книги из ГПНТБ / Ящерицын, П. И. Шлифование с подачей СОЖ через поры круга

фуги не представляется возможным сработать круг до полного износа без засорения, до прекращения расхода СОЖ через поры круга. В этом случае возникает необ­

отложившегося в виде слоя осадка на его внутренней по­ верхности.

При изучении механизма протекания загрязненной СОЖ через поры шлифовального круга нами было уста­ новлено, что глубина проникновения шлама внутрь порового пространства, как правило, невелика и в боль­ шинстве случаев составляет 1—3 мм. Глубина проникно­ вения шлама в поровое пространство круга зависит от его характеристики и фильтрационных свойств (зерни­ стости, твердости, номера структуры, пористости, прони­ цаемости, размера пор и удельной поверхности), а также от давления СОЖ в полости круга и места абразива, связки, СОЖ и шлама в трибоэлектрическом ряду и дру­ гих факторов. В частности, экспериментально было уста­ новлено, что чем меньше зернистость и номер структуры круга, больше его твердость, тем меньше глубина про­ никновения шлама в поровое пространство круга.

Этой особенностью механизма протекания загрязнен­ ной СОЖ через поры круга мы и воспользовались при разработке устройства для очистки засорившихся шла­ мом шлифовальных кругов.

Устройство состоит из кожуха 1, крышки 2 и ниппеля 3 (рис. 42). Засорившийся шлифовальный круг снимает­ ся со станка, помещается в кожух 1 и плотно закры­ вается крышкой 2. По торцам круга положены уплотня­ ющие резиновые прокладки. Ниппелем 3 кожух присое­ диняется к системе централизованной подачи СОЖ или к системе подачи технической воды, или к специальной насосной станции высокого давления с водой, СОЖ или маслом. Через ниппель 3 промывающая жидкость посту­ пает в кольцевое пространство между кожухом и кру­ гом и под действием избыточного давления протекает через поры круга в его внутреннюю полость, а оттуда — на слив. Таким образом, происходит вымывание шлама

из пор круга и слоя осадка на его внутренней поверх­ ности.

Для быстрой и эффективней промывки круга необхо­ димо подавать промывающую жидкость под давлением

ПО

3—б кгс/см2. Чем больше путь фильтрации (разность между наружным и внутренним радиусами круга) и меньше его проницаемость, тем большее необходимо дав­ ление промывающей жидкости в кожухе.

Особых требований к степени очистки промывающей жидкости от шлама не предъявляется. Это объясняется следующим. При промывке загрязненной жидкостью имеющийся в ней шлам отлагается на наружной поверх­ ности круга, частично проникая в его поровое простран­ ство на небольшую глубину, т. е. происходит фильтро­ вание промывающей жидкости. Освободившаяся от шла­ ма жидкость проходит через поры круга и производит промывку пор у его внутреннего диаметра. Цикл про­ мывки длится 5—10 мин, за это время круг по наружно­ му диаметру засоряется незначительно. При этом отло­ жившийся шлам на наружном диаметре круга удаляется при его правке после установки на станок, а также вы­ мывается СОЖ, подаваемой через поры круга. Такую простейшую промывку круга на отдельных станках удается сделать, не снимая круга со станка.

Комбинации фильтров. Наряду с описанными выше типами фильтров имеется ряд их комбинаций, посред­ ством которых можно добиться более высокой эффектив­ ности и экономичности по очистке СОЖ от шлама.

Наиболее употребительными комбинациями фильтров являются: 1) магнитный сепаратор и седиментационный резервуар; 2) магнитный сепаратор и фильтр-транспор­ тер; 3) магнитный сепаратор и гидроциклон; 4) магнит­ ный сепаратор и центрифуга и т. д.

При применении первой комбинации фильтров не­ сколько повышается степень очистки СОЖ от шлама, сокращаются остановки станка для выгрузки шлама из седиментационного резервуара и несколько увеличивает­ ся срок службы СОЖ. Второй комбинацией фильтров достигается достаточно тонкая очистка СОЖ от шлама и существенно сокращается расход дорогостоящей фильт­ ровальной бумаги. Третья комбинация фильтров позво­ ляет повысить степень очистки СОЖ от шлама до 98% и сократить утечку СОЖ из гидроциклона через сливное отверстие. При четвертой комбинации более длительно происходит наполнение ротора центрифуги шламом, что увеличивает степень очистки СОЖ и в 2—3 раза сокра­ щает количество остановок станка для очистки ротора.

