Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:патенты / Сборник патентов_12276
.pdf
========================================
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ GB394667A
[]
--- __1 - --- --- 1 1 -.--- -- 1 _
- 1 01 J1 -. Т дж " Итт. 1, ил. В 11 ' ( ' ПАТЕНТ W1 reArYIN o Дата подачи заявки: декабрь. 28, 1931. № 35,836/31.
394, Окончательная версия принята к публикации: 28 июня 1933 года.
ПОЛНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ.
Усовершенствования, касающиеся изделий из скрепленных материалов, таких как абразивные круги, и
способы их изготовления.
(Сообщение от компании THE CARBORUN- f rDum COMPANY из города Ниагара-Фоллс, штат Нью-Йорк,
Соединенные Штаты Америки, корпорации штата Пенсильвания, Соединенные Штаты Америки).
Мы, компания THE CARBORUNDUM COMPANY I LIMITED, корпорация, учрежденная в соответствии с
Законом о компаниях Великобритании 1907-1914 годов, расположенная по адресу: Trafford Park Road, Trafford
Park, Manchester, настоящим заявляем о характере данного изобретения и о способе его осуществления,
которые будут подробно описаны и установлены в следующем заявлении:
Данное изобретение относится к усовершенствованиям или связано с изделиями из связующего материала,
такими как абразивные круги, и способами их изготовления, и касается изделий, которые формуются из
смесей, содержащих гранулированный материал и связующее вещество.
Абразивные материалы в большинстве случаев обладают относительно высокой пористостью и во всех
случаях должны иметь максимально равномерное распределение составляющих и структуру.
Неравномерность шлифовки приводит к неравномерному процессу шлифования, а также создает опасность,
поскольку вызывает дисбаланс шлифовальных кругов, которые обычно работают на высоких скоростях.
Равномерность абразивных кругов рассматривается с двух разных точек зрения.
Согласно первому принципу, важна однородность трех больших участков, скажем, половин колеса. Разница в
весе таких больших секций, обусловленная большей плотностью одной из них, приводит к разбалансировке
колеса. Такое состояние необходимо компенсировать, иначе шлифовка будет производиться неравномерно, и
эксплуатация будет опасна. Согласно существующим методам, с коммерческой точки зрения наиболее
удовлетворительным способом преодоления этого недостатка является использование противовеса,
вставляемого в вал. Для некоторых видов работ, например, для прецизионной шлифовки, шлифовальный круг
должен находиться в максимально возможном статическом равновесии. Это условие требует ограничения
разницы в весе двух половин колеса до величины, меньшей, чем та, которая необходима для преодоления
трения качения вала колеса на испытательных площадках, 55 и обычно составляет порядка менее 1/2-500 от
веса колеса.
Вторая точка зрения, с которой рассматривается однородность, — это однородность 60% на небольших
участках колеса, например, в областях, занимаемых 50–100 зернами, которые затрагивают структуру колеса.
Различия в распределении зерна, связующего вещества и пористости от одного участка к другому влияют на
качество резания круга, например, на его способность оставаться холодным и шлифовать без образования
вибраций. Различия в распределении зерен, связей и пор также влияют на динамическое равновесие колеса.
Кроме того, огнеупорные изделия, хотя и обладают, как правило, гораздо меньшей пористостью, чем
шлифовальные круги, должны иметь однородную структуру или плотность упаковки составляющих их
элементов. Неоднородность физической структуры приведет к неравномерным деформациям и возможному
разрушению при изменяющихся температурных условиях. Поэтому желательно, чтобы структура таких
огнеупорных изделий была как можно более однородной.
До настоящего времени для изготовления подобных абразивных и огнеупорных изделий использовались два
основных метода. Один из них, называемый «лужичным процессом» (85), использует очень влажную смесь
или шликер, содержащий обычно около 2004 г воды. Другой процесс, известный под разными названиями в
зависимости от способа приложения давления, заключается в формовании под давлением влажной смеси,
содержащей обычно всего около 2,5% воды.
Каждый из этих методов имеет свои преимущества и недостатки. Технология формования в лужах 95
позволяет получать изделия с достаточно однородной пористостью, но требует длительного времени сушки
из-за большого содержания воды. Это неприемлемо с точки зрения массового производства, поскольку
изделия, изготовленные таким образом, после сушки должны быть обрезаны или подогнаны до желаемой
формы и размера. С другой стороны, изделия, изготовленные из влажных смесей, требуют лишь короткого
времени для сушки и не требуют дополнительной обработки или шлифовки для придания им желаемой
формы и размера, поскольку их можно формовать до нужной формы путем уплотнения и прессования.
