PL209083B1 - Próbnik do oceny stanu procesu szlifowania - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest próbnik do oceny stanu procesu szlifowania, zwłaszcza na sucho, przydatny głównie do porównawczego doboru ściernicy i jej stanu, oraz posuwu, dosuwu i prędkości szlifowania: metali, ceramiki oraz niektórych materiałów kompozytowych, oraz może być także stosowany do selekcji oraz oceny niektórych materiałów ciernych hamulców, szczególnie o metalowych powierzchniach lub ceramicznych powierzchniach trących.

Znane są pojedyncze przypadki stosowania papieru jako materiału próbnika, do oceny zapalności iskrzenia pary trącej, na przykład opisane w: Latoś H.: Ocena zapalności iskrzenia pary trącej. Zeszyty Naukowe Politechniki Śląskiej, seria: Transport, z. 39, 1999, ss. 201:205.

Materiałem próbnika o wystarczającej czułości na destrukcję powierzchni przez SUPS są niektóre tworzywa sztuczne w stanie spienionym, na przykład: styropian lub podobne do niego materiały.

Przeprowadzone badania wykazały, że z różnych wymiarów liniowych krateru powstałego w materiale próbnika, najbardziej selektywnym na stan procesu szlifowania jest jego szerokość mierzona w kierunku quasi-równoległym do osi obrotu ściernicy. Wyniki te, umożliwiły ograniczenie destrukcji materiału próbnika poprzez pozostawienie możliwości powstawania krateru tylko do tego obszaru, gdzie pełny krater posiada największą szerokość. Można tego dokonać poprzez stosowanie materiału próbnika w postaci paska lub poprzez stosowanie płytki maskującej umożliwiającej powstanie krateru tylko w obszarze umożliwiającym pomiar największej szerokości krateru. Dla ułatwienia ustalania stosunkowo krótkiego czasu ekspozycji można stosować znane urządzenia, np. migawki szczelinowe użytkowane w fotografice.

Warunki szlifowania dobiera się w oparciu o różnego rodzaju wytyczne producentów ściernic lub normatywy doboru warunków szlifowania. Tak dobrane warunki szlifowania sprawdza się w rzeczywistych warunkach szlifowania. Jeżeli otrzymana powierzchnia obrobiona jest wystarczająco dobra uznaje się, że warunki szlifowania zostały dobrze dobrane. Podobnie postępuje się z warunkami tarcia na powierzchniach trących hamulców.

Istnieją jednak niedogodności takiego doboru ściernic i pozostałych warunków szlifowania. Po doborze nie wiadomo, jak szeroki jest obszar tolerowania zmian dla stosowanych poszczególnych parametrów szlifowania. Najczęściej poprawność doboru warunków szlifowania można ocenić tylko po przerwaniu procesu szlifowania i ocenie stanu ściernicy lub stanu powierzchni ostatnio obrobionej ściernicą o tym stanie. Wynikają z tego dalsze niedogodności, jak brak możliwości oceny w czasie rzeczywistym stanu szlifowania, w miarę zmniejszanie jej właściwości skrawnych poprzez zużywania się powierzchni roboczej ściernicy lub poprzez przywieranie materiału szlifowanego do tej powierzchni ściernicy.

Stosuje się także monitorowanie procesu szlifowania w czasie rzeczywistym. Jednym z dotychczas stosowanych sposobów monitorowania stanu procesu szlifowania w czasie rzeczywistym jest ciągły lub okresowy pomiar emisji akustycznej generowanej w strefie szlifowania. Wymaga to zamontowania w różnych częściach szlifierki szeregu czujników emisji akustycznej i przetwarzania powstających sygnałów. Sposób ten jest nieprzydatny dla szlifierek ręcznych, oraz innych, takich gdzie nie ma miejsca do poprawnego zamontowania czujników emisji akustycznej. Takie monitorowanie procesu szlifowania może być zakłócane przez inne procesy, na przykład: procesy zużycia, które są także emiterami emisji akustycznej.

Istota próbnika do oceny stanu procesu szlifowania szczególnie na sucho, a także innych procesów, w których występuje strumień ubocznych produktów procesu objawiający się jako snop iskier charakteryzuje się tym, że wykonany jest jako jednolity, lub warstwowy, która wykonana jest z innego materiału spienionego lub termoczułego ulegającego destrukcji pod wpływem strumienia ubocznych produktów szlifowania w postaci snopa iskier, zaś wymiar potrzebny dla pojedynczej próby, jest w kierunku równoległym do osi ściernicy co najmniej 3 razy większy od wymiaru w kierunku prostopadłym do osi ściernic, natomiast od strony padających iskier posiada maskownicę otworem, którego szerokość w kierunku równoległym do osi ściernicy co najmniej 3 razy większa od jego długości.

Zaletą techniczną wynalazku jest również zmniejszenie lub likwidacja przedstawionych niedogodności monitorowania stanu procesu szlifowania w czasie rzeczywistym, lub doboru warunków szlifowania na sucho poprzez zastosowanie zgrubnego próbnika stanu procesu szlifowania na sucho, umieszczanego w pewnej odległości od źródła strumienia ubocznych produktów szlifowania (SUPS) objawiającego się jako snop iskier, prostopadle do jego prędkości.

