RU2525018C1

RU2525018C1 - Grinding wheel working surface cleaning

Info

Publication number: RU2525018C1
Application number: RU2013117229/02A
Authority: RU
Inventors: Николай Павлович Буданов; Сергей Николаевич Ратников; Александр Петрович Шустов; Максим Григорьевич Яковлев
Priority date: 2013-04-16
Filing date: 2013-04-16
Publication date: 2014-08-10

Abstract

FIELD: metallurgy.

SUBSTANCE: working surface is cleaned by air jet forced thereto and mixed with pellets of solid carbon dioxide cooled to minus 100-190°C.

EFFECT: efficient cleaning without affecting grinding wheel surface geometry.

3 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области металлообработки методами шлифования и может быть использовано в технологиях очистки шлифовальных кругов (ШК).The invention relates to the field of metal working by grinding methods and can be used in technologies for cleaning grinding wheels (HK).

Известен способ очистки шлифовальных кругов, заключающийся в воздействии на рабочую поверхность ШК путем прижима абразивного бруска на эластичной связке с накладыванием колебаний в направлении нормали к рабочей поверхности ШК (RU 2184643, B24B 53/007, 2002). Недостатком известного способа является сложность в осуществлении качественной очистки с обеспечением сохранения исходной рабочей поверхности шлифовального круга.A known method of cleaning grinding wheels, which consists in exposing the working surface of the barcode by pressing the abrasive bar on an elastic bond with the application of vibrations in the direction normal to the working surface of the barcode (RU 2184643, B24B 53/007, 2002). The disadvantage of this method is the difficulty in the implementation of high-quality cleaning while maintaining the original working surface of the grinding wheel.

Также известен способ очистки поверхностей абразивных инструментов, заключающийся в воздействии на поверхность воздушной струи под напором с введением в нее частиц твердого диоксида углерода (US 2001000165, B24B 53/10, 2001). Недостатком данного способа является слабая абразивность гранул чистого диоксида углерода, которая приводит к невозможности очистки засаливаний рабочей поверхности ШК веществами с высокой адгезией, например, наклепом шлама.Also known is a method of cleaning the surfaces of abrasive tools, which consists in exposing the surface of an air stream under pressure with the introduction of particles of solid carbon dioxide (US 2001000165, B24B 53/10, 2001). The disadvantage of this method is the low abrasiveness of the granules of pure carbon dioxide, which leads to the inability to clean the salting of the working surface of the HQ with substances with high adhesion, for example, slurry hardening.

Задачей предлагаемого изобретения является повышение качества очистки рабочей поверхности ШК в условиях засаливаний рабочей поверхности ШК веществами с высокой адгезией путем повышения абразивных свойств рабочего тела (воздушной струи с гранулами диоксида углерода) с сохранением неразрушающего характера очистки.The objective of the invention is to improve the quality of cleaning the working surface of the barcode under conditions of salting the working surface of the barcode with substances with high adhesion by increasing the abrasive properties of the working fluid (air stream with granules of carbon dioxide) while maintaining the non-destructive nature of the cleaning.

Решение указанной задачи достигается тем, что в способе очистки рабочей поверхности шлифовальных кругов, включающем воздействие на упомянутую поверхность воздушной струи под напором, перемешанной с гранулами твердого диоксида углерода, используют гранулы диоксида углерода, охлажденные до температуры минус 100…190°C. При этом повышается твердость переохлажденных гранул, т.е. увеличивается степень их абразивного воздействия на наслоение рабочей поверхности ШК, а также существенно ослабляется адгезия материала наслоения (засаливания) из-за повышения термических напряжений, вызываемых еще большим перепадом температур (около 120 градусов при температуре гранул минус 100°C и более 200 градусов при температуре переохлажденных гранул минус 190°C), что повышает эффективность и качество очистки ШК.The solution to this problem is achieved by the fact that in the method of cleaning the working surface of grinding wheels, including the impact on the surface of the air stream under pressure, mixed with granules of solid carbon dioxide, granules of carbon dioxide are used, cooled to a temperature of minus 100 ... 190 ° C. This increases the hardness of the supercooled granules, i.e. the degree of their abrasive effect on the layering of the working surface of the barcode increases, and the adhesion of the layering (salting) material is significantly weakened due to an increase in thermal stresses caused by an even greater temperature difference (about 120 degrees at the temperature of the granules minus 100 ° C and more than 200 degrees at the temperature supercooled granules minus 190 ° C), which increases the efficiency and quality of cleaning of the bar.