Недостатком процесса влажного смешивания, независимо от того, утрамбовано ли формованное изделие или
спрессовано, является низкая и неравномерная пористость.
Основная цель данного изобретения — создание улучшенного связанного изделия, такого как абразивный
круг, обладающего определенными характеристиками в отношении однородности своей структуры, например,
в отношении однородности связанного материала и пористости по всей структуре.
Согласно изобретению, предлагается способ изготовления таких связанных изделий, например, абразивных
кругов, включающий этап подачи смеси, из которой изготавливается изделие, в форму небольшими
равномерно распределенными порциями, например, не превышающими по объему 1000 мл.
Предпочтительно, чтобы доля этих компонентов смеси не превышала приблизительно 15-кратного среднего
объема наиболее крупных зерен материала, входящего в состав смеси, и таким образом достигается очень
равномерное распределение смеси в форме.
Согласно одному из особенностей изобретения, смесь подается в форму несколькими отдельными потоками,
которые периодически прерываются, и предпочтительно смесь подается в форму с помощью вибрационного
грохота, площадь которого, как правило, больше площади верхней части формы, и который имеет сито с
размером ячейки, не превышающим в раз размер частиц дождя в смеси. Форму также можно вращать во
время подачи в нее смеси.
Еще одна особенность изобретения заключается в контроле количества влаги в формованном изделии с
целью регулирования его основных физических свойств, причем предпочтительно обработка смеси
осуществляется в атмосфере с контролируемой влажностью. Данное положение улучшает единообразие
структуры статьи, а также серии подобных статей.
Изобретение также включает в себя вспомогательные признаки, которые описаны ниже и изложены в
прилагаемых пунктах формулы изобретения.
Изобретение в основном применяется для производства связанных изделий, таких как абразивные и
огнеупорные изделия, из влажной смеси, а не из мокрой смеси, как это используется в процессе формования.
Однако изобретение не ограничивается только процессом изготовления склеенных изделий с определенными
его особенностями; например, упомянутый выше контроль влажности может применяться в процессах с
использованием влажных смесей.
На чертежах (рисунок I) схематически изображен вертикальный разрез вибрационного пресса и вращающейся
формы для изготовления усовершенствованных изделий.
На рисунке 2 представлена схема, демонстрирующая устройство камеры для поддержания влажности в
формовочном аппарате.
На рисунке 3 представлен вертикальный разрез формы и опоры для её перемещения.
Рисунок 4 представляет собой горизонтальный разрез по линии II-II рисунка 3.
На рисунках 5, 6 и 7 показаны вертикальные сечения 75 формы со средствами для приложения равномерного
предварительного консолидирующего давления к смеси.
Одинаковые порядковые номера обозначают одинаковые детали на различных рисунках.
На рисунке 1, обозначенном цифрой 10, показана поворотная платформа, на которой размещена форма.
Изображенная форма представляет собой двухбочку для изготовления абразивного круга 85 и включает в
себя корпусное кольцо 3, отбойное кольцо 4 и основание 5, а также имеет центральную стойку 6 для
образования отверстия в центре круга. Следует понимать, однако, что форма может быть любой
предпочтительной формы в зависимости от характера изготавливаемого изделия. На рисунке 2 указан
материал, из которого изготовлена форма.
Над формой подвешена вибрирующая загадка 7, закрепленная на раме 71 95, которая вибрирует с помощью
любого подходящего приводного механизма, не показанного на рисунке, с постоянной частотой.
Предпочтительно, чтобы площадь загадки была как минимум на 25% больше площади формы.
Загадка снабжена нижним экраном S, а также желательно наличие одного или нескольких экранов 9 над
нижним экраном, хотя это и не обязательно.
Предпочтительно, чтобы размер ячейки нижнего сита 8 был меньше размера ячейки верхнего сита 105.
Размер ячеек нижнего сита не превышает пятикратного среднего диаметра зерен и предпочтительно
примерно на четыре ячейки крупнее, чем размер ячеек распределяемой смеси, и оно подвешено примерно на
18 дюймов над формой.
В процессе работы жернов вибрирует, при этом смесь добавляется максимально равномерно и с
необходимой скоростью, чтобы покрыть всю поверхность жернова, а форма ii5, медленно вращающаяся на
поворотном столе с постоянной скоростью, заполняется.
Когда форма заполнена до верха оттискного кольца 4, излишки смеси аккуратно удаляются путем снятия
кольца, а смесь в форме выравнивается линейкой, не нарушая ее целостности. Затем смесь в форме
прессуется для получения готового изделия.
