為高壓直流靜電發生器；
[0041]在所述電極噴嘴II下部是一體噴嘴磁盒；磁場形成裝置置於一體噴嘴磁盒內。
[0042]所述高壓直流靜電發生器包括:
[0043]圓形電極盤，在圓形電極盤上設置有環形的電極導線放置槽，以及間隔設置的多個針狀電極卡槽；
[0044]在電極導線放置槽內還設置有電極導線通孔，電極高壓導線接出後經一體噴嘴電極導線通道接出到一體噴嘴外部；
[0045]L形針狀電極II則插放在針狀電極卡槽內。
[0046]所述磁場形成裝置包括:
[0047]磁鐵,它放置在一體噴嘴磁盒內，由定位卡盤定位，在定位卡盤上設置有磁體擋板；
[0048]所述磁體為永磁鐵或電磁鐵，若為電磁鐵則電磁鐵導線經由一體噴嘴電磁鐵導線通道接出。
[0049]所述工件加電裝置由工件加電裝置絕緣殼體、壓鐵、壓緊永磁鐵、壓緊彈簧組成；壓緊永磁鐵安裝在工件加電裝置絕緣殼體上，壓鐵通過壓緊彈簧穿透安裝在工件加電裝置絕緣殼體中部，露出工件加電裝置絕緣殼體的端部則設有導線連接環和開口銷插槽。
[0050]本實用新型的有益效果是:
[0051]提供了一種磁增強電場下納米粒子射流可控輸運微量潤滑磨削裝備，通過在電暈區周圍增加磁場，提高液滴的荷電量。在磁增強電暈放電的情況下，在庫侖力和洛倫茲力的共同作用下，自由電子形成了拉莫運動，自由電子的運動軌跡被延長了。也就是說由於自由電子做了拉莫運動，自由電子與空氣分子和微量潤滑磨削液微粒碰撞的機率明顯增加，從而使電子雪崩更加劇烈，空氣電離增強，使微粒荷電更加充分。同時由於磁場的存在，電暈放電的起暈電壓也有所降低。通過磁場、電場以及霧化三者耦合作用下，實現納米粒子射流 液滴荷電及霧滴可控有序輸運微量潤滑磨削。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0052]圖1是第一種和第三種實施例的裝配軸測圖；
[0053]圖2是第二種和第四種實施例的裝配軸測圖；
[0054]圖3是第一種、第二種、第三種和第四種實施例的液路和氣路系統簡圖；
[0055]圖4是第一種、第二種、第三種和第四種實施例的電路系統框圖；
[0056]圖5a、b是第一種、第二種、第三種和第四種實施例的工件加電裝置剖視圖和俯視圖；
[0057]圖6是第一種和第二種實施例的噴嘴體剖視圖；
[0058]圖7是第一種和第三種實施例的注氣管的局部軸測圖；
[0059]圖8是第一種實施例的噴頭剖視圖；
[0060]圖9是第一種和第三種實施例的電磁裝置裝配軸測圖；
[0061]圖10是第一種和第三種實施例的噴嘴和電磁裝置裝配示意圖；
[0062]圖11是第一種和第三種實施例的定板軸測圖；
[0063]圖12是第一種和第三種實施例的動板軸測圖；
[0064]圖13是第一種和第三種實施例的磁盒軸測圖；
[0065]圖14是第一種和第三種實施例的電極卡盤軸測圖；
[0066]圖15是第一種和第三種實施例的固定板軸測圖；
[0067]圖16是第一種和第三種實施例的角度定位環俯視圖；
[0068]圖17是第一種實施例的L形針狀電極和橡膠塞軸測圖；
[0069]圖18是第二種實施例的一體噴嘴的剖視圖；
[0070]圖19是第二種和第四種實施例的一體噴嘴的俯視圖；
[0071]圖20是第二種實施例的一體噴嘴和電磁裝置裝配剖視圖；
[0072]圖21a、b是第二種實施例的圓形電極槽的俯視圖和旋轉剖視圖；
[0073]圖22是第二種和第四種實施例的定位卡盤的俯視圖；
[0074]圖23是第三種實施例的電極噴頭的剖視圖；
[0075]圖24是第四種實施例的一體噴嘴的剖視圖；
[0076]其中，1-砂輪，2-磨床部分工作檯，3-絕緣板材，4-工件，5-磁力吸盤，6-砂輪罩，7-壓縮空氣輸送蛇形管，8-納米流體輸送蛇形管，9-可調高壓直流電源，10-電極高壓導線，11-工件加電裝置，12-噴嘴，13-電磁裝置，14-電磁鐵導線，15-電磁鐵可調供電電源，16-混合腔體，17-注氣管，18-噴頭，19-噴嘴左螺母，20-進液螺紋管，21-噴嘴右螺母，22-進液塞，23-密封墊圈I，24-密封墊圈II，25-進液腔，26-混合腔，27-加速段，28-扇形噴嘴出口，29-卡槽，30-定位螺紋孔，31-空氣壓縮機，32-納米流體儲液罐，33-儲氣罐，34-液壓泵，35-過濾器，36-壓力表，37-節流閥I，38-渦輪流量計I，39-渦輪流量計II，40-節流閥II, 41-調壓閥I , 42-調壓閥II, 