В случае необходимости очистки еще более сильных загрязнений ШК, когда воздействия одних переохлажденных гранул диоксида углерода оказывается недостаточным, в рабочее тело вводят еще один (дополнительный) абразивный компонент с требуемыми характеристиками (дисперсность, твердость, скорость подачи и др.) либо путем его дозированного введения в воздушную струю в дополнение к гранулам диоксида углерода, либо путем предварительного введения его частиц в гранулы диоксида углерода, что и усиливает абразивное воздействие струи до требуемого уровня.If it is necessary to clean even stronger HK contaminants when the effects of some supercooled carbon dioxide granules are insufficient, another (additional) abrasive component with the required characteristics (dispersion, hardness, feed rate, etc.) is introduced into the working medium either by dosing it in the air stream in addition to carbon dioxide granules, or by preliminary introducing its particles into carbon dioxide granules, which enhances the abrasive effect of the jet to the desired level.

Изобретение поясняется чертежом, где показана схема устройства для осуществления данного способа.The invention is illustrated in the drawing, which shows a diagram of a device for implementing this method.

Способ может быть реализован следующим образом.The method can be implemented as follows.

Готовые гранулы диоксида углерода с размерами зерна 1-3 мм (чистые или смесевые, т.е. с включениями частиц дополнительного абразивного компонента) хранятся в термоконтейнере 1 и по мере расходования загружаются в теплообменник 2, необходимый для получения переохлажденных гранул. Теплообменник 2 представляет собой металлическую трубу, по которой движется поток гранул, окруженную радиатором, через который подается жидкий азот. Температура гранул в начале трубы равна минус 80°C, предельная температура переохлаждения в конце трубы равна минус 190°C.Finished carbon dioxide granules with grain sizes of 1-3 mm (pure or mixed, i.e. with inclusions of particles of an additional abrasive component) are stored in the thermocontainer 1 and, as they are consumed, are loaded into the heat exchanger 2, which is necessary for obtaining supercooled granules. The heat exchanger 2 is a metal pipe through which a stream of granules moves, surrounded by a radiator, through which liquid nitrogen is supplied. The temperature of the granules at the beginning of the pipe is minus 80 ° C, the maximum subcooling temperature at the end of the pipe is minus 190 ° C.

Из теплообменника 2 переохлажденные гранулы поступают в бункер бластера 3 (установка дозированной подачи гранул диоксида углерода в воздушную струю требуемого давления), к которому одновременно подводится по шлангу воздух от компрессора 4. Компрессор должен обеспечивать производство струи воздуха с давлением 8-16 атм и расходом воздуха не менее 6 куб.м/мин в зависимости от требований очистки: вида и материала засаливания, степени адгезии слоя загрязнения (засаливания) к рабочей поверхности и др. В бластере 3 гранулы диоксида углерода смешиваются в регулируемой пропорции с воздушной струей, образуя рабочее тело, которое подается по гибкому термоизолированному морозостойкому шлангу 5 в ускорительное сопло 6 с формированием струи с околозвуковой скоростью (0,5-1,15 M, где M - скорость звука), направляемой на очищаемую поверхность. Ускорительное сопло 6 представляет собой сопло Лаваля, в котором на цилиндрическом участке предусмотрена возможность (при необходимости) дозированного инжектирования в рабочее тело (инжектор 7) дополнительных мелкодисперсных абразивов (размер зерен 0,02-0,5 мм). Выходная сторона сопла 6 установлена в отверстии защитного кожуха 8 шлифовального круга 9, при этом для достижения максимальной эффективности очистки ось струи должна лежать в плоскости вращения ШК под углом 70° к рабочей поверхности ШК и против направления вращения ШК. Расстояние от выходного отверстия сопла вдоль оси струи до рабочей поверхности ШК устанавливают равным 40-50 мм. Получающуюся после очистки газовую фазу диоксида углерода (углекислый газ) вместе с зернами абразива и отслоившимся материалом наслоения отводят с помощью вакуумного отсоса 10, например промышленного пылесоса соответствующей мощности.From the heat exchanger 2, the supercooled granules enter the blaster 3 hopper (setting the dosed supply of carbon dioxide granules into the air stream of the required pressure), to which air from the compressor 4 is simultaneously supplied through the hose. The compressor must provide an air stream with a pressure of 8-16 atm and air flow not less than 6 cubic meters / min depending on the cleaning requirements: type and material of salting, degree of adhesion of the pollution layer (salting) to the working surface, etc. In the blaster, 3 granules of carbon dioxide are mixed in an adjustable proportion with an air stream, forming a working fluid, which is fed through a flexible thermally insulated frost-resistant hose 5 to the accelerator nozzle 6 with the formation of a jet with a transonic speed (0.5-1.15 M, where M is the speed of sound) directed to the cleaned surface. The accelerator nozzle 6 is a Laval nozzle, in which, on a cylindrical section, it is possible (if necessary) to dose additional finely dispersed abrasives into the working medium (injector 7) (grain size 0.02-0.5 mm). The output side of the nozzle 6 is installed in the hole of the protective casing 8 of the grinding wheel 9, while to achieve maximum cleaning efficiency, the axis of the jet should lie in the plane of rotation of the barcode at an angle of 70 ° to the working surface of the barcode and against the direction of rotation of the barcode. The distance from the nozzle outlet along the axis of the jet to the working surface of the barcode is set equal to 40-50 mm. The gas phase of carbon dioxide (carbon dioxide) obtained after cleaning, together with the abrasive grains and exfoliated layering material, is removed using a vacuum suction 10, for example, an industrial vacuum cleaner of the corresponding capacity.

