DOI: https://doi.org/10.20998/2078-7405.2020.92.16

ТЕПЛООБМІН В СИСТЕМІ ЗАСТОСУВАННЯ ЗОР ШЛІФУВАЛЬНИХ ВЕРСТАТІВ

Mykhaylo Stepanov, Petro Litovchenko, Maryna Ivanova, Larysa Ivanova

Анотація


Теплові процеси, що проходять в шліфувальних верстатах, дуже впливають на якість і точність оброблюваної поверхні. При цьому, важливу роль у формуванні теплових потоків відіграє система застосування змащувально-охолоджувальної рідини (ЗОР), кожен елемент якої певним чином впливає на температуру ЗОР і шліфувального верстата в цілому. У даній статті розглянуто структурну схему системи застосування ЗОР, що складається з фільтра сітчастого, трубопроводів, зворотного клапана, насоса, дроселя, гідроциклону, шламового бака гідроциклону, запобіжного клапана, клапана управління, пристрою подачі ЗОР, зони різання, станини, зливного лотка, магнітного сепаратора і резервуара ЗОР. Відзначено, що частина енергії потоку при проходженні через елемент системи перетворюється в теплову енергію і викликає нагрівання ЗОР, елемента і системи в цілому. Запропоновано методику визначення теплового балансу в системі застосування ЗОР, що враховує її структурні, конструктивні, режимні параметри, а також інші чинники процесу шліфування. Запропоновано математичні залежності для визначення кількості теплоти, яка виділяється при проходженні ЗОР через кожен елемент системи, які враховують її гідравлічні параметри. Визначено ті елементи системи застосування ЗОР, які мають найбільший вплив на температуру ЗОР. Проведено порівняльний аналіз теплових потоків, які переходять в ЗОР, при проходженні нею насоса, для різних процесів шліфування та відповідних типів шліфувальних верстатів. Встановлено, що в умовах обробки, які вимагають застосування великих витрат і тисків ЗОР, слід враховувати тепло, що виділяється в очисниках та інших елементах системи, робота яких супроводжується значними перепадами тиску. Розглянуто можливість контролю і управління температурою ЗОР, на підставі того факту, що тепло, яке виникає при проходженні ЗОР через пристрій, що працює під тиском, визначається також перепадом тиску на цьому пристрої.

Ключові слова


шліфувальний верстат; теплообмін; тепловий потік; температура; система застосування ЗОР; тиск; витрата.

Повний текст:

PDF

Посилання


Brecher C., Bäumler S., et al. Energy Efficient Cooling Systems for Machine Tools. Leveraging Technology for a Sustainable World. Proceedings of the 19th CIRP International Conference on Life Cycle Engineering. Berkeley, 2012, pp. 239-244. doi: 10.1007/978-3-642-29069-5_41.

Stepanov M., Ivanova M. et al. Study of Thermal Modes of Working Fluids in Grinding Machines. In: Tonkonogyi V. et al. (eds) Advanced Manufacturing Processes. InterPartner 2019. Lecture Notes in Mechanical Engineering. Springer, Cham, 2020, pp. 299-308. doi:10.1007/978-3-030-40724-7_31.

Polyakov A.N., Marusic K.V. Upravlenie termodeformaczionny`m sostoyaniem stanka na osnove avtomatizaczii prognozirovaniya temperaturny`kh peremeshhenij ispolnitel`ny`kh organov: uchebnoe posobie [Control of the thermodeformation state of the machine based on the automation of forecasting the temperature movements of executive bodies: a training manual]. Orenburg, Orenburg state university, Publ. OSU, 2012. 220 p.

Mayr J., Gebhardt M. et al. Cutting fluid influence on thermal behavior of 5-axis machine tools. Proceedings of the 6th CIRP International Conference on High Performance Cutting. Zurich, 2014. pp. 395 – 400. doi: 10.1016/j.procir.2014.03.085.

J. Weber, Jü. Weber et al. Energy, power and heat flow of the cooling and fluid systems in a cutting machine tool. Proceedings of the 17th CIRP Conference on High Performance Cutting, 46, 2016 pp. 99 – 102. doi: 10.1016/j.procir.2016.03.177.

Patil1 P. S., Mudholkar R. R. Cooling Techniques for a Spindle of Machine Tool. International Journal Of Engineering And Computer Science, 2016, Vol. 5, Issue 12, pp. 19653-19656. doi: 10.18535/ijecs/v5i12.70.

Abankin Yu. I. Opredelenie optimal`ny`kh razmerov sopla sistemy` podachi SOZH. [Determining the optimum nozzle size for the coolant supply system]. Smazochno-okhlazhdayushhie tekhnologicheskie sredstva v proczessakh abrazivnoj obrabotki. Sb. nauchn. Trudov [Lubricating and cooling technology in abrasive processes. The collection of scientific works]. Ulyanovsk, 1988, pp. 56-61.

Sizy`j Yu.A., Stepanov M.S. Teplovoj balans proczessa shlifovaniya [The heat balance of the grinding process]. Rezanie i instrument v tekhnologicheskikh sistemakh [Cutting & Tools in Technological System]. Kharkiv, Publ. NTU «KhPI`», 2000, pp. 177–190.

E.lyanov V.D., Kulikov V.N. Prizhogi pri shlifovanii [Burning when grinding]. Moscow, Publ. NIIMASH, 1974, 63 p.

Chugaev, R. R. Gidravlika : (Tekhnicheskaya mekhanika zhidkosti) : Uchebnik dlya vuzov [Hydraulics: (Technical fluid mechanics): Handbook for high schools], 2 edition, Leningrad, Publ. Energoizdat, 1982, 672 p.

Stepanov M. S., Litovchenko P. I., Ivanova L. P. Matematichna model` teploobminu u rezervuari MOR shlifuval`nogo verstatu [Mathematical model of heat exchange in the coolant tank of grinding machine]. Visnik Zhitomirs`kogo derzhavnogo tekhnologichnogo universitetu. Seriya : Tekhnichni nauki [Bulletin of the Zhytomyr State Technological University. Series: Technical Sciences], 2017, Vol. 2(1), pp. 90-96.




ISSN 2078-7405