43-溢流閥,44-納米流體回收箱，45-定板，46-動板，47-角度定位環，48-螺杆I，49-螺杆II，50-滑塊螺杆，51-電極卡盤，52-磁盒，53-螺母，54-螺杆III，55-螺杆IV，56-T形滑槽，57-通孔I，58-定位塊，59-固定板插口，60-磁盒固定塊，61-通孔II，62-螺紋孔I，63- TK角沉孔，64-通孔III，65-螺紋通孔，66-螺紋孔II，67-電磁鐵導線槽，68-電極插槽，69-通孔IV，70-導線通槽，71-固定板，72-通孔V，73-通孔VI，74-通孔VL 75-弧形滑槽，76-開口銷插槽，77-工件加電裝置絕緣殼體，78-壓鐵，79-壓緊永磁鐵，80-壓緊彈簧，81-導線連接環，82-橡膠塞，83-L形針狀電極I，84-導線接口，85- 一體噴嘴體，86- 一體噴嘴注氣通道，87- 一體噴嘴注氣通道接頭，88- —體噴嘴注液通道，89- —體噴嘴注液通道接頭，90- —體噴嘴注液腔，91- 一體噴嘴節流孔，92- 一體噴嘴混合腔，93- —體噴嘴加速段，94- 一體噴嘴扇形噴嘴出口，95- —體噴嘴電極導線通道，96- 一體噴嘴電極槽,97- —體噴嘴磁盒,98- —體噴嘴電磁鐵導線通道,99- 一體噴嘴固定螺紋孔，100- 一體噴嘴注氣管壁，101-圓形電極盤，102-L形針狀電極II，103-磁鐵，104-定位卡盤，105-電極導線通孔，106-針狀電極卡槽，107-電極導線放置槽，108-定位通孔,109-磁體擋板，110-—體噴嘴，111-噴頭體，112-電極噴嘴I，113-導線連接環I，114-電極噴嘴II，115-電極接線空間，116-導線連接環II。
【具體實施方式】
[0077]下面結合附圖與實施例對本發明做進一步說明。
[0078]實施例1:
[0079]本實用新型的第一種實施例如圖1和圖3至17所示，是關於一種磁增強電場誘導納米粒子射流液滴荷電機理及霧滴可控有序輸運微量潤滑磨削工藝方法與裝備。
[0080]如圖1所示，在第一種實施例中，在磨床部分工作檯2上覆上絕緣板材3 (這種新型材料可以導磁但不導電，從而既可以保證工件4的安裝又可以保證噴嘴12與工件4間形成穩定電場)。將工件4放置在絕緣板材3上，磨床加磁時夾緊定位工件4，將磁力吸盤5吸附在砂輪罩6的側面，用來固定納米流體輸送蛇形管8、壓縮空氣輸送蛇形管7和電極高壓導線10中的負極導線。納米流體輸送蛇形管8—端與進液螺紋管20相連，另一端與渦輪流量計II 39相連。壓縮空氣輸送蛇形管7 —端與注氣管17相連，另一端與渦輪流量計
I38相連。電極高壓導線10中的負極導線一端穿過導線通槽70，依次與各針狀電極尾端相連接，另一端與可調高壓直流電源9的負極輸出端相連。電極高壓導線10中的正極導線一端與導線連接環81相連另一端與可調高壓直流電源9的正極輸出端相連接，並進行接地處理。將工件加電裝置11吸附於工件不加工表面，從而使工件4與可調高壓直流電源9正極接通，電磁鐵線圈通過電磁鐵導線14與電磁鐵可調供電電源15相連，電磁裝置通過固定板71固定在噴嘴12上。
[0081]如圖3所示，在第一種實施例中所述的噴嘴12為氣動霧化噴嘴，壓縮空氣和納米流體在噴嘴12內部混合。所述噴嘴12的氣路由空氣壓縮機31、過濾器35、儲氣罐33、調壓閥I 41、節流閥I 37、渦輪流量計I 38依次連接組成。所述噴嘴12的液路由納米流體儲液罐32、液壓泵34、調壓閥II 42、節流閥II 40、渦輪流量計II 39依次連接組成。由空氣壓縮機31產生的壓縮空氣經過濾器35進入儲氣罐33，再經調壓閥I 41和節流閥I 37，流經渦輪流量計I 38進入注氣管17 ;液壓泵34將納米流體儲液罐32中的納米流體抽出，再經調壓閥II 42和節流閥II 40，流經渦輪流量計II 39進入進液螺紋管20。其中溢流閥43和納米流體回收箱44形成保護迴路，壓力表36用來監測儲氣罐33的氣壓。
[0082]如圖4所示，在第一種實施例中，可調高壓直流電源9由交流電源輸入單元、直流穩壓單元V1、直流穩壓單元V2、自激振蕩電路、功率放大電路、高頻脈衝升壓器、倍壓整流電路和恆流自動控制電路組成。
[0083]如圖5a、b所示，在第一種實施例中，工件加電裝置11由工件加電裝置絕緣殼體77、壓鐵78、壓緊永磁鐵79、壓緊彈簧80組成。將其靠近工件不加工表面時，壓緊永磁鐵79會與工件4產生吸引力壓縮壓緊彈簧80，同時壓緊彈簧80提供反作用力，保證壓鐵78與工件4緊密相連。在壓鐵78上開有開口銷插槽76，其作用是插入開口銷，以保證工件加電裝置11未與工件4吸附時，壓鐵78和壓緊彈簧80不會從工件加電裝置絕緣殼體77中脫落。壓鐵78尾端設置有導線連接環81方便導線連接。
