2023 Липень Другий тиждень Технічні знання WBM щодо шліфування прецизійних керамічних підшипникових кульок
Анотація:У цій статті запропоновано метод притирки прецизійних керамічних підшипникових кульок на основі режиму шліфування торцевої площини (EPGL), що дозволяє легко використовувати тверді абразиви. Проведено кінетичний аналіз та моделювання режиму EPGL, а також побудовано експериментальний пристрій. Деякі первинні експерименти проводяться, щоб дослідити вплив параметрів процесу на швидкість видалення при обробці керамічних кульок підшипників. За допомогою кінетичного аналізу та моделювання встановлено, що кут sp постійно змінюється протягом процесу, що є перевагою для генерації сфери та однорідності сліду притирання, яке можна отримати за допомогою EPGL. Результати експериментів обговорюються та аналізуються, це вказує на те, що швидкість обертання пластини та навантаження мають великий вплив на швидкість видалення керамічної кульки. Порівняно з традиційним режимом притирки V2grooves, притирка в режимі EPGL може отримати керамічні кульки високої якості та набагато ефективніше.
Ключові слова:надточний м'яч; рівномірність притирки; фіксований абразив; швидкість видалення
0. вступ
З розвитком промислових технологій прецизійні керамічні кульки отримали широке застосування, але більшість із них все ще обробляється традиційним обладнанням для прецизійних сталевих кульок, що ускладнює досягнення високої точності та ефективної обробки керамічних кульок. Тому дослідження нового методу точного подрібнення керамічної кульки стають дедалі актуальнішими. В даний час, на додаток до традиційного методу шліфування V-подібної канавки, основні методи обробки прецизійної кулі включають метод шліфування коаксіальним трьома дисками, метод шліфування магнітною рідиною, метод шліфування ексцентричної V-подібної канавки, метод шліфування конічного диска тощо. Ці методи значно підвищили якість у порівнянні з традиційними методами подрібнення, але все ще є місце для покращення ефективності обробки. Використання фіксованого абразиву для шліфування є ефективною технікою шліфування, але через складність традиційних шліфувальних дисків для кульок підшипників важко використовувати фіксований абразив для шліфування кульок підшипників. Тому було запропоновано новий тип шліфувального обладнання підшипників, що дозволяє легко використовувати фіксовані абразиви.
1. Принцип роботи
На рис.1 наведено принципову схему методу плоского шліфування. Під час обробки кулька на шліфувальному диску проходить чисте кочення під час обертання в отворі клітки. Оскільки між кулькою та шліфувальним диском існує лише мінімальна контактна деформація, можна вважати, що шліфувальний диск виконує спеціальне шліфування кулі, яке називається «точкове шліфування». Після розподілу по всій поверхні кулі можна отримати ідеальну поверхню шліфувальної кулі.
2. Динамічний аналіз
На фіг.2 представлений вид пристрою в плані з визначенням конструктивних і динамічних параметрів. А — точка контакту між кулькою та шліфувальним диском. Припускаючи відсутність ковзання в будь-якій точці контакту, можна отримати кутову швидкість обертання сфери ω B і кут самообертання θ
У рівнянні ω C — кутова швидкість обертання шліфувального диска, ω A — кутова швидкість обертання сепаратора, e — відстань між центром сепаратора та центром шліфувального диска, r — відстань між кліткою та центром кулі, це кут повороту клітки. Під час обробки ω A, ω C, e і r є інваріантними, лише безперервно змінюються, тому θ також зазнає безперервних змін під час обробки, забезпечуючи повний процес формування кульок.
У традиційному методі шліфування V-канавки кутова швидкість обертання сфери ω B і кут повороту θ наступним чином
Rb - діаметр кульки, RA - діаметр V-подібної канавки, це кут V-подібної канавки. Таким чином, θ залишається незмінним і важко виготовляти високоякісні сфери.
3. Моделювання
Щоб отримати високоякісні сфери, в процесі шліфування було розроблено серію плавних траєкторій шліфування з використанням методів перетворення координат. При аналізі траєкторії шліфування сферичні координати (rb, ε 1, ε 2). Встановити сферичну систему координат за довготою та широтою Землі, ε 1 ∈ [- π, π], ε 2 ∈ [- π/2, π/2], натиснути сферичну поверхню ε 1, ε 2 Розгорнути. відповідно до ε 1, ε 2 Розділіть сферу на 10 × 10 областей, виходячи з площі області, ε 1 і ε 2 нормалізовано, а консистенція помелу описується стандартним відхиленням. Умови моделювання наведені в таблиці 1. Траєкторії шліфування та стандартні відхилення 20 циклів обертання кульки розраховуються комп’ютером, а всі кутові швидкості обертання розраховуються суперпозицією.