112

Для эффективного использования охлаждения через поры круга наиболее пригодны для очистки СОЖ от шлама фильтры-транспортеры, гидроциклоны, центри­ фуги и их комбинации с магнитным сепаратором. Одна­ ко нельзя считать полностью решенной проблему очист­ ки СОЖ от шлама, так как на ряде шлифовальных стан­ ков, которые работают кругами большого диаметра (400—600 мм), невозможно обеспечить необходимую степень очистки СОЖ от шлама даже центрифугой и магнитным сепаратором. Это объясняется тем, что срок службы шлифовальных кругов большого диаметра со­ ставляет несколько смен. Более того, при шлифовании с охлаждением через поры круга срок службы его, как правило, еще увеличивается в 2—5 раз. За этот период необходимо через поры кругов прокачать несколько тонн СОЖРазумеется, в такой массе жидкости достаточно шлама, чтобы засорить поры круга. Поэтому дальнейшее совершенствование очистки СОЖ от шлама является актуальной задачей.

При шлифовании с охлаждением через поры круга выбор средств очистки СОЖ от шлама должен произво­ диться с условием обеспечения непрерывной работы без закупоривания пор круга до его полного износа. В от­ дельных случаях можно допустить один-два цикла очистки круга от шлама методом противотока.

2. Устройство для подачи СОЖ в полость шлифовального круга

Для обеспечения подачи СОЖ в полость шлифоваль­ ного круга под давлением нами был разработан ряд конструкций устройств применительно к нескольким мо­ делям станков. Рассмотрим наиболее типичные конструк­ ции.

Устройство для подачи СОЖ через поры шлифоваль­ ного круга к универсально-шлифовальному станку мод. 3A130. Предварительно очищенная СОЖ через ниппель 1 (рис. 43) поступает в полость 2 и дальше по четырем каналам 3 в полость круга 7 и радиальные пазы 4. Ради­ альные пазы выполнены широкими по периметру, между ними оставлены 3 выступа для центрирования шлифо­ вального круга.

Рис. 43. Устройство для подачи СОЖ через поры шлифовального круга к универсально-шлифовальному станку мод. 3A130: 1 — нип­ пель; 2 — полость корпуса; 3 — каналы в планшайбе; 4 — радиальные каналы в планшайбе; 5 — жиклеры; 6 — радиальные каналы для подвода СОЖ к жиклерам; 7 — полость шлифовального круга

114

Под действием центробежной силы поданная во внутреннюю полость круга СОЖ выбрасывается через его поры на периферию в зону контакта с изделием. По­ мимо этого, избыточная СОЖ поступает в радиальные каналы 6 и выбрасывается через жиклеры 5 на изделие возле кромок круга. Скорость истечения СОЖ из жикле­ ров примерно 20 м/сек. Количество жиклеров и их жи­ вое сечение подбираются в зависимости от потребного количества СОЖ для эффективного охлаждения изде­ лия. СОЖ, выбрасываемая из пор круга и жиклеров, дви­ жется по круговому периметру кожуха ограждения и от­ ражательным козырьком направляется в зону обработки.

По законам теплопередачи с увеличением скорости движения жидкостного потока относительно нагретого тела коэффициент теплопередачи увеличивается пропор­ ционально квадрату скорости. Благодаря этому устано­ вившаяся температура детали в процессе шлифования не повышается, что способствует точности шлифования.

Установка жиклеров исключила необходимость в дополнительном обычном подводе СОЖ через сопло. При истечении СОЖ через поры круга и жиклеры нами обеспечивался избыточный напор СОЖ в полости кру­ га 0,4—0,5 кгс/см2. Торцовые поверхности круга краси­ лись нитроэмалью пли покрывались парафином.

Устройство для подачи СОЖ через поры шлифо­ вальных кругов к специальному сферошлифовальному полуавтомату мод. ЛЗ-163 и J13-163M. Ленинградским станкостроительным заводом им. Ильича по нашим ре­ комендациям в шлифовальном шпинделе станков мод. ЛЗ-163М было просверлено центральное осевое отвер­ стие диаметром 20 мм. Это позволило перенести уст­ ройство для подачи СОЖ с планшайбы на шкив шли­ фовального шпинделя.