[0084]如圖6、7和8這種實施例的噴嘴體剖視圖、注氣管17的局部軸測圖及噴頭剖視圖所示，在第一種實施例中可以看出該實施例中所設計使用的噴嘴12為微量潤滑霧化噴嘴由噴嘴左螺母19、注氣管17、密封墊圈I 23、進液螺紋管20、進液塞22、噴嘴右螺母21、密封墊圈II 24、噴頭18和混合腔體16構成，其裝配如圖6所示。從圖中可以看出噴嘴12還包括進液腔25、混合腔26、加速段27和扇形噴嘴出口 28。壓縮空氣和納米流體分別通過注氣管17和進液腔25進入混合腔26進行混合，進液塞22為圓盤形，可根據需要在周圍對稱分布著4-8個進液孔，其作用是限制納米流體進入混合腔26內的量，從而可以使壓縮空氣和納米流體在混合腔26內有足夠的混合空間。壓縮空氣與納米流體在混合腔26內充分混合形成亞音速三相(壓縮空氣、液態潤滑基油和固態納米粒子)泡狀流。泡狀流進入到加速段27後，由於加速段27為錐形結構縮小了三相泡狀流的流動空間，從而增大了三相泡狀流的壓力和流速，並減小了氣泡直徑。同時三相泡狀流經過加速段27時受擠壓而失穩，破裂成更小的氣泡和液滴，增加了霧滴的數量提高了霧化效果。同時三相泡狀流經過加速後在扇形噴嘴口 28以近音速噴出，加大了射流速度，由於壓力突然降到大氣壓力，氣泡會急劇膨脹而爆破形成了液體霧化的動力，同時周圍氣泡會受到衝擊而爆炸並相互衝撞使霧化顆粒變得極其微小。注氣管17上開有注氣孔，注氣孔以相對的兩組螺旋線形式分布排列，這更有利於三相泡狀流在混合腔26內充分混合及碰撞，同時注氣管17軸向沿螺旋線分布的注氣孔的中心軸線和噴嘴注氣管的中心軸線成15至35度傾斜角，這樣有利於混合腔26內的三相泡狀流向加速段27推進，在注氣管17頂端設有軸向注氣孔，其作用是進一步使三相泡狀流在加速段27內加速。卡槽29和定位螺紋孔30用來連接固定板71，定位螺紋孔30在卡槽29內沿圓周方向陣列多組。從圖6中可以看出該噴頭18為扁平扇形噴頭。扁平扇形噴頭內表面通常為半橢球或半球面。在半橢球的頂端開一個V形槽，V形槽兩斜面關於噴嘴軸線對稱且和半橢圓球相貫形成狹長噴口。這種噴頭能產生扇形的均勻扁平射流，這種射流衝擊力均勻，衝擊範圍大，擴散角也可以在較大範圍內調整，其清洗能力尤為突出。圖中a為橢圓長半軸長度，b為橢圓中心到V型槽底長度，c為噴嘴入射斷面直徑，α為V型槽角度的一半。
[0085]如圖9至17所示，電磁裝置總裝軸測圖及各部件視圖，在第一種實施例中電磁裝置設置為相對的兩套，圖9中給出的是其中一組。如圖所示，螺杆II 49穿過設置在定板45上的通孔I 57和設置在動板46上的兩個通孔III，且螺杆II 49的一端沉入到六角沉孔63中，螺杆II 49另一端旋有螺母，從而使動板46和定板45相互連接，且可以相對轉動。將滑塊螺杆50滑入到T形滑槽56內，使滑塊螺杆50上方的螺杆穿過角度定位環47上的弧形滑槽75，滑塊螺杆50上方用螺母53旋合。螺杆I 48穿過角度定位環47上的通孔VII 74旋合在螺紋孔I 62上，調節螺杆I 48使角度定位環47可繞其旋轉，旋鬆螺母53可使滑塊螺杆50在T形滑槽56內滑動，從而調節定板45和動板46的相對角度，然後旋緊螺杆I 48和螺母53鎖緊角度定位環47，是動板46和定板45的角度固定，角度定位環47上有刻度，可實現方便的定量角度調整。將永磁鐵或電磁鐵放入到磁盒52中，將電極卡盤51置於磁盒52上方，使螺紋孔II 66和通孔IV 69對齊，再用螺杆III 54將磁盒52和電極卡盤51連接起來，若磁盒52內裝有電磁鐵可將其線圈導線通過電磁鐵導線槽67引入到導線通槽70中，電極插槽68內塞有橡膠塞82 (過盈配合)，L形針狀電極I 83插入到橡膠塞82中(過盈配合)，L形針狀電極I 83尾端延伸至導線通槽70，L形針狀電極I 83尾端設置有導線接口84。電磁鐵線圈導線和電極導線可經導線通槽70引到裝置外與電源連接。將固定板71放置在卡槽29中，使通孔VI 73與定位螺紋孔30對齊並用螺釘連接。以上電磁裝置為相對兩組設置，將固定板71插入到定位塊58上的固定板插口 59中，利用螺杆插入到兩組固定板71上的通孔V 72中並用螺母鎖緊，實現整體電磁裝置的固定。由於定位螺紋孔30在卡槽29內沿圓周方向陣列多組，並且定板45和動板46的相對角度可調節，從而實現了噴嘴前方多角度磁場的形成。
[0086]實施例2:
[0087]圖2至5和圖18至22為本實用新型的第二種實施例，在第二種實施中將第一種實施例中的噴嘴12和電磁裝置13替換為一體噴嘴110。