В зависимости от вида и степени засаливания рабочей поверхности ШК устанавливают значения параметров предлагаемого способа: расхода и типа гранул, давления воздуха, времени очистки (подачи рабочего тела) и т.п. Например, для очистки алмазных шлифовальных кругов на металлической связке (ГОСТ 16172-70, с зерном AC6 100/80 M) при шлифовании изделий из титановых сплавов использовались следующие параметры способа очистки:Depending on the type and degree of salting of the working surface of the barcode, the parameters of the proposed method are set: flow rate and type of granules, air pressure, cleaning time (supply of the working fluid), etc. For example, for cleaning diamond grinding wheels on a metal bond (GOST 16172-70, with grain AC6 100/80 M) when grinding products from titanium alloys, the following parameters of the cleaning method were used:

- давление - 8,5 атм;- pressure - 8.5 atm;

- расход гранул диоксида углерода - 30 кг/час;- consumption of granules of carbon dioxide - 30 kg / hour;

- время очистки - 30 сек,- cleaning time - 30 seconds,

при шлифовании изделий из жаропрочных никель-содержащих сплавов:when grinding products from heat-resistant nickel-containing alloys:

- давление - 12 атм;- pressure - 12 atm;

- расход гранул диоксида углерода - 40 кг/час;- consumption of carbon dioxide granules - 40 kg / h;

- время очистки - 50 сек.- cleaning time - 50 sec.

Применение изобретения позволяет эффективно очищать рабочую поверхность шлифовальных кругов от загрязнений и наслоений (засаливания) с высокой адгезией, образующихся в процессе шлифования изделия без повреждения и изменения геометрии рабочей поверхности, при этом возможно проводить очистку ШК без его снятия со станка, непосредственно в процессе работы, компенсировать нежелательное повышение температуры круга, обусловленное процессами резания при шлифовании, обезжиривать и осушать рабочую поверхность ШК.The application of the invention allows to efficiently clean the working surface of grinding wheels from contaminations and deposits (salting) with high adhesion formed during grinding of the product without damage and changing the geometry of the working surface, while it is possible to clean the bar without removing it from the machine, directly during operation, to compensate for the undesirable increase in temperature of the wheel due to cutting processes during grinding, degrease and drain the working surface of the bar.

Claims

1. A method of cleaning the working surface of grinding wheels, including the impact on the working surface under pressure of an air stream mixed with granules of solid carbon dioxide, characterized in that they use carbon dioxide granules cooled to a temperature of minus 100 ... 190 ° C.

2. The method according to claim 1, characterized in that an additional abrasive component is metered into the air stream.

3. The method according to claim 1, characterized in that the granules of carbon dioxide are used with particles of an additional abrasive component previously introduced into them.