सटीक सिरेमिक बियरिंग बॉल्स को पीसने का नया दृष्टिकोण

2023 जुलाई दूसरा सप्ताह प्रेसिजन सिरेमिक बियरिंग बॉल्स को पीसने पर डब्ल्यूबीएम तकनीकी ज्ञान

अमूर्त:इस पेपर में एंड प्लेन ग्राइंडिंग लैपिंग (ईपीजीएल) एमोड पर आधारित सटीक सिरेमिक बेयरिंग बॉल्स को लैप करने की एक विधि सामने रखी गई है, जिससे ठोस अपघर्षक का आसानी से उपयोग करना संभव हो जाता है। ईपीजीएल मोड का गतिज विश्लेषण और अनुकरण किया जाता है, और एक प्रयोग उपकरण बनाया जाता है। सिरेमिक बेयरिंग बॉल्स के प्रसंस्करण में निष्कासन दर पर प्रक्रिया मापदंडों के प्रभाव की जांच के लिए कुछ प्राथमिक प्रयोग किए जाते हैं। गतिज विश्लेषण और सिमुलेशन से यह पाया गया है कि प्रक्रिया के दौरान कोण में एसपी लगातार बदल रहा है, जैसा कि गोले के निर्माण के लिए फायदेमंद है और ईपीजीएल के माध्यम से लैपिंग ट्रेस की एकरूपता हासिल की जा सकती है। प्रयोगों के परिणामों पर चर्चा और विश्लेषण किया गया है, यह इंगित करता है कि पी लेट की घूर्णन गति और लोड का सिरेमिक बॉल की निष्कासन दर पर बहुत प्रभाव पड़ता है। पारंपरिक वी2ग्रूव्स लैपिंग मोड की तुलना में, ईपीजीएल मोड के साथ लैपिंग से उच्च गुणवत्ता और अधिक कुशल सिरेमिक बॉल प्राप्त की जा सकती है।

मुख्य शब्द:अति-सटीक गेंद; लैपिंग एकरूपता; स्थिर अपघर्षक; हटाने की दर

0. परिचय

औद्योगिक प्रौद्योगिकी के विकास के साथ, सटीक सिरेमिक गेंदों का व्यापक रूप से उपयोग किया गया है, लेकिन उनमें से अधिकतर अभी भी सटीक स्टील गेंदों के लिए पारंपरिक उपकरणों द्वारा संसाधित किए जाते हैं, जिससे सिरेमिक गेंदों की उच्च परिशुद्धता और कुशल प्रसंस्करण प्राप्त करना मुश्किल हो जाता है। इसलिए एक नई सटीक सिरेमिक बॉल पीसने की विधि पर शोध करना बहुत जरूरी हो गया है। वर्तमान में, पारंपरिक वी-नाली पीसने की विधि के अलावा, मुख्य सटीक गेंद प्रसंस्करण विधियों में समाक्षीय तीन डिस्क पीसने की विधि, चुंबकीय द्रव पीसने की विधि, विलक्षण वी-नाली पीसने की विधि, शंक्वाकार डिस्क पीसने की विधि, आदि शामिल हैं। पारंपरिक पीसने के तरीकों की तुलना में इन तरीकों ने गुणवत्ता में काफी सुधार किया है, लेकिन प्रसंस्करण दक्षता में सुधार की अभी भी गुंजाइश है। पीसने के लिए निश्चित अपघर्षक का उपयोग करना एक कुशल पीसने की तकनीक है, लेकिन असर वाली गेंदों के लिए पारंपरिक पीसने वाली डिस्क की जटिलता के कारण, असर वाली गेंदों को पीसने के लिए निश्चित अपघर्षक का उपयोग करना मुश्किल है। इसलिए, एक नए प्रकार के बेयरिंग बॉल ग्राइंडिंग उपकरण का प्रस्ताव किया गया है, जिससे निश्चित अपघर्षक का आसानी से उपयोग करना संभव हो जाएगा।

1. कार्य सिद्धांत

चित्र 1 फ्लैट पीसने की विधि का योजनाबद्ध आरेख दिखाता है। प्रसंस्करण के दौरान, ग्राइंडिंग डिस्क पर गेंद पिंजरे के छेद में घूमते समय शुद्ध रोलिंग से गुजरती है। चूँकि गेंद और ग्राइंडिंग डिस्क के बीच केवल न्यूनतम संपर्क विरूपण होता है, इसलिए यह माना जा सकता है कि ग्राइंडिंग डिस्क गेंद पर विशेष ग्राइंडिंग करती है, जिसे "प्वाइंट ग्राइंडिंग" कहा जाता है। गेंद की पूरी सतह पर फैलने के बाद, एक आदर्श पीसने वाली गेंद की सतह प्राप्त की जा सकती है।

