Изазови локализације брусног камена

Наведени преглед тренутног истраживачког статуса брусног камена са аспеката обликовања брусног камена (сировина и процес), метода оцењивања перформанси брусног камена, сагоревања шина итд., резимира да је пројектовање и производња брусног камена мултидисциплинаран (механика, материјали, механика итд.), мултифакторски (компоненте, радни услови, сложени технички интерфејси, итд.) изазов. Према томе, у наставку је дат резиме потешкоћа и изазова са којима се суочавају у процесу истраживања и развоја брусног камена са три аспекта: обликовање брусног камена, понашање интерфејса брус/шине и евалуација перформанси брусног камена (Слика 1), са циљем да пружи одређене референце за сродне научнике и практичаре.

(1) Калуп од млинског камена

На перформансе брусног камена утичу формулација (смола, пунило, абразив итд.), процес обликовања (мешање, очвршћавање, итд.), структура (порозност и величина пора, концентрација абразива, итд.) и хетерогене интерфејсе (смола/абразив, смола/пунило, итд.) чврстоћа везивања и други фактори (као што је приказано на слици). Тренутно, механизам хетерогеног интерфејса везивања абразивног система није јасан; потребно је открити микро/нано пунило о жилавости везе, отпорности на топлоту, отпорности на хабање регулаторног механизма; сложеног абразивног камена структуре физичких и хемијских својстава абразивног камена, механизам утицаја перформанси перформанси услуге још није јасан. Наведене научне и техничке потешкоће доносе велике потешкоће у регулисању перформанси брусног камена.

Иуан Ионгјие [1] је користио Абакус и Питхон да успостави виртуелни модел млинског камена и спровео истраживање везано за воденични камен путем методе прорачуна коначних елемената, што је важна инспирација за пројектовање млинског камена са више варијабли и сложених процеса. Стога, у будућности, можемо користити методе коначних елемената и друге методе да брзо и ефикасно конструишемо модел млинског камена, и успоставимо финији спектар синергијских односа одговора између различитих фактора који ће водити дизајн млинског камена. А модел је оправдан великом количином основних експерименталних података.

(2) Понашање интерфејса абразивног камена/шине

Абразивна геометрија, просторна оријентација има случајност, што резултира великим разликама у предњем углу процеса брушења (клизање, орање, сечење), а самим тим и улога сваког абразива на понашање материјала шине (механичка сила, температура брушења итд.) је такође насумична, а самим тим постоје и разлике у механизму квалитета површине шине у квару. Идеално: абразив након много циклуса абразије - процес самооштрења, даје пуну игру својој функцији резања; хабање везе и осипање, тако да се пасивизирани абразив уклони, брусни камен се самооштри; али прекомерно хабање везе, што доводи до прераног осипања абразива, стопа искоришћења абразива је смањена, абразивна отпорност на хабање брусног камена је смањена, скраћујући век трајања. Због тога, хабање и самооштрење брусног камена мора да достигне уравнотежено стање, како би брусни камен имао јаке перформансе резања и дуг век трајања. У исто време, хабање брусног камена директно утиче на стање абразивне ивице и угао резања, што заузврат утиче на топлоту процеса брушења и квалитет површине шине. Дакле, може се видети да у процесу брушења шина, под термичко-механичком спрегом споја брусни камен/шина, уклањање материјала и квар брусног камена утичу једни на друге и имају блиску везу, што на крају утиче на квалитет површине шине након брушења.

Тренутно, механизам интеракције између уклањања материјала и квара брусног камена у процесу брушења шина и његовог утицаја на квалитет површине шине су још увек нејасни, што повећава потешкоће у пројектовању брусног камена, као што је приказано на слици 1(б). Због тога је важно проучити механизам скидања материјала током процеса брушења шина, механизам хабања брусног камена, еволуцију квалитета површине шине и конструисати модел физичког односа структуре бруса - механичке особине брусног камена - перформансе брушења - механизам квара брусног камена - квалитет површине шине, што је од велике вредности за пројектовање и производњу брусног камена.