Таким образом, по нескольким причинам обеспечивается производство изделия 125 с равномерным
распределением компонентов между его относительно небольшими участками, то есть поперечными
сечениями, содержащими приблизительно от 50 до 100 зерен. 130 ] 394 667 порций смеси заданного и
однородного размера формируются путем продавливания смеси через отверстия одинакового размера,
имеющие определенное соотношение со средним размером зерна. «Связь равномерно распределяется по
зерну при прохождении через сито путем переноса от зерен с избытком связи к зернам с ее недостатком». Это
происходит благодаря трению зерен друг о друга и о проволоку сита, в результате чего избыток связующего
материала стирается с одной частицы и осаждается на другой. Крайне важно, чтобы связь была равномерно
распределена. Равномерная вибрация сита через равные промежутки разделяет потоки материала,
проходящие через него, и таким образом обеспечивает равномерную длину и равномерную площадь
падающих в форму зерен.
Эти небольшие массы смеси, вводимые в форму, обычно не превышают 1,5 объема самого крупного зерна в
смеси и, как правило, не превышают существенно один кубический сантиметр по объему; обычно меньше
этого значения.
Подача частиц в форму с равномерной скоростью осуществляется путем подвешивания вибрационного сита
на определенной высоте и его вибрации с постоянной скоростью. Таким образом, небольшие группы зерен
попадают в форму с практически одинаковым усилием.
Равномерное распределение смеси по форме обеспечивается за счет того, что сито имеет больший размер,
чем форма, за счет равномерного заполнения сита смесью и за счет вращения формы во время ее
заполнения. Обеспечивая равномерное распределение смеси по поверхности формы, предотвращается
образование террас при ее укладке. Этап z15, заключающийся в удалении смеси, исключает любую
возможность возникновения неровностей в толщине смеси в форме или других неровностей формы.
Мы обнаружили, что физические свойства готового изделия изменяются в зависимости от количества воды в
керамической смеси, и что, контролируя количество воды в смеси, мы можем по своему желанию изменять
физические свойства изделия и минимизировать или устранить неоднородность физических свойств.
Даже если абразивная или керамическая смесь изначально имеет правильное содержание влаги, в процессе
изготовления происходит потеря различного количества влаги в зависимости от температуры и влажности
окружающей атмосферы. Если смесь хранится и слишком сильно высыхает перед использованием, возникают
трудности, особенно в случае абразивных изделий на керамической связке. По мере дальнейшего высыхания
связующее вещество имеет тенденцию отделяться от абразивных зерен. С другой стороны, когда смесь
имеет надлежащее содержание влаги, связующее вещество прилипает к зернам и остается в контакте в
течение всего процесса производства.
Помимо неравномерного распределения связующего вещества и зерна в случае слишком сухих смесей,
уплотнение компонентов смеси под давлением варьируется в гораздо большей степени, чем при
использовании смеси с надлежащим содержанием влаги или воды. В результате получаются абразивные
круги, плотность и твердость которых, например, различаются на 80% от стороны к стороне и в радиальном
направлении. Невозможно изготовить колеса из слишком сухой смеси.
Для многократного воспроизведения 85 абразивных кругов заданного типа из смеси абразивных зерен
заданного типа и заданного вида связующего вещества необходимо, чтобы пластичность связующего
вещества оставалась постоянной, а плотность упаковки или распределение в пространстве абразивных зерен
и связующего вещества оставались постоянными от круга к кругу. При заданном составе абразивных зерен и
связующего вещества, а также при заданном приложенном давлении, плотность набивки 95 будет зависеть от
содержания влаги.
Таким образом, однородность смеси будет зависеть от содержания влаги, а также от способа добавления
смеси в форму и от ее обработки в 1%-ной форме.
В случае силикатных смесей прочность сцепления в значительной степени зависит от количества
присутствующей воды.
В процессе дегидратации силикатов, происходящей при производстве SO, может образоваться связь,
которая будет иметь совершенно иные характеристики, чем связь, содержащая другое количество воды.
В соответствии с одним из предпочтительных аспектов изобретения, для того чтобы можно было
контролировать влажность смеси с целью достижения более точной однородности готового продукта,
описанные выше операции формования проводятся в камере, где регулируется влажность.