2. गतिशील विश्लेषण

चित्र 2 डिवाइस का एक योजना दृश्य है, जो संरचनात्मक और गतिशील मापदंडों को परिभाषित करता है। ए गेंद और ग्राइंडिंग डिस्क के बीच संपर्क बिंदु है। यह मानते हुए कि संपर्क के किसी भी बिंदु पर कोई फिसलन नहीं है, गोले का स्पिन कोणीय वेग ω बी और स्व-घूर्णन कोण θ प्राप्त किया जा सकता है

समीकरण में, ω C पीसने वाली डिस्क का घूर्णी कोणीय वेग है, ω A पिंजरे का घूर्णी कोणीय वेग है, e पिंजरे के केंद्र और पीसने वाली डिस्क के केंद्र के बीच की दूरी है, और r दूरी है पिंजरे और गेंद के केंद्र के बीच, यह पिंजरे का घूर्णन कोण है। प्रसंस्करण के दौरान, ω ए, ω सी, ई, और आर अपरिवर्तनीय हैं, केवल लगातार बदलते रहते हैं, इसलिए θ यह प्रसंस्करण के दौरान निरंतर परिवर्तनों से गुजरता है, जिससे एक पूर्ण बॉलिंग प्रक्रिया सुनिश्चित होती है।

पारंपरिक वी-नाली पीसने की विधि में, गोले का घूर्णी कोणीय वेग ω बी और घूर्णन कोण θ इस प्रकार है

आरबी गेंद का व्यास है, आरए वी-आकार के खांचे का व्यास है, यह वी-आकार के खांचे का कोण है। इसलिए θ यह अपरिवर्तित रहता है और उच्च-गुणवत्ता वाले गोले का उत्पादन करना कठिन है।

3. अनुकरण

उच्च-गुणवत्ता वाले गोले प्राप्त करने के लिए, समन्वय परिवर्तन विधियों का उपयोग करके पीसने की प्रक्रिया के दौरान चिकनी पीसने वाले प्रक्षेप पथों की एक श्रृंखला डिजाइन की गई थी। पीस प्रक्षेपवक्र का विश्लेषण करते समय, गोलाकार निर्देशांक (आरबी, ε 1, ε 2)। पृथ्वी के देशांतर और अक्षांश के आधार पर एक गोलाकार समन्वय प्रणाली स्थापित करें, ε 1 ∈ [- π, π], ε 2 ∈ [- π/2, π/2], गोलाकार सतह ε 1 दबाएं, ε 2 का विस्तार करें। ε 1, ε 2 के अनुसार गोले को 10 × 10 क्षेत्रों में विभाजित करें, क्षेत्र के क्षेत्रफल के आधार पर, ε 1 और ε 2 को सामान्यीकृत किया जाता है, और पीसने की स्थिरता को मानक विचलन द्वारा वर्णित किया जाता है। सिमुलेशन स्थितियाँ तालिका 1 में सूचीबद्ध हैं। 20 बॉल रोटेशन चक्रों के पीस प्रक्षेपवक्र और मानक विचलन की गणना कंप्यूटर द्वारा की जाती है, और सभी रोटेशन कोणीय वेगों की गणना सुपरपोजिशन द्वारा की जाती है।

तालिका 1 सिमुलेशन स्थितियाँ

चित्र 3 दो पीसने के तरीकों को दर्शाता है θ चित्र 3 (डी) में, यह स्पष्ट है कि पीसने का प्रक्षेप पथ गोले की सतह पर समान रूप से वितरित है, जबकि चित्र 3 (सी) में, सतह पर केवल तीन गोलाकार बैंड बनते हैं गोला। चित्र 3 (ए) में, θ पारंपरिक वी-नाली पीसने की विधि में, पीसने का प्रक्षेपवक्र अपरिवर्तित रहता है, इसलिए पारंपरिक वी-नाली पीसने की विधि का पीसने का प्रक्षेपवक्र भी अपरिवर्तित रहता है। सिद्धांत रूप में, यह विधि एक गेंद नहीं बना सकती। फ्लैट पीसने की विधि में, जैसा कि चित्र 3 (बी) में दिखाया गया है, θ लगातार परिवर्तनों को बनाए रखने से, कम गोलाकार विचलन प्राप्त करना संभव है।

4. प्रयोग और विश्लेषण

उपरोक्त सिमुलेशन के अनुसार, फ्लैट ग्राइंडिंग में एक समान ग्राइंडिंग प्रक्षेपवक्र होता है और इसमें उच्च निष्कासन दक्षता भी हो सकती है, क्योंकि फ्लैट ग्राइंडिंग क्षेत्र निश्चित अपघर्षक का उपयोग करता है। Nanopoli2100 सटीक फ्लैट ग्राइंडिंग मशीन के आधार पर प्रयोग करें। प्रयोगात्मक सिद्धांत चित्र 1 में दिखाया गया है। #400 बोरॉन कार्बाइड सॉलिड ग्राइंडिंग ऑयलस्टोन का उपयोग करें। बुनियादी प्रायोगिक पैरामीटर इस प्रकार हैं: पिंजरे का व्यास D=110 मिमी, सिरेमिक बॉल व्यास d=5 मिमी, और सिरेमिक बॉल संख्या n=4।

