Leave Your Message
طراحی ساختار سنگ زنی

اخبار

طراحی ساختار سنگ زنی

04-12-2024

یکی از اشکالات اصلی سنگ های آسیاب تولید داخل در حال حاضر تمایل به سوزاندن ریل های فولادی است [1]. در طی فرآیند سنگ زنی ریل، اثر سنگ زنی مواد ساینده (لغزش، شخم زدن، برش) و اصطکاک بین رابط و رابط ریل، منابع اصلی گرمای آسیاب هستند [3]. تحت اثر جفت شدن حرارت (گرمای آسیاب) و نیرو (نیروی مکانیکی)، پرلیت موجود در ماده ریل تحت تغییر شکل آستنیتی قرار می‌گیرد و متعاقباً در طی سرد شدن، مارتنزیت و فریت را تشکیل می‌دهد که در نتیجه سختی بالا و ساختار لایه سفید شکننده ایجاد می‌کند. همانطور که در شکل 1 (الف) نشان داده شده است، ترک های جزئی در مرز بین لایه سفید و پرلیت منتشر می شوند و باعث شکست زودرس ریل می شوند [1]. در طول فرآیند پولیش، سطح ریل فولادی درجات مختلفی از اکسیداسیون را تجربه می کند که در نتیجه ریل پولیش شده رنگ های متفاوتی به خود می گیرد. زرد، آبی و بنفش معمولاً به عنوان "سوختگی" شناخته می شوند. لین و همکاران [9] یک ترموکوپل نیمه مصنوعی را در ریل فولادی قرار داد تا دمای رابط پرداخت را در زمان واقعی تحت پارامترهای مختلف پولیش کنترل کند. آنها دمای پرداخت را با درجه سوختگی روی سطح ریل فولادی مقایسه کردند و یک مدل رابطه بین درجه سوختگی (تغییر رنگ) و دمای پرداخت، همانطور که در شکل 1 (ب) نشان داده شده است، ایجاد کردند. بر این اساس، ژو و همکاران. [3] یک مدل رابطه بین دما و ضخامت و درجه پخت لایه سفید در حین پرداخت ریل ایجاد کرد و روش جدیدی را برای بهینه سازی پارامترهای پرداخت ریل، همانطور که در شکل 1 (ج) نشان داده شده است، ارائه کرد. نتایج تحقیقات فوق نشان می دهد که بهینه سازی پارامترهای سنگ زنی و کاهش حرارت سنگ زنی روش های مهمی برای بهبود سوختگی ریل هستند.

bgdhfg1.jpg

شکل 1 لایه سوزاندن ریل و حکاکی سفید ناشی از سنگ زنی (WEL)

بسیاری از محققان مکانیسم سوختگی سنگ زنی ریلی را از منظر طراحی سنگ ساینده بررسی می کنند. نتایج تحقیق ژانگ و همکاران. [2] نشان می دهد که سنگ آسیاب کوراندوم سفید دارای بهترین وضوح خود و مهم ترین اثر سنگ زنی است که در نتیجه بالاترین دمای آسیاب و بیشترین ضخامت لایه سفید را به همراه دارد. یوان و همکاران [4] یک ساختار منفذی پیش ساخته در سنگ آسیاب ساخته شده است که برای تخلیه زباله های سنگ زنی مفید است، انسداد سنگ آسیاب را کاهش می دهد، دمای سنگ زنی را کاهش می دهد و کیفیت سطح ریل فولادی جلا را بهبود می بخشد. وانگ و همکاران [5] مطالعه ای در مورد تأثیر سختی سنگ آسیاب (N, R, P, T) بر کیفیت سطح ریل های فولادی انجام داد و نتایج نشان داد که ضخامت لایه سفید با افزایش سختی سنگ آسیاب افزایش می یابد. بنابراین تنظیم معقول ساختار سنگ تراش (منافذ، ترکیب ساینده)، سختی و غیره تاثیر مثبتی در بهبود سوختگی ریل دارد.