[0088]如圖2所示，在磨床部分工作檯2上覆上絕緣板材3 (這種新型材料可以導磁，但不導電，從而既可以保證工件的安裝又可以保證噴嘴與工件間形成穩定電場)。將工件4放置在絕緣板材3上，磨床加磁時夾緊定位工件4，將磁力吸盤5吸附在砂輪罩6的側面，用來固定納米流體輸送蛇形管8、壓縮空氣輸送蛇形管7和電極高壓導線10中的負極導線。納米流體輸送蛇形管8 —端與一體噴嘴注液通道接頭89相連，另一端與渦輪流量計II 39相連。壓縮空氣輸送蛇形管7 —端一體噴嘴注氣通道接頭87相連，另一端與渦輪流量計I 38相連。電極高壓導線10中的負極導線穿過一體噴嘴電極導線通道95，依次與各針狀電極尾端相連接，另一端與可調高壓直流電源9的負極輸出端相連。電極高壓導線10中的正極導線一端與導線連接環81相連另一端與可調高壓直流電源9的正極輸出端相連接，並進行接地處理。將工件加電裝置11吸附於工件不加工表面，從而使工件4與可調高壓直流電源9正極接通，電磁鐵線圈通過電磁鐵導線14與電磁鐵可調供電電源15相連。
[0089]如圖3所示，在第二種實施例中所述的一體噴嘴110為氣動霧化噴嘴，壓縮空氣和納米流體在一體噴嘴Iio內部混合。所述一體噴嘴110的氣路由空氣壓縮機31、過濾器35、儲氣罐33、調壓閥I 41、節流閥I 37、渦輪流量計I 38依次連接組成。所述一體噴嘴110的液路由納米流體儲液罐32、液壓泵34、調壓閥II 42、節流閥II 40、渦輪流量計II 39依次連接組成。由空氣壓縮機31產生的壓縮空氣經過濾器35進入儲氣罐33，再經調壓閥I 41和節流閥I 37，流經渦輪流量計I 38進入一體噴嘴注氣通道86 ;液壓泵34將納米流體儲液罐32中的納米流體抽出，再經調壓閥II 42和節流閥II 40，流經渦輪流量計II 39進入一體噴嘴注液通道88。其中溢流閥43和納米流體回收箱44形成保護迴路，壓力表36用來監測儲氣罐33的氣壓。
[0090]如圖4所示，在第二種實施例中，可調高壓直流電源9由交流電源輸入單元、直流穩壓單元V1、直流穩壓單元V2、自激振蕩電路、功率放大電路、高頻脈衝升壓器、倍壓整流電路和恆流自動控制電路組成。[0091]如圖5a、b所示，在第二種實施例中，工件加電裝置11由工件加電裝置絕緣殼體77、壓鐵78、壓緊永磁鐵79、壓緊彈簧80組成。將其靠近工件不加工表面時，壓緊永磁鐵79會與工件4產生吸引力壓縮壓緊彈簧80，同時壓緊彈簧80提供反作用力，保證壓鐵78與工件4緊密相連。在壓鐵78上開有開口銷插槽76，其作用是插入開口銷，以保證工件加電裝置11未與工件4吸附時，壓鐵78和壓緊彈簧80不會從工件加電裝置絕緣殼體77中脫落。壓鐵78尾端設置有導線連接環81方便導線連接。
[0092]如圖18至22所示，在第二種實施例中所用噴嘴為一體噴嘴110，所述一體噴嘴110由陶瓷材料使用快速成型方法製成包括一體噴嘴體85，一體噴嘴注氣通道86，一體噴嘴注氣通道接頭87，一體噴嘴注液通道88，一體噴嘴注液通道接頭89，一體噴嘴注液腔90，一體噴嘴節流孔91，一體噴嘴混合腔92，一體噴嘴加速段93，一體噴嘴扇形噴嘴出口 94，一體噴嘴電極導線通道95，一體噴嘴電極槽96，一體噴嘴磁盒97，一體噴嘴電磁鐵導線通道98，一體噴嘴固定螺紋孔99，一體噴嘴注氣管壁100。壓縮空氣通過一體噴嘴注氣通道86進入一體噴嘴混合腔92，同時納米流體經過一體噴嘴注液通道88進入到一體噴嘴注液腔90中，在通過一體噴嘴節流孔91節流後進入到一體噴嘴混合腔92中與壓縮空氣混合。一體噴嘴節流孔91的作用是限制納米流體進入到一體噴嘴混合腔92內的量，從而可以使壓縮空氣和納米流體在一體噴嘴混合腔92內有足夠的混合空間。壓縮空氣與納米流體在一體噴嘴混合腔92內充分混合形成亞音速三相(壓縮空氣、液態潤滑基油和固態納米粒子)泡狀流。泡狀流進入到一體噴嘴加速段93後，由於一體噴嘴加速段93為錐形結構縮小了三相泡狀流的流動空間，從而增大了三相泡狀流的壓力和流速，並減小了氣泡直徑。同時三相泡狀流經過一體噴嘴加速段93時受擠壓而失穩，破裂成更小的氣泡和液滴，增加了霧滴的數量提高了霧化效果。同時三相泡狀流經過加速後在一體噴嘴扇形噴嘴出口 94以近音速噴出，加大了射流速度，由於壓力突然降到大氣壓力，氣泡會急劇膨脹而爆破形成了液體霧化的動力，同時周圍氣泡會受到衝擊而爆炸並相互衝撞使霧化顆粒變得極其微小。