चित्र 4 सामग्री हटाने की मात्रा और सिरेमिक गेंदों के पीसने के समय के बीच संबंध को दर्शाता है। ग्राइंडिंग डिस्क गति ω C 80 r/m इंच है, और लोड P 0 6 N है, जिसका पता लगाने का समय अंतराल 15 मिनट है। निष्कासन दर 0 एक सौ चौदह μM/मिनट, 0 एक सौ आठ μM/मिनट और 0 एक सौ अठारह μM/मिनट है। डेटा इंगित करता है कि सामग्री हटाने की प्रक्रिया अभी भी अपेक्षाकृत स्थिर है।

समान लोड पी पर =0 6 एन पर सिरेमिक गेंदों को हटाने की दर पर पीसने वाली डिस्क गति का प्रभाव चित्र 5 में दिखाया गया है। पीसने वाली डिस्क की गति 40 आर/एम इंच से 120 आर/एम इंच तक होती है, और प्रसंस्करण समय 30 मीटर है। परिणामों से पता चला कि पीसने वाली डिस्क की गति जितनी अधिक होगी, सिरेमिक गेंदों को हटाने की दर उतनी ही अधिक होगी।

चित्र 6 सिरेमिक गेंदों को हटाने की दर पर भार के प्रभाव को दर्शाता है। ग्राइंडिंग डिस्क की गति 120 आर/एम इंच है, और प्रयोग 6 एन और पी{4}} एन में दो प्रकार के भार पी 1=0 का उपयोग किया गया था। प्रसंस्करण का समय भी 30 मिनट है। चित्र 6 से यह देखा जा सकता है कि जैसे-जैसे भार बढ़ता है, सिरेमिक गेंदों को हटाने की दर तेजी से बढ़ती है।

नई पीसने की विधि अपनाने के बाद, उच्च निष्कासन दर (10%) आसानी से μM/h प्राप्त की जा सकती है, जबकि पारंपरिक पीसने की विधि में निष्कासन दर केवल 1% μM/h या उससे भी कम होती है। प्रारंभिक प्रयोगों से, यह निष्कर्ष निकाला जा सकता है कि फ्लैट पीसने की विधि पारंपरिक पीसने के तरीकों की तुलना में बहुत अधिक दक्षता रखती है।

चित्र 3 दो पीसने की विधियाँ θ परिवर्तन और संपर्क प्रक्षेप पथ

5। उपसंहार

इस लेख से निम्नलिखित निष्कर्ष निकाले जा सकते हैं:

गतिशील विश्लेषण से, यह निष्कर्ष निकाला जा सकता है कि प्लेनर ग्राइंडिंग में स्पिन कोण θ निरंतर परिवर्तन अंतिम गेंद निर्माण के लिए फायदेमंद है। सिमुलेशन परिणाम दर्शाते हैं कि पीसने का प्रक्षेप पथ गोले की सतह पर समान रूप से वितरित है। ये सभी प्राप्त निचली गोलाकार विचलन में योगदान करते हैं।

प्रयोग से पता चलता है कि समतल पीसने में सामग्री हटाने की प्रक्रिया स्थिर है, और पीसने वाली डिस्क की गति और भार का सिरेमिक गेंदों को हटाने की दर पर महत्वपूर्ण प्रभाव पड़ता है। पीसने वाली डिस्क की घूर्णी गति जितनी अधिक होगी, सिरेमिक गेंदों को हटाने की दर उतनी ही अधिक होगी; जैसे-जैसे भार बढ़ता है, सिरेमिक गेंदों को हटाने की दर तेजी से बढ़ती है।

सटीक सिरेमिक बॉल मशीनिंग के लिए फ्लैट ग्राइंडिंग एक नई विधि है। हालाँकि अभी भी ऐसे कई क्षेत्र हैं जिनमें सुधार की आवश्यकता है, पारंपरिक वी-ग्रूव पीसने के तरीकों की तुलना में, फ्लैट पीसने में उच्च गुणवत्ता और दक्षता होती है।

डब्ल्यूबीएम के बारे में अधिक जानकारी गोलाकार रोलर:

गोलाकार रोलर बीयरिंग में सममित रोलर्स की दो पंक्तियाँ होती हैं, एक सामान्य गोलाकार बाहरी रिंग रेसवे और दो आंतरिक रिंग रेसवे होते हैं जो असर अक्ष के कोण पर झुके होते हैं। बाहरी रिंग रेसवे में गोले का केंद्र बिंदु असर अक्ष पर है।

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