نتایج تحقیقات فوق نشان می دهد که پارامترهای سنگ زنی و عملکرد سنگ ساینده دو عامل اصلی موثر بر سوختگی سنگ زنی ریل هستند. برای وسایل نقلیه پولیش موجود در مسیر، انجام تنظیمات قابل توجهی در پارامترهای عملیاتی در ساختار خودروی موجود به منظور اطمینان از کارایی پولیش کاری دشوار است. بنابراین طراحی و کنترل عملکرد سازه سنگی سنگ زنی یکی از راههای موثر برای بهبود سوختگی ریل می باشد. وو و همکاران [7، 8] بلوک های پیش ساخته الماس لحیم کاری شده را با آرایش خاصی در سنگ آسیاب کاشت، همانطور که در شکل 2 (الف) نشان داده شده است. نتایج پولیش نشان می دهد که سنگ آسیاب کامپوزیت می تواند به طور موثری کارایی پرداخت ریل را بهبود بخشد، زبری سطح ریل جلا داده شده را کاهش دهد و سوختگی ریل را بهبود بخشد. ژائو جینبو و همکاران [9] CaF2 را با پلی اتر کتون پیوند داد تا بلوک های مفصلی خود روان شونده را تشکیل دهد و سنگ های آسیاب خود روان کننده را با قرار دادن آنها در جنین سنگ آسیاب آماده کرد، همانطور که در شکل 2 (ب) نشان داده شده است. نتایج آسیاب نشان می‌دهد که بلوک مشترک خود روان‌کننده می‌تواند به طور مداوم در سطح مشترک بین سنگ آسیاب و ریل با فرسودگی سنگ آسیاب آزاد شود، و گرمای آسیاب را کاهش دهد و سوختگی ریل را بهبود بخشد. کاشت بلوک های پیش ساخته لحیم کاری شده، بلوک های مفصلی خود روان شونده و غیره در ماتریس سنگ آسیاب منجر به ساختار سنگ تراش ناهموار می شود و یک رابط با استحکام پایین (ماتریس سنگ آسیاب / رابط بلوک ایمپلنت) ایجاد می کند، بنابراین از خواص مکانیکی (استحکام چرخشی، دینامیکی) اطمینان حاصل می شود. تعادل، و غیره) ساختار کامپوزیت سنگ زنی یک چالش کلیدی است. وو و همکاران [10] یک چرخ سنگ زنی ساینده CBN لحیم کاری شده با شکاف همانطور که در شکل 2 (ج) نشان داده شده است، طراحی کرد که سوختگی قطعات کار ریلی را بهبود بخشید. با این حال، لایه لحیم کاری مورد استفاده در سنگ تراش، مقاومت سایشی ضعیفی در طول فرآیند سنگ زنی ریلی دارد و عمر مفید سنگ آسیاب بسیار کوتاه است. بنابراین طراحی/تنظیم معقول سازه سنگ تراش تأثیر مثبتی بر کاهش حرارت سنگ زنی و بهبود سوختگی ریل دارد، اما پیش نیازی است که باید به طور کامل در نظر گرفته شود تا از خواص فیزیکی و شیمیایی و کارایی سنگ آسیاب اطمینان حاصل شود.

bgdhfg2.jpg

(الف) سنگ تراش بلوک الماس از پیش تنظیم شده [7،8]

bgdhfg3.jpgbgdhfg4.jpg

(ب) سنگ آسیاب بلوک خود روان کننده از پیش تنظیم شده[9](ج) سنگ تراش ساختاری شکافی [10]

شکل 2. طراحی ساختار سنگ آسیاب

مرجع

[1] الجبوری، دیوید وکسلر، LI Huijun، و همکاران. تشکیل اسکوات و وقوع دو طبقه مجزا از لایه اچینگ سفید روی سطح فولاد ریل[J]. مجله بین المللی خستگی، 1396، 104: 52-60.

[2] GUO Shuai، ZHAO Xiangji، HE Chenggang، و همکاران. اثرات علائم سنگ زنی بر آسیب خستگی ریل در شرایط آب [J]. مهندسی مکانیک چین، 2019، 30 (08): 889-895.

[3] 36 [3] ZHOU Kun، DING Haohao، Steenbergen Michaël، و همکاران. میدان دما و پاسخ مواد به عنوان تابعی از پارامترهای سنگ زنی ریل [J]. مجله بین المللی انتقال حرارت و جرم، 2021، 175: 12366.

[4] YUAN Yongjie، ZHANG Wulin، ZHANG Pengfei، و همکاران. چرخ های سنگ زنی متخلخل به منظور کاهش پیش خستگی و افزایش راندمان حذف مواد برای سنگ زنی ریلی [J]. Tribology International، 2021، 154: 106692

[5] WANG Ruixiang، ZHOU Kun، YANG Jinyu، و همکاران. اثرات مواد ساینده و سختی چرخ سنگ زنی بر رفتارهای سنگ زنی ریل [J]. پوشیدن، 2020، 454-455: 203332.

[6]57[6] ژانگ ولین، ژانگ پنگفی، ژانگ جون، و همکاران. بررسی اثر اندازه شن ساینده بر رفتارهای سنگ زنی ریل [J]. مجله فرآیندهای ساخت، 2020، 53: 388-395.

[7] XIAO Bing، XIAO Haozhong، XIAO Bo، و همکاران. چرخ سنگ زنی برای سنگ زنی ریلی با راندمان بالا و روش ساخت آن: چین، CN 108453638 A[P]. 2018-08-28.

[8] WU Hengheng، XIAO Bing، XIAO Haozhong، و همکاران. ویژگی های سایش ورق های الماس لحیم کاری شده با زمان سنگ زنی متفاوت [J]. پوشیدن، 2019، 432-433: 202942.

[9] WU Hengheng، XIAO Bing، XIAO Haozhong، و همکاران. مطالعه ویژگی های سایش ورق الماس لحیم کاری شده برای چرخ سنگ زنی کامپوزیت ریلی تحت فشارهای مختلف [J]. Wear, 2019, 424-425: 183-192.

[10] LIN Bin، ZHOU Kun، GUO Jun، و همکاران. تأثیر پارامترهای سنگ زنی بر روی دمای سطح و رفتارهای سوختگی ریل سنگ زنی [J]. Tribology International, 2018, 122: 151-162.