Таблиця 1 Умови моделювання
На рисунку 3 показано два способи шліфування θ. На малюнку 3 (d) видно, що траєкторія шліфування рівномірно розподілена по поверхні сфери, тоді як на малюнку 3 (c) на поверхні сфери утворюються лише три круглі смуги. сфери. На малюнку 3 (a), θ. У традиційному методі шліфування з V-подібною канавкою траєкторія шліфування залишається незмінною, тому траєкторія шліфування при традиційному методі шліфування з V-подібною канавкою також залишається незмінною. Теоретично цей метод не може сформувати кулю. У методі плоского шліфування, як показано на малюнку 3 (b), θ Послідовно зберігаючи зміни, можна досягти менших сферичних відхилень.
4. Експеримент і аналіз
Згідно з наведеним вище моделюванням, плоске шліфування має рівномірну траєкторію шліфування, а також може мати високу ефективність видалення, оскільки плоска шліфувальна сфера використовує фіксовані абразиви. Провести експерименти на базі прецизійного плоскошліфувального верстата Nanopoli2100. Принцип експерименту показаний на малюнку 1. Використовуйте карбід бору № 400, твердий шліфувальний масляний камінь. Основні експериментальні параметри такі: діаметр клітки D=110 мм, діаметр керамічної кульки d=5 мм і номер керамічної кульки n=4.
Рисунок 4 ілюструє залежність між кількістю видаленого матеріалу та часом подрібнення керамічних куль. Швидкість шліфувального диска ω C становить 80 об/хв, а навантаження P становить 0 6 Н, з інтервалом часу виявлення 15 хвилин. Швидкість видалення становить 0 сто чотирнадцять мкМ/хв, 0 сто вісім мкМ/хв і 0 сто вісімнадцять мкМ/хв. Дані вказують на те, що процес видалення матеріалу все ще є відносно стабільним.
При тому самому навантаженні P=0 Вплив швидкості шліфувального диска на швидкість видалення керамічних кульок при 6 Н показано на малюнку 5. Швидкість шліфувального диска коливається від 40 об/хв до 120 об/хв, а час обробки становить 30 м. Результати показали, що чим вище швидкість шліфувального диска, тим вище швидкість видалення керамічних куль.
На малюнку 6 показано вплив навантаження на швидкість видалення керамічних кульок. Швидкість шліфувального диска 120 об/хв, в експерименті використовувалися два типи навантажень P1=0 6 Н і P2=1 2 Н. Час обробки також 30 хв. З рисунка 6 видно, що зі збільшенням навантаження швидкість видалення керамічних кульок швидко зростає.
Після застосування нового методу подрібнення можна легко досягти високої швидкості видалення (10%) μM/h), тоді як традиційний метод подрібнення має швидкість видалення лише 1% μM/h або навіть нижче. З попередніх експериментів можна зробити висновок, що метод плоского шліфування має набагато вищу ефективність, ніж традиційні методи шліфування.
Рисунок 3 Два методи шліфування θ Зміни та контактні траєкторії
5. Висновок
З цієї статті можна зробити такі висновки:
З динамічного аналізу можна зробити висновок, що безперервна зміна кута обертання при плоскому шліфуванні θ є корисною для остаточного формування кульки. Результати моделювання свідчать про те, що траєкторія шліфування рівномірно розподілена по поверхні кулі. Усе це сприяє отриманому меншому відхиленню сферичності.
Експеримент показує, що процес видалення матеріалу при плоскому шліфуванні є стабільним, а швидкість і навантаження шліфувального диска мають значний вплив на швидкість видалення керамічних куль. Чим вище швидкість обертання шліфувального диска, тим більше швидкість видалення керамічних кульок; Зі збільшенням навантаження швидкість видалення керамічних кульок швидко зростає.
Плоске шліфування — це новий метод точної обробки керамічної кульки. Хоча є ще багато областей, які потребують вдосконалення, порівняно з традиційними методами шліфування з V-подібними пазами, плоске шліфування має високу якість і ефективність.
Детальніше про WBM Сферичний ролик:
Сферичні роликові підшипники мають два ряди симетричних роликів, спільну сферичну доріжку кочення зовнішнього кільця та дві доріжки кочення внутрішнього кільця, нахилені під кутом до осі підшипника. Центральна точка сфери в доріжці кочення зовнішнього кільця знаходиться на осі підшипника.
https://www.bearingroller.com/rolling-elements/taper-roller/spherical-2roller.html