一體噴嘴注氣管壁100上開有注氣孔,注氣孔與實施例一中的排列布置相同,這的布置更有利於三相泡狀流在一體噴嘴混合腔92內充分混合及碰撞，同時注氣孔的中心軸線和噴嘴注氣管的中心軸線成15至35度傾斜角，這樣有利於一體噴嘴混合腔92內的三相泡狀流向一體噴嘴加速段93推進，在一體噴嘴注氣管壁100頂端設有軸向注氣孔，其作用是進一步使三相泡狀流在一體噴嘴加速段93內加速，一體噴嘴扇形噴嘴出口 94的設計與第一種實施例中相同。圖中所述的圓形電極盤101為橡膠材質具有一定的彈性，在其圓周上陣列有4-8個針狀電極卡槽106，在圓形電極盤101上設置有電極導線放置槽107，在電極導線放置槽107內設置有電極導線通孔105方便電極導線接出，電極導線接出後經一體噴嘴電極導線通道95接出到一體噴嘴100外部。L形針狀電極II 102插放在針狀電極卡槽106內(過盈配合)。將連接好電極的圓形電極盤101放入到一體噴嘴電極槽96內，將磁鐵103放置在一體噴嘴磁盒97內，由定位卡盤104進行如圖20所示的定位，在定位卡盤104上設置有磁體擋板109用來限制磁鐵的。將螺釘穿過定位通孔108後連接在一體噴嘴固定螺紋孔99上，從而固定定位卡盤104。所述磁體103可以為永磁鐵也可以為電磁鐵，若為電磁鐵則電磁鐵導線經由一體噴嘴電磁鐵導線通道98接出。
[0093]實施例3:
[0094]本實用新型的第三種實施例如圖1、圖3至5、圖6、圖7、圖9至16和圖23所示，在本發明的第三種實施例中，除電極的布置和噴頭的設計與第一種實施例不同外，其它設計均與第一種實施例相同。在實施例三中改變了放電電極的添加方式，原第一種實施例中的電極卡盤51上的電極插槽68內不再布置L形針狀電極I 83，在第三種實施例中電極卡盤51僅作為磁盒52的盒蓋使用。在實施例三中將實施例一中的噴頭18進行了重新的設計，設計方案如圖23所7^，將原第一種實施例中的噴頭18,拆分成兩部分噴頭體111和電極噴嘴I 112，噴頭體111和電極噴嘴I 112通過螺紋連接，噴頭體111由陶瓷材料製成，電極噴嘴I 112由可做放電電極的材料製成，且電極噴嘴I 112的出口處較薄為0.3-1.2mm，在電極噴嘴I 112上設置有導線連接環I 113，便於連接導線。
[0095]實施例4:
[0096]本實用新型的第四種實施例如圖2至5、圖19、圖22、圖24所示，在本發明的第四種實施例中，除電極的布置和噴嘴出口的設計與第二種實施例不同外，其它設計均與第二種實施例相同。在實施例四中去掉了原第二種實施例中一體噴嘴電極槽96這一部分,從而在第四種實施例中也不再使用圓形電極盤101和L形針狀電極II 102。將原第二種實施例中的一體噴嘴扇形噴嘴出口 94製作成圖24所示的形狀並帶有內螺紋，與帶有外螺紋的電極噴嘴II 114通過螺紋連接，在一體成型的噴嘴內部設置有如圖24所示的電極接線空間115，同時在電極噴嘴II 114上設置有導線連接環II 116，方便電極導線的連接。
[0097]本方案具體工作過程如下:
[0098]以第一種實施例為例，納米流體經由液路:納米流體儲液罐32、液壓泵34、調壓閥
II42、節流閥II 40、渦輪流量計II 39進入到進液螺紋管20，壓縮空氣經由氣路:空氣壓縮機31、過濾器35、儲氣罐33、調壓閥I 41、節流閥I 37、渦輪流量計I 38進入到注氣管17。在進液腔25和混合腔26之間設置進液塞22，目的是保證混合腔26內有充分的混合空間。納米流體與壓縮氣體同時進入到混合腔26內，由於注氣管17上開有以相對的兩組螺旋線形式分布排列的注氣孔，這導致三相泡狀流在混合腔26內充分混合及碰撞形成渦流。同時注氣管17軸向沿螺旋線分布的注氣孔的中心軸線和噴嘴注氣管的中心軸線成15至85度傾斜角，這樣有利於混合腔26內的三相泡狀流向加速段27推進，在注氣管17頂端設有軸向注氣孔，其作用是進一步使三相泡狀流在加速段27內加速，三相泡狀流經加速後進入到扇形噴嘴出口 28後噴出，由於壓力突然降到大氣壓力，氣泡會急劇膨脹而爆破形成了液體霧化的動力，同時周圍氣泡會受到衝擊而爆炸並相互衝撞使霧化顆粒變得極其微小，從而實現了氣動霧化。
[0099]在電極卡盤51的電極插槽上可以根據情況夾裝I至5個L形針狀電極I 83。L形針狀電極I 83放電尖端半徑約為0.3~1.5mm。L形針狀電極I 83尾端的導線接口 84接有電極高壓導線10，電極高壓導線10經導線通槽70接出到電磁裝置外，並與可調高壓直流電源9負極輸出端相連接。由於在電暈放電時負電暈放電的起暈電壓低而擊穿電壓高，所以L形針狀電極I 83與電源負極相連，可調高壓直流電源9正極輸出端通過電極高壓導線10與工件加電裝置11相連並接地。