На рисунке 2 схематически показан один из вариантов устройства для регулирования влажности, в котором
предусмотрен корпус 30 120 для форм 3, 4, 5. В данном случае форма установлена на вращающейся
платформе 10, как описано со ссылкой на рисунок 1, и загружается с помощью жернова. Увлажняющее
устройство, показанное в обычном виде, предпочтительно способно автоматически поддерживать влажность
камеры на уровне, который обеспечит постоянное содержание влаги в абразивной смеси 130 во время
обработки, предшествующей применению окончательного формовочного давления. Увлажняющее устройство
включает в себя распылитель 31, способный создавать очень мелкое распыление, а вода подается по трубе
32, из которой она поступает в клапанную камеру 33. Клапанный элемент 34 обычно удерживается в среднем
положении пружиной 35. Когда влажность воздуха в камере 30 достигает верхнего предела, расширение
деревянного бруска 36 приводит к тому, что он упирается в регулировочный винт 37, а затем толкает стержень
10 в направлении, перекрывающем подачу воды к распылителю 31.
Когда влажность в атмосфере достигает нижнего предела, сужение блока 36 способствует увеличению
водоснабжения. Таким образом, количество распыляемой воды, подаваемой в камеру, автоматически
регулируется в зависимости от желаемого процентного содержания влаги в смеси и контролируется путем
установки шнека 37.
Практически при любой операции формования абразивных изделий, и в частности в описанном выше
процессе просеивания, наблюдается значительная тенденция к неравномерному высыханию абразивной
смеси. Благодаря открытию возможности изменения физических свойств абразивного изделия путем
изменения влажности или содержания воды в смеси, а также создания атмосферы с заданной влажностью на
различных этапах процесса, промежуточных между смешиванием и окончательным прессованием, стало
возможным получать абразивные изделия, которые не только обладают весьма желательными физическими
свойствами, но и отличаются большей однородностью, чем это было возможно при использовании любых
предыдущих методов. В сочетании с процессом, описанным со ссылкой на рисунок 1, достигаются особенно
благоприятные результаты. То, что для получения изделий однородного качества необходимо поддерживать
определенный оптимальный уровень влажности в хранимой абразивной смеси, иллюстрируется следующей
таблицей, в которой сравниваются прочностные характеристики абразивных изделий, изготовленных из
смесей с нормальным содержанием влаги, с соответствующими значениями, когда в форме содержится лишь
половина нормального содержания влаги.
Уровень силы в норме. Нормальная потеря влаги на единицу влажности Прочность на 100% Содержание
влаги Потеря влаги Растягивающее Сдвиговое Поперечное Сжимающее 1650 1370 3430 3010 3000 2680
10600 8400 280 420 320 2200 17 12,2 10,7 19 Потеря пятидесяти процентов от нормального содержания влаги
в смеси приводит к заметной потере прочности готового изделия. Твердость и прочность полученного изделия
также составляют 65.
Слишком сухая смесь может оказать негативное воздействие.
Плотность изделия также может регулироваться в определенных пределах путем изменения количества
влаги, и известно, что изменения других физических свойств в большей или меньшей степени зависят от этого
фактора.
Хотя было установлено, что предпочтительнее использовать атмосферу с контролируемой влажностью,
также возможно добавить необходимое количество воды в случае, если содержание влаги в смеси,
определенное аналитическими методами, ниже заранее установленного значения, которое, как было
установлено, обеспечивает однородность и удовлетворительные или желаемые физические свойства. 80
После добавления этих компонентов смесь можно формовать, как описано выше.
В некоторых случаях можно повысить влажность смеси до желаемого значения, подвергнув ее воздействию
влажной атмосферы, содержание влаги в которой контролируется увлажнителем. Возможность достижения
этого результата зависит от природы и гигроскопических свойств смеси при условии постоянной температуры
и отсутствия пересыщения воздуха в камере влажности.
Изделия, изготовленные в соответствии с описанным выше методом со ссылкой на рисунок 1, имеют
вариацию между средним значением максимальных и минимальных процентных показателей содержания
зерна в ряде небольших участков, составляющую менее 22%⁹ и обычно менее 20%. Аналогичные изделия,
изготовленные ранее, имели разницу в 25% или более между средним значением максимального и
минимального процентного содержания зерна в равном количестве небольших участков. Аналогично,
распределение пор в продукте характеризуется вариацией между средним значением максимальных и
минимальных процентных долей порового пространства в ряде небольших областей, составляющих менее
22%, а обычно менее 200%. Аналогичные статьи, как и ранее, имели вариацию в 25% (10 или более) между
средним значением максимальных и минимальных процентных показателей порового пространства в равном
количестве небольших участков. Кроме того, разница между средним значением максимумов и 115
процентами минимумов связей в ряде небольших пространств не превышает 22%.
