Šlifavimo akmens konstrukcijos dizainas

Šiuo metu vienas iš pagrindinių vietinės gamybos šlifavimo akmenų trūkumų yra plieninių bėgių degimo polinkis [1]. Bėgių šlifavimo proceso metu pagrindiniai šlifavimo šilumos šaltiniai yra abrazyvų šlifavimo efektas (slydimas, arimas, pjovimas) ir trintis tarp rišiklio ir bėgio sąsajos [3]. Sujungiant šilumą (šlifavimo šilumą) ir jėgą (mechaninę jėgą), bėgio medžiagoje esantis perlitas virsta austenitu, o vėliau vėsdamas sudaro martensitą ir feritą, todėl susidaro didelis kietumas ir trapi balto sluoksnio struktūra. Daliniai įtrūkimai išplis ties baltojo sluoksnio ir perlito riba, sukeldami priešlaikinį bėgio gedimą [1], kaip parodyta 1 paveiksle (a). Poliravimo proceso metu plieninio bėgio paviršius patiria įvairaus laipsnio oksidaciją, todėl poliruotas bėgis yra skirtingų spalvų. Geltona, mėlyna ir violetinė spalva paprastai vadinama „nudegimais“. Lin ir kt. [9] į plieninį bėgelį įdėjo pusiau dirbtinę termoporą, kad būtų galima stebėti poliravimo sąsajos temperatūrą realiuoju laiku pagal skirtingus poliravimo parametrus. Jie palygino poliravimo temperatūrą su plieninio bėgio paviršiaus nudegimo laipsniu ir nustatė ryšio modelį tarp degimo laipsnio (spalvos pasikeitimo) ir poliravimo temperatūros, kaip parodyta 1 paveiksle (b). Tuo remdamiesi Zhou ir kt. [3] sukūrė temperatūros ir baltojo sluoksnio storio bei degimo laipsnio santykio modelį poliruojant bėgius, pateikdamas naują bėgių poliravimo parametrų optimizavimo metodą, kaip parodyta 1 paveiksle (c). Aukščiau pateikti tyrimo rezultatai rodo, kad šlifavimo parametrų optimizavimas ir šlifavimo karščio mažinimas yra svarbūs bėgių nudegimų gerinimo būdai.

1 pav. Šlifavimo sukeltas bėgio degimas ir balto ėsdinimo sluoksnis (WEL)

Daugelis mokslininkų tiria bėgių šlifavimo degimo mechanizmą šlifavimo akmens dizaino požiūriu. Zhang ir kt. tyrimų rezultatai. [2] rodo, kad balto korundo šlifavimo akmuo turi geriausią savaiminį aštrumą ir didžiausią šlifavimo efektą, todėl šlifavimo temperatūra yra aukščiausia ir balto sluoksnio storis yra didžiausias. Yuan ir kt. [4] šlifavimo akmenyje surenkama porų struktūra, kuri yra naudinga šalinant šlifavimo šiukšles, sumažina šlifavimo akmenų užsikimšimą, sumažina šlifavimo temperatūrą ir pagerina poliruoto plieno bėgio paviršiaus kokybę. Wang ir kt. [5] atliko šlifavimo akmens kietumo (N, R, P, T) įtakos plieninių bėgių paviršiaus kokybei tyrimą, kurio rezultatai parodė, kad baltojo sluoksnio storis didėjo didėjant šlifavimo akmens kietumui. Todėl pagrįstas šlifavimo akmens struktūros (porų, abrazyvinės sudėties), kietumo ir kt. reguliavimas teigiamai veikia bėgių nudegimus.