[0100]由於工件4面積較大，L形針狀電極I 83與工件4形成針對板的結構。從而形成了極不均勻的電場(電暈放電的條件)。該靜電電暈噴霧採用的是多極針放電，由於各極針尖端相對距離較大所以並不影響相互間的起暈電壓，但它們同時發生電暈放電會極大程度地增大電極與工件間的電子和離子濃度，從而可以增大霧滴的荷電效率，並且它們的電場複合後，霧滴所受的電場力也增強，更有利於霧滴的定向運動。由於可調高壓直流電源9的可調電壓範圍在IKV到150KV之間。由於工況條件中pd > 26.66kpa.cm (p為工況的外界氣壓，d為針板電極間距)所以我們使用流注理論分析而不使用湯遜理論。
[0101]當在L形針狀電極I 83兩端加上較高但未達擊穿的電壓時，如果電極表面附近的電場(局部電場)很強，則電極附近的氣體介質會被局部擊穿而產生電暈放電現象。這裡氣體的氣壓約為105Pa。當電極的曲率半徑很小時，由於其附近的場強特別高，很容易發生電暈放電。
[0102]在極不均勻電場中，氣隙完全被擊穿以前，電極附近會發生電暈放電，產生暗藍色的暈光。這種特殊的暈光是電極表面電離區的放電過程造成的。電離區內的分子，在外電離因素(如光源)和電場的作用下，產生了激發、電離，形成大量的電子崩。在此同時也產生
激發和電離的可逆過程-複合。在複合過程中，會產生光輻射，從而形成了暈光。這就
是電暈。電暈放電的電流強度取決於外加電壓、電極形狀、極間距離、氣體性質和密度等。
[0103]當兩電極間的電位差由零逐漸增大時，最初發生無聲的非自持放電，這時的電流很微弱，當電壓增加到一定數值Vs，時，電暈放電發生了。該電壓Vs，稱為起暈電壓或電暈放電的闌值電壓，它的大小數值由電極間電流的突然增大(從大約10_14到10_6A)和在曲率半徑較小的電極處朦朧的輝光的出現所表徵。
[0104]閥值場強的計算公式為:
[0105](Er)s = E0m δ [1+Κ/( δ r)1/2] (I)
[0106]式中(EJs為閥值場，EfSlOOkV/nK此值相當於標準狀態下空氣中放電間隙為Icm時的均勻場中的火花場強)，m是一`個描述導體表面狀態的係數(0.6〈m〈l), δ為空氣的相對密度:δ =2.94Χ10-3Ρ/(273+Τ) (P 以 Pa 為單位，當 P=101325Pa，T=25°C 時，δ =1)，Κ=3.08Χ 10_2m1/2，r是電極端的半徑。
[0107]對於不同曲率電極如針對板電極，計算公式為:
f \
[0108]{Er= E0 I + ——TTT (2)
I (r/2) J
[0109]這裡Etl和K的數值與公式(I)中相同，m和δ為I。上式對曲率半徑小的陰極或陽極都適用。
[0110]閥值電壓的計算:
[0111](3)拋物面的針一平面間隙，針頂端的半徑為r，間隙距離為d，V為針狀電極所加的實際電壓，則沿著間隙軸心離針頂端X距離處的電場強度為:
[0112]Ex~ (^r+ 2x)\n[{r +2d)Ir~\
[0113]閥值電壓為:
[0114]Vs = (Er) s (r/2) In [ (r+2d) /r] (4)
[0115]針對磨床加工工況，當L形針狀電極I 83的尖端半徑為0.5mm，極間距為20—30cm (當距離大於30cm時電場力的作用開始衰退)。根據公式(4)計算得起暈電壓範圍為15.3 ~16.2KV。
[0116]進行磨削加工時使噴嘴角度保持在30°噴嘴與工件距離為20cm時，可知噴嘴與工件最小距離為20sin30° =IOcm (噴嘴與工件垂直距離)。當工作環境氣壓P為105pa的空氣時，查表可知當d為IOcm時火花擊穿電壓為265KV，當d為20cm時火花擊穿電壓為510KV。可見其火花擊穿電壓非常高。
[0117]靜電液滴霧化機理:
[0118]靜電霧化是靜電力克服液體表面張力，從而導致液體破碎為微小霧滴的現象。由於電暈放電作用，在「集膚作用」下使液滴表面帶有大量的同性電荷，增加了液體表面活性，使表層分子產生顯著的定向排列，降低了表面張力。在液滴體積不變的情況下，隨著電荷電量增加,表面張力會逐漸減小,水面的不穩定性增加,最後形成泰勒錐。當表面張力的大小不足以束縛液體時，液體便會在表面同性電荷之間的相互排斥作用以及外力引起的液體表面擾動下形成細水絲，細水絲不斷增多，最後破碎為細小霧滴。此間液滴表面形成的泰勒錐尖端的曲率半徑小於電極的尖端的曲率半徑，因此在泰勒錐尖端形成了更強的電場，同時由於液體分子的質量遠大於空氣分子質量，更易於在電暈區附近積累，形成與外加電場一致的空間電場，這對於電暈區的電離十分有利。可見靜電霧化電暈荷電的荷電效果明顯比傳統靜電電暈放電荷電效果更好。