Следует понимать, что использование более чем одного из изложенных положений позволит соответственно
улучшить единообразие производимой продукции.
Эти данные получены следующим образом. Образец вилы пропитывают материалом, известным под
зарегистрированным товарным знаком 12 «бакелит», и нагревают для затвердевания бакелита. Бакелитовая
пропитка I =f 1 394,6s67 Площадь: Зерно 49 % Поры 46 % Связи 5 % Всего 100 % В типичном круге для
пористых участков были определены следующие средние значения:
Площадь:
Зернистость 35%, прочность сцепления 4%, пористость 61%. На основании этих данных определяется
вариативность зерна следующим образом:
49% -35% = 14% Изменение размера пор также определяется с помощью тестового колеса, которое
заполняет пустоты или поры. Затем поверхность колеса шлифуется и полируется. Это позволяет получить
поперечное сечение. Зерна и характер структуры хорошо видны.
Затем на поверхности отображается 1. Зерна в поперечном сечении; 2. Связь, которую легко обнаружить по
цветовому контрасту с бакелитом; 3. Пустоты или поры, которые можно обнаружить благодаря бакелиту,
заполняющему их, и цвет которого контрастирует с цветом соединения.
После такой обработки абразивного круга человеку, знакомому с его использованием, легко просканировать
поверхность и выделить небольшие участки, где зерна расположены более плотно, а также другие небольшие
участки, где преобладает пористое пространство.
Затем ряд плотных пятен в разных точках поверхности колеса исследуется под микроскопом с
использованием сетки с соответствующей сетчатой структурой. Средняя площадь каждой точки соответствует
площади, покрытой не менее чем пятьюдесятью и не более чем ста зернистостями максимального размера,
использованными в статье, и обычно имеет диаметр от четверти до половины дюйма. Количество мелких
арпа.
Выбор исследуемого абразива определяется размером круга и размером зерен абразива, предпочтительно в
соответствии с произвольной формулой, приведенной ниже.
В каждом исследованном плотном участке определяется процент площади, покрытой зернами, а в каждом
мягком или пористом участке определяется процент площади, покрытой зернами. Аналогично, в каждом
плотном участке определяется площадь порового пространства, и в каждом пористом участке определяется
площадь порового пространства. Аналогичным образом можно определить площадь сцепления как в плотных,
так и в пористых участках. Затем определяется средняя площадь зерен в плотных участках, а также средняя
площадь зерен в пористых участках. Аналогичным образом определяется средний объем пор в плотных
участках и средний объем пор в пористых участках. Только путем исследования ряда плотных и ряда
пористых участков можно определить средние значения.
В абразивном круге типичные пропорции следующие:
Площадь: 30% зерен, пористость связей. В местах с высокой плотностью типичны следующие особенности:
от 50% до 60 3 до 6% следующие средние значения по:
Qn 61% - 46 % =15 %0 В случае определения зерна разница, выраженная цифрой 140 %, представляет собой
разницу между средним распределением зерен в точках с наиболее высокой плотностью зерен и средним
распределением зерен в точках с минимальной плотностью зерен. Аналогично, показатель в 15%,
полученный для вариации пористости, выражает среднюю разницу порового пространства между участками с
минимальной концентрацией зерен и участками или областями с максимальной концентрацией зерен. Этот
метод определения изменения плотности применяется также к колесам, которые изготавливались ранее.
А в абразивных изделиях, производимых до настоящего времени, разница между средним значением
максимального и минимального процентного содержания зерна превышала 100 25.
Поскольку количество участков, необходимых для получения справедливого и разумного среднего значения
максимальных и минимальных процентных показателей каждого компонента, должно варьироваться в
зависимости от X — площади диаметра круга, а также от размера зерна используемого абразива, мы сочли
целесообразным определить количество наблюдений по формуле N = Z/1A7G, где «N» — количество
исследуемых участков, «A» — площадь в дюймах самой широкой поверхности изделия, а «G» — средний
размер ячейки абразивного зерна. Для иллюстрации этого метода предположим, что мы хотим узнать, сколько
участков нужно измерить на круге диаметром 30 дюймов, состоящем из зерен различного размера: от тех,
которые проходят через сито с размером ячейки 58/120, но не проходят через сито с размером ячейки 60/120,
до тех, которые проходят через сито с размером ячейки 28/120, но не проходят через сито с размером ячейки
30/120. Площадь поверхности колеса диаметром 30 дюймов (125 дюймов) составляет 707 квадратных
дюймов, а средний размер частиц с зернистостью от 1 до 60 составляет 45.
