Исследование и выбор шлифовальных кругов на основе ППУ

Размещено на http://www.allbest.ru/

Исследование и выбор шлифовальных кругов на основе ППУ

Казакова А.В.,

Корелин Д.В.,

Новоселов В.Г.

Цель этого исследования состояла в том, чтобы определить наилучший вариант для диапазона четырех переменных: потребление мощности, расход круга, засаливаемость и стоимость.

На кафедре МОД УГЛТУ совместно с ЗАО УЦРНТ "Шлифполимер" (г. Кыштым) были разработаны и получены опытные образцы шлифовальных кругов на ППУ основе, а совместно с кафедрой станков и инструментов был разработан станок модели ШлПр для шлифования погонажных изделий с использованием шлифовальных кругов.

На данном станке проводились исследования опытных образцов шлифовальных кругов на ППУ основе, отличающихся характеристиками: твердость, зернистость, содержание абразива [1]. В частности изучались следующие параметры: стойкость кругов, их расход, качество шлифуемой поверхности. Определение сил резания: главная составляющая силы резания Fx и радиальная составляющая Fy проводились на лабораторной установке НГФ-110Ш 4. Исследования проводились с целью выявления оптимальной рецептуры компонентов ППУ и абразива.

Задачей исследование было определение наилучшего варианта круга по четырем переменным параметрам: засаливаемости, удельному расходу круга на 6м погонажа, мощности резания для срезаемого слоя высотой 0,025мм и стоимости. мощность шлифовальный сосновый

Для проведения экспериментов были отобраны строганные сосновые заготовки, как наиболее распространенная порода в производстве мебели. Шлифовальные круги устанавливались на станок и попеременно подавались заготовки длиной 1 м. При этом замерялся диаметр шлифовального круга до шлифования и после, разница показывала расход инструмента на 6 метров шлифуемой древесины. После каждого метра шлифованной древесины фиксировалось закаливаемость круга, и определялась стойкость инструмента. После шлифования, с помощью прибора ТСП-4 определялась шероховатость поверхности. Для определения мощности на резание измерялись силы резания, для чего на главном валу лабораторной установки кафедры станков и инструментов НГФ-110Ш 4 зажимался шлифовальный круг, а на стакане с тензорезисторами закреплялась заготовка. Для процесса шлифования устанавливались следующие параметры резания: скорость подачи заготовки 1м/мин, частота вращения шлифовального круга 800 мин-1. Шлифование проводили с изменением высоты шлифуемого слоя от 0 до 0, 075 мм. При данной высоте снимаемого слоя не наблюдалось засаливания инструмента.

Данные с тензодатчиков передавались на ПК и сигнал обрабатывался в специализированной программе LabVIEW. Далее данных импортировались в пакете Matlab, где проводилась предварительная обработка. Окончательная обработка, сравнение и построение графиков проводили в пакете Microsoft Excel. В таблице 1 приведены значения параметров, полученные в результате эксперимента.

Для определения наилучшего из испытуемых образцов шлифовальных кругов была применена процедура дискретной оптимизации на пространстве исследуемых параметров. В качестве целевой функции принята сумма взвешенных рангов этих параметров

FJ(t,?D,P,C)=(бi*Rji)>min, (1)

где Rji - ранг i-того параметра j-того образца шлифовального круга; бi - вес i-того параметра.

Значения рангов i-того параметра j-того образца шлифовального круга из условия минимизации целевой функции вычислялись по формулам

Rji= min(Х ji)/ Х ji, (2)

где Х ji абсолютное значение i-того параметра j-того образца шлифовального круга.

Ранжированные параметры приведены в таблице 2, здесь же приведены весовые коэффициенты параметров, полученные экспертным путем.

Таблица 2

В таблице 3 приведены ранжированные значения параметров с учетом их весовых коэффициентов и значения целевой функции.

Таблица 3

На рис. 1 приведена объемная диаграмма ранжированных взвешенных параметров исследованных шлифовальных кругов.

Рис.1 - Объемная диаграмма ранжированных параметров шлифовальных кругов

Как следует из диаграммы, непосредственно по взвешенным ранжированным параметрам определить наилучший по своим свойствам шлифовальный круг невозможно.

На рис. 2 приведён график изменения целевой функции, представляющей сумму взвешенных рангов параметров исследованных шлифовальных кругов.

Рис.2 - График изменения целевой функции

Максимальное значение целевая функция приобретает у образца шлифовального круга №8, обладающего в соответствии с принятыми критериями и их весовыми коэффициентами наилучшим сочетанием исследованных параметров.

Библиография

1. Ветошкин Ю.И., Корелин Д.В., Казакова А.В., Михайлов В.Е. [Текст]/Деревообработка: технологии, оборудование, менеджмент ХХI века. Труды VI международного евразийского симпозиума / Под научной ред. М.В. Газеева - Екатеринбург, 2011.-389 с.

Размещено на Allbest.ru