(3) Евалуација перформанси брусног камена

Научна и свеобухватна процена перформанси камена за млевење (посебно капацитета брушења), формула за брусни камен, дизајн процеса пружа важну референцу. Тренутно постоје различите методе за процену перформанси брусног камена и недостају јединствени стандарди за оцењивање перформанси брусног камена, што отежава дељење резултата истраживања у вези са брусним каменом, као што је приказано на слици 1(ц). У међувремену, тренутно многи истраживачи спроводе сродна истраживања припремајући воденичко камење у пуној величини, које има велику величину, што не погодује каснијој макро/микро карактеризацији и анализи, и не могу да добију финије експерименталне податке, што резултира експерименталним резултатима воденичног камена са ограниченим смерницама о регулацији млинског камена, повећањем ефикасности млинског камена, повећањем ефикасности истраживања и трошкова развоја млинског камена. истраживања, а резултати у расипању енергије и сировина. Због тога се може усвојити вишедимензионална технолошка рута за процену како би се научно дизајнирала опрема за процену брусног камена и конструисале смернице за процену перформанси брусног камена у различитим димензијама, како би се поставили темељи за промоцију брусног камена у железничким транспортним линијама.

Фиг.1 Кључни проблеми за развој ГС

(а) Формација Гриндстоне [2,3,1]; (б) Односи између механизама за уклањање материјала, механизама хабања брусног камена и квалитета површине шина [4,5,6,7,8]; (ц) Методе евалуације перформанси Гриндстоне [9,2,10].

[1] ИУАН Ионгјие. Регулаторни механизми перформанси камена за брушење шина са структуром пора[Ј]. Ченгду: Универзитет Југозапад Јиаотонг, 2021.

[2] ЗХАНГ Вулин. Студија о регулаторним механизмима перформанси брзог шинског брусног камена преко корундних абразива[Д]. Ченгду: Универзитет Југозапад Јиаотонг, 2021.

[3] ЗХАНГ Пенгфеи, ЗХАНГ Вулин, ИУАН Ионгјие, ет ал. Испитивање утицаја топлоте млевења на механизам уклањања материјала при млевењу шина[Ј]. Трибологи Интернатионал, 2020, 147:105942.

[4] ЈИ Иуан, ТИАН Цхангхаи, ПЕИ Дингфенг. Компаративна анализа кинеских стандарда за брусне плоче за шине и страних међународних стандарда[Ј]. Контрола квалитета железнице, 2018, 46(9): 5-8.

[5] ЗХОУ Кун, ДИНГ Хаохао, ВАНГ Вењиан, ет ал. Утицај притиска млевења на понашање при уклањању шинског материјала[Ј]. Трибологи Интернатионал, 2019, 134: 417-426.

[6] ЗХОУ Кун, ДИНГ Хаохао, ВАНГ Руикианг, ет ал. Експериментално истраживање механизма уклањања материјала током брушења шина при различитим брзинама напред[Ј]. Трибологи Интернатионал, 2020, 143: 106040.

[7] ЗХАНГ Вулин, ЗХАНГ Пенгфеи, ЗХАНГ Јун, ет ал. Испитивање утицаја абразивне величине зрна на понашање брушења шина[Ј]. Часопис за производне процесе, 2020, 53: 388-395.

[8] ЈОАЦХИМ Маиер, РОБЕРТ Енгелхорн, РОЗЕМАРИЕ Рот, ет ал. Карактеристике хабања Сол-гел корундних абразива [Ј] ојачаних другом фазом. Ацта Материалиа, 2006, 54(13): 3605-3615.

[9] КСУ Ксиаотанг. Студија о механизму брушења шина велике брзине[Д]. Ченгду: Универзитет Југозапад Јиаотонг, 2016.

[10] КСУ Ксиаотанг, ВАНГ Хенгиу, ВУ Леи, ет ал. Експериментална студија о млевењу шина велике брзине у влажним условима [Ј]. Мазива, 2016, 41(11): 41-44.