Таким образом, количество необходимых наблюдений составляет 394 667. 394 667 t/707 x 45 = 84,7 для
каждого компонента, а именно:
зерно, связи и пористое пространство.
Предпочтительным методом расчета вариаций компонентов является микроскопический метод, который
точнее других физических методов. Этот метод заключается в расчете процентного содержания зерен и
пористого пространства на малых участках путем комбинированного использования окулярного микрометра с
разметкой и покровного стекла с разметкой.
Участки выбираются под микроскопом таким образом, чтобы показать максимальное и минимальное
пространство зерен и пор.
Вычисляются средние значения максимальных и минимальных процентных показателей для всех участков
абразивных материалов, а также разница или вариация между средним значением максимальных и
минимальных показателей. Это точный метод определения вариации составляющих абразивных материалов.
Изобретение обеспечивает не только равномерное распределение компонентов между небольшими
участками, но и большую однородность между большими площадями. Это подтверждается тем фактом, что
при сравнении колес, изготовленных по настоящему процессу и по предыдущему процессу с использованием
влажной смеси, было обнаружено, что в колесах, изготовленных по обычному процессу, 12% из них были
несбалансированы, тогда как в колесах, изготовленных в соответствии с описанным здесь процессом,
несбалансированными были только 29%.
Хотя изготовление склеенных изделий, как описано выше со ссылкой на рисунок 1, и особенно в
контролируемой атмосфере, как описано со ссылкой на рисунок 2, приводит к значительному улучшению
качества продукции, при желании могут быть предприняты дополнительные шаги, например, в
контролируемой атмосфере, для обеспечения еще большей точности и однородности изделий.
Один из таких дополнительных способов обработки применяется после заполнения формы смесью и
заключается в её встряхивании под предварительным уплотняющим давлением, которое предпочтительно
распределяется практически равномерно по поверхности материала в форме.
Воздействие толчков оказывается на материал, находящийся под относительно небольшим давлением, и
поэтому он может свободно смещаться, так что локальные концентрации более плотных частиц разрушаются,
и достигается равномерная объемная плотность по всей массе материала. Применение толчковой обработки
в качестве предварительной операции, когда материал еще не подвергается сильному давлению, следует
отличать от применения толчковой обработки (с применением сильного окончательного уплотняющего
давления). Сотрясения во время окончательного уплотнения, направленные на сжатие материала, не
приводят к разрушению локальных плотных участков и не обеспечивают существенного равномерного
распределения, которое можно было бы получить с помощью сотрясений в качестве предварительной
операции перед применением окончательного или уплотняющего давления.
На рисунках 3 и 4 показано одно устройство для проведения предварительной операции встряхивания, и в
этом случае после того, как материал был помещен в форму вручную или с помощью вертела, показанного на
рисунке 1, предпочтительно устанавливается опорная плита 13 G достаточного веса для приложения
необходимого давления для предварительного уплотнения материала, поскольку, хотя плита относительно
легкая, она предотвращает выпадение материала из формы во время встряхивания. Опорная плита J3
удерживается в положении 85 относительно ударного кольца 4 и стойки 61, которая выступает из верхней
части стойки для формирования стержня (6). Форма помещается на стол и может подвергаться вертикальным
сотрясениям, ударам или вибрации любым подходящим способом. Для наглядности мы изобразили стол 10 с
поршнеобразной опорой 11, вставленной в верхнюю часть пневматического цилиндра 12. Для подъема
поршня 11 в камеру 1-3 цилиндра может подаваться давление воздуха.
Когда давление воздуха iR сбрасывается, плунжер опускается на упорные плечи 14, тем самым вызывая
вертикальное колебание или толчок вниз стола O00 и формы, расположенной на нем.
Форма может быть снабжена средствами для встряхивания или вибрации формы в нескольких
горизонтальных направлениях, например, как показано на рисунке 3. В примере 105 форма равномерно
центрируется на столе 10 с помощью центрирующих пружин 15, которые установлены на столе и
прижимаются к внешней стороне корпуса формы 3. На рисунке показаны четыре пневматических молотка 16,
17, 18 и 19, предназначенные для воздействия на внешнюю сторону формы. Каждый из молотков 16, 17, 18 и
19 направляется штифтами 20 и имеет плунжер 21, скользящий в конце пневматического цилиндра 22. Путем
приложения пульсаций давления воздуха в этих цилиндрах 22 соответствующие молотки могут быть
приведены в действие для ударов по бокам формы и ее горизонтального сотрясения. Действие молотков 16 и
18 будет заключаться в том, чтобы раскачивать форму вперед и назад в одном горизонтальном направлении,
а действие молотков 17 и 19 — в том, чтобы раскачивать ее вперед и назад в направлении,
перпендикулярном первому направлению. Предпочтительно встряхивать форму как в вертикальном, так и в
горизонтальном направлениях.