Zaletą próbnika jest to, że oprócz dobrego spełniania swych funkcji jest łatwe i tanie jego wykonanie i stosowanie. Próbnik ten pozwala różnicować stanu procesu szlifowania na sucho lub stan proPL 209 083 B1 cesu intensywnego tarcia z pojawiającym się iskrzeniem - bez ingerencji w proces szlifowania czy proces takiego intensywnego tarcia. Tym samym umożliwia okresowe monitorowanie lub dobór korzystnych warunków tych procesów.

Przedmiot wynalazku przedstawiony jest w przykładzie wykonania na rysunku, na którym:

fig. 1 przedstawia usytuowanie próbnika według wynalazku podczas szlifowania lub intensywnego tarcia w warunkach powstawania snopa iskier, fig. 2 przedstawia próbnik warstwowy, fig. 3 przedstawia sposób ograniczenia długości krateru poprzez zastosowanie materiału próbnika w postaci paska, fig. 4 przedstawia sposób ograniczenia długości krateru próbnika poprzez maskownicę.

Przedmiot wynalazku składa się ze ściernicy 1, która szlifuje dociskany do niej przedmiot 2 wytwarzając strumień 4 ubocznych produktów szlifowania.

Strumień 4 pada na próbnik 6 usytuowany w odległości 3 od miejsca wytwarzania strumienia i powoduje ubytek objętości próbnika w postaci krateru 5. Największy wymiar 7 otworu krateru 5 w kierunku równoległym do osi obrotu ściernicy jest wymiarem kontrolowanym dla określonych warunków szlifowania w stałym czasie i odległości.

Główny wymiar krateru który różnicuje stan procesu szlifowania lub intensywnego tarcia to wymiar 7 równoległy do osi ściernicy 8.

Próbnik może być wykonany jako jednolity, lub warstwowy, gdzie warstwa 9 to warstwa taka jak materiał próbnika jednolitego, zaś warstwa 10 jest wykonana z innego materiału dla tłumienia padającego strumienia ubocznych produktów ścierania.

Warstwa 10 może być ograniczona na zewnątrz materiałem odpornym na iskry, na przykład: folią aluminiową.

Zmniejszono powierzchnię próbnika, w takim stopniu aby mogła się na nim ukształtować tylko szerokość krateru 5 przedstawiono na fig. 3, gdzie zastosowano jako próbnik tylko pasek 11 oraz fig. 4, gdzie obszar destrukcji próbnika ograniczono za pomocą maskownicy 12.

Wykonane próbniki zarówno jednolite, jak i warstwowe oraz w postaci paska i z zastosowaniem maskownicy - stosowano do monitorowania stanu procesu wgłębnego szlifowania na sucho.

Materiałem próbnika jednolitego był styropian, zaś próbnika warstwowego styropiany o różnym stopniu spienienia, przy czym ostatnia warstwa była jednostronnie pokryta folią aluminiową.

Podczas szlifowania stali na sucho ściernicami z elektrokorundu, stosowano odległość 175 mm od miejsca powstawania snopa iskier, przy czasie padania strumienia na próbnik równy 5 sekundom, uzyskiwano wymiar mierzony w zakresie od 43 mm do 0 mm, w zależności od stanu procesu szlifowania na sucho. Dla określonych stałych nastaw procesu szlifowania, im większa jest szerokość krateru próbnika tym lepszy stan procesu szlifowania, ze względu na temperaturę warstwy wierzchniej procesu.

Próbniki według wynalazku szczególnie dogodne są do oceny stanu poprawności procesu szlifowania na sucho, w różnego rodzaju pracach warsztatowych i remontowych. Mogą służyć także do monitorowania, oceny i ulepszania doboru warunków szlifowania w dowolnych procesach a także do oceny intensywności iskrzenia w innych procesach przemysłowych.

Claims (3)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Próbnik do oceny stanu procesu szlifowania szczególnie na sucho, a także innych procesów w których występuje strumień ubocznych produktów procesu objawiający się jako snop iskier, znamienny tym, że wykonany jest jako jednolity, lub warstwowy, gdzie warstwa 9 to warstwa próbnika jednolitego, zaś warstwa 10 wykonana jest z innego materiału spienionego lub termoczułego ulegającego destrukcji pod wpływem strumienia ubocznych produktów szlifowania w postaci snopa iskier.
2. 2. Próbnik do oceny stanu procesu szlifowania według zastrz. 1 i 2, znamienny tym, że wymiar potrzebny dla pojedynczej próby, jest w kierunku równoległym do osi ściernicy co najmniej 3 razy większy od wymiaru w kierunku prostopadłym do osi ściernicy.
3. 3. Próbnik do oceny stanu procesu szlifowania według zastrz. 1 i 2, znamienny tym, że od strony padających iskier posiada maskownicę 12 z otworem którego szerokość w kierunku równoległym do osi ściernicy co najmniej 3 razy większa od jego długości.