تنظيم أداء طحن عجلات التجليخ من خلال مزج حبيبات المواد الكاشطة

2024-10-14

التجليخ عملية تشغيلية تُستخدم فيها عجلة تجليخ كاشطة (كما هو موضح في الشكل 1) لإزالة المواد بسرعة دوران محددة [1]. تتكون عجلة التجليخ من مواد كاشطة، ومادة رابطة، وحشوات، ومسامات، وغيرها. وتلعب المواد الكاشطة دور حافة القطع أثناء عملية التجليخ. تؤثر صلابة المادة الكاشطة، وقوتها، وسلوكها التكسري، وشكلها الهندسي تأثيرًا كبيرًا على أداء عجلة التجليخ (قدرة التجليخ، وسلامة سطح قطعة العمل المشغولة، وغيرها) [2، 3].

صورة شاشة تطبيق WeChat_20241014141701.png

الشكل 1.عجلات التجليخ النموذجية ذات الحبيبات المختلطة للمواد الكاشطة.

تم اختبار قوة زركونيا ألومينا (ZA) ذات حبيبات تتراوح بين F14 وF30. قُسّمت محتويات المواد الكاشطة F16 أو F30 في العينات المُحضّرة إلى خمس درجات من الأعلى إلى الأدنى: فائقة الارتفاع (UH)، عالية (H)، متوسطة (M)، منخفضة (L)، ومنخفضة للغاية (EL). وُجد أن قوة سحق ويبول لحبيبات F14 وF16 وF30 من زركونيا ألومينا كانت 198.5 ميجا باسكال، و308.0 ميجا باسكال، و410.6 ميجا باسكال على التوالي، مما يشير إلى أن قوة زركونيا ألومينا تزداد مع انخفاض حجم حبيبات المواد الكاشطة. معامل ويبول الأكبر مأشارت النتائج إلى تنوع أقل بين الجسيمات المختبرة [4-6]. مانخفضت القيمة مع انخفاض حجم حبيبات المواد الكاشطة، مما يشير إلى أن التباين بين المواد الكاشطة المختبرة ازداد مع انخفاض حجم الحبيبات [7، 8]. وبما أن كثافة العيوب في المواد الكاشطة ثابتة، فإن المواد الكاشطة الأصغر حجماً تحتوي على كمية أقل من العيوب وتتمتع بقوة أكبر، مما يجعل المواد الكاشطة الدقيقة أكثر مقاومة للكسر.

تين.2. الإجهاد المميز لـ Weibull s₀ومعامل ويبول ملدرجات مختلفة من ZA.

تم تطوير نموذج شامل لتآكل المواد الكاشطة في عملية الخدمة المثالية [9]، كما هو موضح في الشكل 3. في ظل الظروف المثالية، تتمتع المادة الكاشطة بمعدل استخدام عالٍ، ويُظهر نظام الطحن أداءً جيدًا [3]. في ظل حمل الطحن المحدد وقوة المادة الرابطة، تغيرت آليات التآكل الرئيسية من التآكل الاحتكاكي والتشقق الدقيق للمادة F16 إلى التآكل الاحتكاكي والانسحاب للمادة F30، وذلك بسبب اختلاف قوة سحق المادة الكاشطة [10، 11]. يمكن أن يصل تدهور نظام الطحن الناتج عن التآكل الاحتكاكي، والشحذ الذاتي الناتج عن انسحاب المادة الكاشطة، إلى حالة توازن، مما يعزز قدرة الطحن بشكل كبير [9]. لمزيد من تطوير نظام الطحن، ينبغي تعديل والتحكم في قوة سحق المادة الكاشطة، وقوة المادة الرابطة، وحمل الطحن، بالإضافة إلى تطور آليات تآكل المواد الكاشطة، لتعزيز معدل استخدام المواد الكاشطة.

Image 3.png

تين. 3.عملية الصيانة المثالية للمواد الكاشطة

على الرغم من أن أداء الطحن لـ GS يتأثر بالعديد من العوامل، مثل قوة سحق المواد الكاشطة، وقوة عامل الربط، وحمل الطحن، وسلوكيات قطع المواد الكاشطة، وظروف الطحن، وما إلى ذلك، فإن التحقيقات في آليات تنظيم حبيبات خليط المواد الكاشطة يمكن أن توفر مرجعًا كبيرًا لتصميم وتصنيع GS.

مراجع

[1] I.Marinescu, M. Hitchiner, E. Uhlmanner, Rowe, I. Inasaki, Handbook of machining with grind wheel, Boca Raton: Taylor & Francis Group Crc Press (2007) 6-193.
[2] CF Yao, T. Wang, JX Ren, W. Xiao, دراسة مقارنة للإجهاد المتبقي والطبقة المتأثرة في طحن فولاذ Aermet100 باستخدام عجلات الألومينا و cBN، المجلة الدولية لتقنيات التصنيع المتقدمة 74 (2014) 125-37.
[3] P. Li,T. Jin, H. Xiao, ZQ Chen, MN Qu, HF Dai, SY Chen, توصيف طوبوغرافي وسلوك التآكل لعجلة الماس في مراحل معالجة مختلفة في طحن الزجاج البصري N-BK7، Tribol Int 151 (2020) 106453.
[4] B. Zhao, GD Xiao, WF Ding, XY Li, HX Huan, Y. Wang, تأثير محتويات الحبيبات لحبيبة نتريد البورون المكعبة المتجمعة بشكل فردي على آلية إزالة المواد أثناء طحن سبيكة Ti-6Al-4V، Ceram Int 46(11) (2020) 17666-74.
[5] WF Ding, JH Xu, ZZ Chen, Q. Miao, CY Yang, خصائص الواجهة وسلوك الكسر لحبيبات CBN متعددة البلورات الملحومة باستخدام سبيكة Cu-Sn-Ti، Mat Sci Eng A-Struct 559 (2013) 629-34.
[6] Y. Shi, LY Chen, HS Xin, TB Yu, ZL Sun, دراسة خصائص الطحن لعجلة طحن CBN ذات الرابط الزجاجي عالي التوصيل الحراري لسبائك التيتانيوم، Mat Sci Eng A-Struct 107 (2020) 1-12.
[7] Y. Nakata, AFL Hyde, M. Hyodo, H. Murata, نهج احتمالي لسحق جزيئات الرمل في اختبار ثلاثي المحاور، Geotechnique49(5) (1999) 567-83.
[8] Y. Nakata, Y. Kato, M. Hyodo, AFL Hyde, H. Murata, سلوك الضغط أحادي البعد للرمل ذي الدرجة الموحدة المرتبط بقوة سحق الجسيمات المفردة، Soils Found 41(2) (2001) 39-51.
[9] WL Zhang، CB Liu، JF Peng، وآخرون. تحسين أداء طحن حجر طحن السكك الحديدية عالية السرعة من خلال حبيبات مختلطة من زركونيا الكوروندوم. Tribol Int، 2022، 175: 107873.
[10] WL Zhang, PF Zhang, J. Zhang, XQ Fan, MH Zhu, Probing the effect of braschesive grit size on rail grind behaviors, J Manuf Process53 (2020) 388-95.
[11] WL Zhang, CB Liu, YJ Yuan, PF Zhang, XQ Fan, Probing the effect of braschesive wear on the grind performance of rail grind stones,J Manuf Process 64 (2021) 493-507.