и предпочтительно во множестве горизонтальных направлений, как будет более подробно объяснено далее.
1
M J - - - i - - - - = - - -i f; 43, как показано на рисунке 2, множество грузов 23 для приложения предварительного
уплотняющего давления к смеси 2 в форме. «Подложка, состоящая из множества грузов, лучше подходит для
обеспечения равномерного распределения объемной плотности смеси, чем цельная плита, поскольку
отдельные грузы могут адаптироваться к неровностям поверхности верхней части смеси и легче
преодолевать такие углубления, которые могут образоваться в местах смеси, где первоначальная плотность
ниже средней».
Кроме того, смесь имеет большую свободу усадки в вертикальном направлении в местах с плотностью менее
80%, чем при использовании одной опорной пластины.
Поршни 23 могут иметь любую подходящую форму, предпочтительно квадратную по большей части площади,
но с закругленными краями по окружности формы 83, чтобы практически полностью заполнить открытую
верхнюю часть полости формы и создать давление, которое автоматически распределяется по поверхности
смеси благодаря свободе подъема или опускания отдельных грузов.
На рисунке 6 показана модификация, в которой вместо веса для предварительного уплотнения смеси
используется давление жидкости. Металлическая крышка 2-4 крепится к верхней части формы с помощью
соответствующих зажимных средств (не показаны), и эта крышка 24 удерживает резиновый мешок 2-5,
имеющий подающую трубку 26 Dz, ведущую к любому подходящему источнику жидкости (например, воздуха)
под давлением. 100 Нижняя поверхность 27 резиновых стержней 2,5 образует гибкую диафрагму, которая
прижимается к верхней части смеси с требуемым давлением. Давление воздуха постепенно увеличивается до
тех пор, пока в окрестностях не будет достигнуто давление воздуха в пятнадцать фунтов на квадратный дюйм,
и это давление будет признано удовлетворительным для предварительного уплотнения грунта. Такое
давление послужит для предварительного уплотнения материала, но его недостаточно для предотвращения
саморегулирования материала и обеспечения равномерного распределения.
Гибкая диафрагма 27 адаптируется не только к основным неровностям поверхности, но и ко всем остальным
неровностям поверхности, и, следовательно, оказывает давление, которое практически равномерно
распределено по всей площади верхней поверхности смеси, то есть каждая меньшая часть поверхности
подвергается одинаковому давлению. Таким образом, давление при датировании методом cocmb
распределяется практически равномерно по всей площади поверхности.
Однородность продукта, полученного таким образом, обусловлена практически одинаковой плотностью
смеси, возникающей в результате приложения давления текучести. Резкие толчки или сотрясения разрушают
и рассеивают любые локально более плотные участки или массы в смеси. Это приводит к тому, что смесь
смещается и перемещается из более плотных участков в места с меньшей начальной плотностью до тех пор,
пока в результате такой саморегулировки не будет достигнута практически равномерная объемная плотность.
Горизонтальные колебания будут способствовать разрушению g1o или смещению их оснований, а также
любых локальных более плотных столбчатых распределений смеси. Вертикальные толчки будут
способствовать разрушению любых горизонтальных слоев. Поэтому предпочтительно использовать как
вертикальное, так и горизонтальное воздействие, хотя воздействие в одном направлении может быть
предпочтительным, поскольку оно само по себе будет способствовать образованию более плотных локальных
структур и более равномерному распределению смеси.
2
j Колебания, и особенно направленно контролируемые колебания, влияют на ориентацию абразивных зерен в
потоке, особенно там, где абразивные зерна или их часть имеют чешуйчатую или пластинчатую форму.
Некоторые кристаллические материалы, такие как карбид кремния, имеют тенденцию распадаться на
кристаллические частицы пластинчатой формы, в отличие от частиц, длина, ширина и толщина которых
одинаковы. Кроме того, при измельчении любого абразивного материала частицы будут иметь нерегулярные
размеры, так что большинство частиц будут тоньше в одном направлении.