[0119]當液滴與周圍的氣體之間有較高的相對速度，則液滴的分裂是由氣動壓力、表面張力和粘性力控制的。對於粘度較低的液體，液滴的破碎主要由氣動壓力和表面張力決定。大液滴所受的氣動壓力為0.5 P gA V2，其中Pg是氣體密度，Δ V是氣液相對速度。然而,表面張力產生的內聚力將阻礙液滴發生變形破碎，內聚力可以表示為4 σ/D，σ是液體固有的表面張力，D為初始液滴直徑。
[0120]液滴直徑減小時，內聚力加大，當內聚力和氣動壓力造成的拉應力兩者平衡時,液滴保持穩定，若兩者不能互相抵消，液滴就會變形甚至破碎。根據作用在液滴上的氣動力產生的拉應力和表面張力產生的內聚力兩者平衡這個原則，可以得出一個無量綱數:
【權利要求】
1.一種磁增強電場下納米粒子射流可控輸運微量潤滑磨削裝備，其特徵是，它包括: 外部設有高壓直流靜電發生器和磁場形成裝置的噴嘴(12); 噴嘴(12)與納米粒子供液系統、供氣系統連接； 高壓直流靜電發生器與可調高壓直流電源(9)的負極連接，可調高壓直流電源(9)的正極則與用於附著在工件(4)不加工表面的工件加電裝置(11)連接，從而形成負電暈放電的形式； 在靜電放電的電暈區周圍是磁場形成裝置； 納米流體磨削液從噴嘴(12)的噴頭(18)噴出霧化成液滴的同時在高壓直流靜電發生器及磁場形成裝置的作用下對液滴荷電並被送入磨削區。
2.如權利要求1所述的磁增強電場下納米粒子射流可控輸運微量潤滑磨削裝備，其特徵是，所述高壓直流靜電發生器安裝在磁場形成裝置上，磁場形成裝置安裝在噴嘴(12)上。
3.如權利要求2所述的磁增強電場下納米粒子射流可控輸運微量潤滑磨削裝備，其特徵是，所述磁場形成裝置由兩套相同的結構，通過各自的中部為半圓弧的固定板(71)固定在噴嘴(12)靠近噴頭(18)位置外周的卡槽(29)內，兩固定板(71)則連接在一起；每套結構均包括: 一個定板(45 )，一個動板(46 )，兩者鉸接，定板(45 )上部設有T形滑槽(56 )，角度調節固定機構一端固定在動板(46)上，另一端則與T形滑槽(56)活動連接，進行角度調整並固定; 在動板(46 )上設有磁盒(52 )，磁盒(52 )內設有磁性元件，磁盒(52 )頂部設有電極卡盤(51)，高壓直流靜電發生器安裝在電極卡盤(51)上； 所述高壓直流靜電發生器為若干L形針狀電極I (8)，所述L形針狀電極I (83)中部設有橡膠塞(82)，尾部設有導線接口(84);在磁場形成裝置的電極卡盤(51)—側設有多個電極插槽(68 )，在電極卡盤(51)相對側設有導線通槽(70 )，所述電極插槽(68 )與所述導線通槽(70)連通，導線接口(84)位於所述導線通槽(70)內並與電極高壓導線(10)連接； 所述噴頭(18)為扁平扇形，在扁平扇形噴頭(18)內表面為半橢球或半球面；在半橢球的頂端開一個V形槽，V形槽兩斜面關於噴嘴(12)軸線對稱且和半橢圓球相貫形成狹長噴□。
4.如權利要求1所述的磁增強電場下納米粒子射流可控輸運微量潤滑磨削裝備，其特徵是，所述高壓直流靜電發生器為噴頭(18)的一部分組成，磁場形成裝置安裝在噴嘴(12)上； 所述磁場形成裝置由兩套相同的結構，通過各自的中部為半圓弧的固定板(71)固定在噴嘴(12)靠近噴頭(18)位置外周的卡槽(29)內，兩固定板(71)則連接在一起；每套結構均包括: 一個定板(45 )，一個動板(46 )，兩者鉸接，定板(45 )上部設有T形滑槽(56 )，角度調節固定機構一端固定在動板(46)上，另一端則與T形滑槽(56)活動連接，進行角度調整並固定; 在動板(46 )上設有磁盒(52 )，磁盒(52 )內設有磁性元件，磁盒(52 )頂部設有電極卡盤(51)； 所述噴頭(18)分成兩部分噴頭體(111)和電極噴嘴I (112)，噴頭體(111)和電極噴嘴I (112)螺紋連接，噴頭體(111)由陶瓷材料製成，電極噴嘴I (112)由放電電極的材料製成作為高壓直流靜電發生器，且電極噴嘴I (112)的出口處較薄為0.3-1.2mm，在電極噴嘴I (112)上設置有導線連接環I (113)用於連接電極高壓導線(10)。
5.如權利要求3或4所述的磁增強電場下納米粒子射流可控輸運微量潤滑磨削裝備，其特徵是，所述角度調節固定裝置包括一個角度定位環(47)，它上面設有弧形滑槽(75)，角度定位環(47)與動板(46)固定連接，弧形滑槽(75)則通過滑塊螺杆(50)和螺母(53)組成的定位機構與定板(45)活動連接，進行角度調整和固定；所述磁性元件為永磁鐵或電磁鐵；在採用電磁鐵時，磁盒(52)後側面設有電磁鐵導線槽(67)，電磁鐵與通過電磁鐵導線(14 )與電磁鐵可調供電電源(15 )連接。