В данном случае СОЖ подается через ниппель 1 (рис. 44) в центральное отверстие валика 2 и через радиальные отверстия 3 вытекает в полость 4. В поло­ сти 4 СОЖ сообщается вращательное движение, в ре­ зультате этого твердые частицы отбрасываются к стен­ кам шкива 5 и корпуса 6, а очищенная СОЖ проходит в центральное осевое отверстие 7 шлифовального шпин­ деля.

Полость 4 образована конусными расточками шкива 5 и корпуса 6, угол конуса выбран больше угла трения

шлама о металл этих деталей. В результате этого под действием горизонтальной составляющей центробежной силы шлам перемещается по конусным стенкам шкива н корпуса на их максимальный диаметр. Внутри поло­ сти 4 на конце вала 2 помещен свободно посаженный разделитель потока 8 с двумя трубками 9, изогнутыми навстречу вращающемуся потоку СОЖ в виде сегнерова колеса.

Вращающийся поток СОЖ увлекает разделитель потока 8 с трубками 9. Однако в силу наличия сил тре-

Рис. 44. Устройство для подачи СОЖ через поры шлифовальных кругов к специальным сферошлифовальным полуавтоматам мод. ЛЗ-163 и ЛЗ-163М: 1 — ниппель; 2 — валик; 3 — радиальные отвер­ стия валика; 4 — полость ротора; 5 — шкив; 6 — корпус; 7 — осевое отверстие шпинделя; 8 — разделитель потока; 9 — трубка сегнерова

колеса; 10 — кольцевая проточка; 11 — трубка для отвода шлама

ния и других сопротивлений всегда имеет место раз­ ность в скорости вращения СОЖ и разделителя потока, т. е. имеет место разность центробежного напора СОЖ в полости 4 на ее максимальном диаметре и в трубках 9. Под действием этой разности центробежного напора шлам с определенной частью СОЖ транспортируется по трубкам 9 в кольцевую проточку 10, а оттуда по центральному отверстию трубки 11 — на слив. Расход СОЖ со шламом по трубке 11 составляет 3—5 л/мин.

Таким образом, в этом варианте устройства для по­ дачи СОЖ в полость круга встроена центрифуга для

116

очистки СОЖ от шлама. Но так как число оборотов шлифовального шпинделя (1910 обIмин) невелико, то, следовательно, невелик и фактор разделения (критерий Фруда), который определяется по следующей формуле:

Рис. 45. Планшайба для подачи СОЖ через поры шлифовальных кру­ гов к специальным сферошлифовальным полуавтоматам мод. ЛЗ-163

117

во встроенной в шкив центрифуге невелика. Для станка мод. ЛЗ-163М при скорости вращения шлифовальных

ности СОЖ шламом 0,08 вес.% центрифуга очищает ее до 0,04—0,02%- Учитывая это обстоятельство, для дан­ ных станков нами использовалась дополнительная очистка СОЖ в центрифуге, выполненной в виде отдель­ ной установки (см. рис. 40).

СОЖ, подведенная в центральное отверстие шлифо­ вального шпинделя, через радиальные отверстия 1 (рис. 45) поступает в кольцевую расточку 2, оттуда че­ рез радиальные отверстия 3 — в полость 4. Далее СОЖ приходит в контакт со шлифовальными кругами 5, ко­ торые центрируются тремя выступами 6 планшайбы. Пространство между внутренней поверхностью кругов и центрирующими выступами 6 заполнено СОЖИзбы­ ток СОЖ выбрасывается жиклерами 7 на кромки кру­ гов, торцовые поверхности которых покрыты парафи­ ном.

3. Разработка и исследование конструкций внутришлифовальных шпинделей для шлифования

с охлаждением через поры круга

При разработке конструкций внутришлифовальных шпинделей, помимо решения основной задачи — обеспе­ чения подачи СОЖ через поры круга, были выполне­ ны конструкторско-экспериментальные работы по совер­ шенствованию самой конструкции шпинделя с целью по­ вышения его жесткости, точности вращения и вибро­ устойчивости.

На рис. 46 показан шпиндель, в котором устройство для подачи СОЖ в центральное отверстие вала шпинде­ ля, встроенная центрифуга и планшайба аналогичны рас­ смотренным выше (см. рис. 44, 45). Для встроенной в шкив внутришлифовального шпинделя центрифуги кри­

118