При подаче напряжения 13 В, соответствующим образом контролирующего направление толчков, можно
регулировать ориентацию частиц. Например, путем встряхивания смеси, как показано на рисунке 3, только в
вертикальном направлении, пластинчатые или чешуйчатые частицы могут быть ориентированы таким
образом, чтобы располагаться горизонтально и направлять свои края к периферии или шлифовальной кромке
круга. Если необходимо добиться не равномерной ориентации частиц в каком-либо конкретном направлении,
а случайной ориентации абразивных частиц, этого можно достичь даже с ламинированными материалами,
комбинируя воздействие в разных направлениях, предпочтительно вертикально и в нескольких
горизонтальных направлениях. Применяя толчки в трех направлениях под практически прямым углом друг к
другу, можно обеспечить совершенно случайную ориентацию частиц, так что ни одно абразивное изделие,
изготовленное таким образом, не будет иметь тенденции к расслоению, даже если оно изготовлено из
чешуйчатых частиц.
Один из простых способов достижения равномерности смеси заключается в применении предварительного
охлаждающего давления, которое является практически равномерным по всей площади формы. В трещине 5
вместо цельной опорной пластины 394,667 /Il - - oS 394,667 на поверхности смеси предусмотрено
расположение различных частей амортизатора t.ein1 в соответствии с сопротивлением различных частей
смеси. Глубина такого участка смеси будет уменьшаться пропорционально его первоначальной глубине в
степени, зависящей от первоначальной плотности.
После того как плотность была практически однородной, верхние неровные участки отслаиваются или
удаляются, оставляя смесь с практически однородной плотностью по всей поверхности.
Стенка мешка, соприкасающаяся с открытой верхней поверхностью массы смеси в форме, образует гибкую
диафрагму, к которой прикладывается давление, которое, благодаря своим текучим свойствам, равномерно
распределяется по площади диафрагмы. Эта диафрагма, благодаря своей гибкости, адаптируется не только к
крупным неровностям, но и к мелким неровностям поверхности, и, следовательно, оказывает давление,
которое распределяется практически равномерно по всей площади такой поверхности, при этом на каждую
мельчайшую или бесконечно малую часть площади такой поверхности оказывается одинаковое давление.
Это стало возможным благодаря гибкости диафрагмы, которая позволяет ей адаптироваться как к мелким, так
и к крупным неровностям поверхности.
Вместо приложения давления жидкости к мешку можно использовать закрытую жидкостную подушку давления
41, как показано на рисунке 7, и груз или ряд грузов, обозначенных цифрой 42, могут передавать желаемое
давление жидкости, например, газообразной жидкости (воздуху) внутри закрытой подушки. Вес, разумеется,
может варьироваться для изменения давления в различных условиях. Методы приложения более
равномерного предварительного уплотняющего давления к смеси в форме, как описано выше, могут
применяться независимо или в сочетании с встряхиванием смеси в форме, как описано со ссылкой на рисунки
2 и 3, с благоприятными результатами. Также для форм, заполняемых способом, описанным со ссылкой на
рисунок 1, может быть применено предварительное укрепляющее давление.
После того, как смесь прошла необходимую обработку в форме в соответствии с одним или несколькими из
описанных здесь положений, отбойное кольцо 4 снимается, а верхняя поверхность смеси выравнивается
линейкой, как это обычно делается при изготовлении абразивных кругов. Оставшаяся в корпусе 2 формы
смесь затем подвергается окончательному формовочному давлению с помощью поршня для уплотнения
колеса. Это окончательное давление формирования -605 значительно выше, чем предварительное давление,
создаваемое последующими фазами или более выраженным фазовым сдвигом, и обычно составляет около
нескольких тысяч фунтов на квадратный дюйм.
Поскольку материал, остающийся в 70-градусной форме, обладает существенной однородностью
распределения зерен и связующих веществ, колесо, полученное в результате окончательной штамповки,
имеет это существенное однородное распределение. В результате получается шлифовальный круг, который
обладает не только лучшей балансировкой благодаря равномерности в крупных участках, но и лучшими
шлифовальными свойствами благодаря большей равномерности в мелких участках.
Подробно описав и определив природу нашего изобретения и способ его осуществления, как нам сообщили
наши зарубежные корреспонденты, мы заявляем:
=== НАЧАЛО ФАЙЛА: patent_394668.txt ===
ССЫЛКА: https://translationportal.epo.org/emtp/translate/?ACTION=description-retrieval&COUNTRY=GB&ENGINE=
google&FORMAT=docdb&KIND=A&LOCALE=sq_AL&NUMBER=394668&SRCLANG=EN&OPS=ops.epo.org/3.2&T
RGLANG=ru
========================================
Соседние файлы в папке патенты