Aukščiau pateikti tyrimo rezultatai rodo, kad šlifavimo parametrai ir šlifavimo akmens našumas yra du pagrindiniai veiksniai, darantys įtaką bėgių šlifavimo nudegimams. Esamoms poliravimo transporto priemonėms maršrute sunku atlikti esminius esamos transporto priemonės konstrukcijos eksploatacinius parametrus, kad būtų užtikrintas poliravimo efektyvumas. Todėl šlifavimo akmens konstrukcijos projektavimas ir veikimo kontrolė yra vienas iš veiksmingų būdų pagerinti bėgių nudegimus. Wu ir kt. [7, 8] į šlifavimo akmenį tam tikru išdėstymu implantavo lituotus deimantinius surenkamus blokus, kaip parodyta 2 paveiksle (a). Poliravimo rezultatai rodo, kad kompozicinis šlifavimo akmuo gali veiksmingai pagerinti bėgių poliravimo efektyvumą, sumažinti poliruoto bėgio paviršiaus šiurkštumą ir pagerinti bėgių nudegimus. Zhao Jinbo ir kt. [9] sujungė CaF2 su polietereterketonu, kad sudarytų savaime sutepančius jungčių blokus, ir paruošė savaime tepančius šlifavimo akmenis, įdėdami juos į šlifavimo akmens užuomazgą, kaip parodyta 2 paveiksle (b). Šlifavimo rezultatai rodo, kad savaime sutepantis jungties blokas gali nuolat atsilaisvinti šlifavimo akmens ir bėgio sąsajoje, kai šlifavimo akmuo nusidėvi, sumažindamas šlifavimo šilumą ir pagerindamas bėgių nudegimus. Į šlifavimo akmenų matricą implantuojant lituotus surenkamuosius blokus, savaime sutepančius jungčių blokus ir kt., susidaro netolygi šlifavimo akmens struktūra ir atsiranda mažo stiprumo sąsaja (šlifavimo akmens matrica/implanto bloko sąsaja), todėl kompozitinės konstrukcijos mechaninių savybių (sukimosi stiprumo, dinaminės pusiausvyros ir kt.) užtikrinimas yra pagrindinis iššūkis. Wu ir kt. [10] suprojektavo lituotą CBN abrazyvinį šlifavimo diską su plyšiu, kaip parodyta 2 paveiksle (c), kuris pagerino bėgių ruošinių degimą. Tačiau šlifavimo akmenyje naudojamas litavimo sluoksnis turi prastą atsparumą dilimui šlifavimo procese, o šlifavimo akmens tarnavimo laikas yra labai trumpas. Todėl pagrįstas šlifavimo akmens struktūros projektavimas / reguliavimas turi teigiamą poveikį šlifavimo karščio mažinimui ir bėgių nudegimams, tačiau tai yra būtina sąlyga, į kurią reikia atsižvelgti siekiant užtikrinti, kad šlifavimo akmens fizinės ir cheminės savybės bei apdirbamumas būtų geras.

a) Iš anksto nustatytas deimantinis šlifavimo akmuo [7,8]

b) Iš anksto nustatytas savaime sutepantis šlifavimo akmuo[9]c) Plyšinės struktūros šlifavimo akmuo [10]

2 pav. Šlifavimo akmens konstrukcijos konstrukcija

Nuoroda

[1]A Al-Juboori, DAVID Wexler, LI Huijun ir kt. Pritūpimų formavimasis ir dviejų skirtingų klasių balto oforto sluoksnio atsiradimas ant bėgio plieno paviršiaus[J]. International Journal of Fatigue, 2017, 104: 52-60.

[2]GUO Shuai, ZHAO Xiangji, HE Chenggang ir kt. Šlifavimo žymių poveikis bėgių nuovargio pažeidimams esant vandens sąlygoms[J]. Kinijos mechanikos inžinerija, 2019, 30(08): 889-895.

[3]36[3] ZHOU Kun, DING Haohao, Steenbergen Michaël ir kt. Temperatūros laukas ir medžiagos atsakas kaip bėgių šlifavimo parametrų funkcija[J]. International Journal of Heat and Mass Transfer, 2021, 175: 12366.

[4]YUAN Yongjie, ZHANG Wulin, ZHANG Pengfei ir kt. Akytieji šlifavimo diskai, skirti sumažinti nuovargį ir padidinti medžiagos pašalinimo efektyvumą šlifuojant bėgius[J]. Tribology International, 2021, 154: 106692

[5]WANG Ruixiang, ZHOU Kun, YANG Jinyu ir kt. Abrazyvinės medžiagos ir šlifavimo disko kietumo poveikis bėgių šlifavimo elgsenai[J]. Nešioti, 2020 m., 454-455: 203332.

[6]57[6] ZHANG Wulin, ZHANG Pengfei, ZHANG Jun ir kt. Abrazyvinio smėlio dydžio poveikio bėgių šlifavimo elgsenai tyrimas [J]. Gamybos procesų žurnalas, 2020, 53: 388-395.

[7]XIAO Bing, XIAO Haozhong, XIAO Bo ir kt. Didelio efektyvumo šlifavimo šlifavimo ratas ir jo gamybos būdas: Kinija, CN 108453638 A[P]. 2018-08-28.

[8]WU Hengheng, XIAO Bing, XIAO Haozhong ir kt. Skirtingu šlifavimo laiku lituotų deimantinių lakštų dėvėjimosi charakteristikos[J]. Nešioti, 2019 m., 432-433: 202942.

[9]WU Hengheng, XIAO Bing, XIAO Haozhong ir kt. Lituoto deimantinio lakšto, skirto geležinkelių kompozitiniam šlifavimo ratui, nusidėvėjimo charakteristikoms esant skirtingam slėgiui tyrimas [J]. Nešioti, 2019 m., 424-425: 183-192.

[10]LIN Bin, ZHOU Kun, GUO Jun ir kt. Šlifavimo parametrų įtaka šlifavimo bėgio paviršiaus temperatūrai ir degimo elgsenai[J]. Tribology International, 2018, 122: 151-162.