6.如權利要求1或2或3或4所述的磁增強電場下納米粒子射流可控輸運微量潤滑磨削裝備，其特徵是，所述噴嘴(12)包括混合腔體(16)，混合腔體(16)兩端分別與注氣管(17)和噴頭(18)密封連接；在混合腔體(16)內分為進液腔(25)和混合腔(26)，兩者間由盤形進液塞(22)分隔，在進液塞(22)上設有多個進液孔；位於混合腔(26)的注氣管(17)前部設有多個注氣孔，注氣孔以相對的兩組螺旋線形式分布排列；混合腔(26)與噴頭(18)間設有錐形加速段(27)。
7.—種磁增強電場下納米粒子射流可控輸運微量潤滑磨削裝備，其特徵是，它包括: 內部設有高壓直流靜電發生器和磁場形成裝置從而形成一體噴嘴(I 10)； 一體噴嘴(110)與納米粒子供液系統、供氣系統連接； 高壓直流靜電發生器與可調高壓直流電源(9)的負極連接，可調高壓直流電源(9)的正極則與用於附著在工件(4)不加工表面的工件加電裝置(11)連接，從而形成負電暈放電的形式； 在靜電放電的電暈區周圍設置磁場形成裝置； 納米流體磨削液從一體噴嘴(110)噴出霧化成液滴的同時在高壓直流靜電發生器及磁場形成裝置的作用下對液滴荷電並被送入磨削區。
8.如權利要求7所述的磁增強電場下納米粒子射流可控輸運微量潤滑磨削裝備，其特徵是，所述一體噴嘴(110)包括一體噴嘴體(85)，它的內部設有一體噴嘴注氣通道(86)，一體噴嘴注氣通道(86)的一體噴嘴注氣管壁(100)下部設有若干注氣孔，並與一體噴嘴混合腔(92)連通； 所述一體噴嘴體(85)還有與一體噴嘴注液通道(88)連通的一體噴嘴注液腔(90);所述一體噴嘴注液腔(90)通過一體噴嘴節流孔(91)與一體噴嘴混合腔(92)連通；在一體噴嘴混合腔(92)底部是一體噴嘴扇形噴嘴出口(94); 在所述一體噴嘴扇形噴嘴出口(94)下部是一體噴嘴電極槽(96)，一體噴嘴電極槽(96 )下部是一體噴嘴磁盒(97 );高壓直流靜電發生器和磁場形成裝置分別置於一體噴嘴電極槽(96)和一體噴嘴磁盒(97)內。
9.如權利要求7所述的磁增強電場下納米粒子射流可控輸運微量潤滑磨削裝備，其特徵是，所述一體噴嘴(110)包括一體噴嘴體(85)，它的內部設有一體噴嘴注氣通道(86)，一體噴嘴注氣通道(86)的一體噴嘴注氣管壁(100)下部設有若干注氣孔，並與一體噴嘴混合腔(92)連通； 所述一體噴嘴體(85)還有與 一體噴嘴注液通道(88)連通的一體噴嘴注液腔(90);所述一體噴嘴注液腔(90)通過一體噴嘴節流孔(91)與一體噴嘴混合腔(92)連通；在一體噴嘴混合腔(92)底部是噴頭體(111)和電極噴嘴II (114)，噴頭體(111)和電極噴嘴II (114)螺紋連接；在電極噴嘴II (114)上設置有導線連接環II (116)與電極高壓導線(10)連接，作為高壓直流靜電發生器；在所述電極噴嘴II (114)下部是一體噴嘴磁盒(97);磁場形成裝置置於一體噴嘴磁盒(97)內； 所述高壓直流靜電發生器包括:圓形電極盤(101)，在圓形電極盤(101)上設置有環形的電極導線放置槽(107)，以及間隔設置的多個針狀電極卡槽(106); 在電極導線放置槽(107)內還設置有電極導線通孔(105)，電極高壓導線(10)接出後經一體噴嘴電極導線通道(95)接出到一體噴嘴(100)外部； L形針狀電極II (102)則插放在針狀電極卡槽(106)內； 所述磁場形成裝置包括: 磁鐵(103),它放置在一體噴嘴磁盒(97)內，由定位卡盤(104)定位,在定位卡盤(104)上設置有磁體擋板(109)； 所述磁體(103)為永磁鐵或電磁鐵，若為電磁鐵則電磁鐵導線(14)經由一體噴嘴電磁鐵導線通道(98)接出。
10.如權利要求7所述的磁增強電場下納米粒子射流可控輸運微量潤滑磨削裝備，其特徵是，所述工件加電裝置(11)由工件加電裝置絕緣殼體(77)、壓鐵(78)、壓緊永磁鐵(79)、壓緊彈簧(80)組成；壓緊永磁鐵(79)安裝在工件加電裝置絕緣殼體(77)上，壓鐵(78)通過壓緊彈簧(80)穿透安 裝在工件加電裝置絕緣殼體(77)中部，露出工件加電裝置絕緣殼體(77)的端部則設有導線連接環(81)和開口銷插槽(76)。
【文檔編號】B24B57/02GK203579423SQ201320780434
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2013年12月2日 優先權日:2013年12月2日
【發明者】賈東洲, 李長河, 張東坤 申請人:青島理工大學