磨粒的“后部效应”对瓷砖破碎及振动的影响.pdf

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1、潮探索与交流文章编号：1001-9642(2012)6-0036-07磨粒的“后部效应”对瓷砖破碎及振动的影响邵俊鹏，徐斌(哈尔滨理工大学机械动力工程学院，哈尔滨150080)【摘要】为了研究磨头微观加工机理，提出低、高微观加工理论研究的很少。特别是瓷砖微观结构与抛光速磨头微观冲击机理。建立微观冲击速度和振幅模型。通机微观加工机理之间的关系没有进行研究。过SEM实验得出瓷砖微观缺陷形成过程，并验证了冲击机这里建立了低、高速磨头微观冲击速度、振幅模型，理理论符合瓷砖表面形貌。通过振动实验得出：粗抛阶段，通过实验获得的瓷砖微观形貌，验证

2、了冲击机理的正确低速磨头可以减少瓷砖缺陷，降低冲击振动；精抛阶段，性。通过振动实验验证了所建微观冲击模型的正确性。高转速磨头可以提高瓷砖的表面质量。利用研究结果指出现行粗、精抛光过程中的问题，并给【关键词】抛光机，磨头，微观冲击，瓷砖予建议。中图分类号：THI71TQI74．5文献标识码：A1摆动式磨头的工作原理0引言图i为摆动式抛光磨头工作原理图，磨头工作原理为：电机l驱动主动带轮2，通过传送带又驱动从动带轮陶瓷抛光砖是现代建筑装修工程中应用最为广泛的4(从动带轮4与磨头主轴、磨头壳体以及主动齿轮3刚陶瓷制品之一。随着审美观念的日

3、益提高，对陶瓷砖的性连接在一起)。从动带轮4带动带动磨头壳体实现公转，表面加工质量提出了更高的要求。国内外对瓷砖进行了同时从动带轮带动主动齿轮3转动。主动齿轮3驱动从大量研究。在瓷砖生产和检测方面：L．F．A．Campos动齿轮6、凸轮5旋转(从动齿轮与凸轮5是刚性连接在等[1-2]提出利用废物生产瓷砖，并提出了瓷砖的回收和利一起)。磨头壳体在公转的同时，通过差动(主动齿轮3用。GMAtiqurRahaman等【3]～[61利用分类技术、智与从动齿轮6相差两齿)轮系，使凸轮5相对磨头壳体能机器对瓷砖的表面缺陷进行检测。在瓷砖加工方面

4、：F．产生一个相对转动，凸轮5驱动主动摆杆7，主动摆杆又J．P．sOUSA等_7]~【9对瓷砖加工过程中的运动进行了分析。I。M．Hutchings等_1。。对瓷砖的微观结构进行了研究，得出瓷砖微观结构对磨头磨损的影响很大。国内的研究人员对瓷砖的加工过程，以及瓷砖抛光机的振动故障进行了大量研究。如：李松等_1通过试验得出瓷砖的抛光轨迹以及磨头转速对瓷砖抛光质量的影响。在抛光机设备的研发方面：汤迎红等_1优化了抛光盘的凸轮曲线，解决了柔性冲击问题。吴南星等n用加水方法控制噪声。陈彩如等f1对抛光机水平方向的抛光过程进行了建模和仿真，得

5、出了平面抛光时当量磨削量的分布规(a)律。陈丽芬等对利用功率谱分析磨头的故障。程洪涛】s]等磨头轴的模态以及动态特性进行了分析。国内的研V究主要宏观上对抛光机的进行了研究。但是瓷砖微观结构对抛光机加工性能的影响以及抛光机磨头的微观加工机理从未进行研究，也未见相关文献发表。国外对瓷砖微观结构的缺陷检测研究得比较多，而对瓷砖抛光机的收稿日期：2012—1～9(b)基金项目：高等学校博士学科点专项科研基金资助项目(20050214001)图1摆动抛光磨头原理示意图作者简介：邵俊鹏(1957-)，男，教授、博士研究生导师。Fig．1Sche

6、maticdiagraminkindoftheswing-style主要研究方向为：机电一体化研发及设备振动研究。tilepolishinggrindingheadE-mail：siP566@165．corn(a)磨头结构示意图(b)磨块座系统展开示意图通讯作者：徐斌(1979-)，男，博士生。主要研究方向为：1电机，2主动带轮，3主动齿轮，4主动带轮5凸轮．6从抛光机的研发及振动故障研究。动齿轮．7主动摆杆，11从动摆杆，8、12磨块座，9E-m&il：xubin197945@16,3．tom、13磨块，10瓷砖36I中艄瓷IIl

7、ll帮2012年第6期中国陶瓷驱动从动摆杆11。使连接在摆杆上的磨块座8、12做往图3为图2中I的局部放大图，并且是旋转为水平复的摆动。状态后的放大图。2轴向力和切向力共同作用时磨头下方瓷接触面上的压力分布为：砖的应力状态(，一)=由磨头工作原理可知，在抛光过程中，磨头以轴向载荷压在瓷砖表面，同时磨块绕磨头轴线旋转，对瓷砖式中，P为作用在磨粒上的力，该力为轴向力F与施加切向作用力。切向力T的合力；a为接触面投影圆的半径；r为压力点李春林等以及文献研究表明：脆性材料在轴向力和离开压力中心的距离。切向力共同作用时，等应力线分布是非均匀的

8、，不对称的。压力面中心处的压力为：在接触面上，在切应力的前方将产生压应力而后方则产生拉应力。根据这一研究结果，磨头下方瓷砖应力状态。=(2)分成为三个区：压应力区A、过渡区B、拉应力区C。如图2所示。在半无限体内沿对称轴上的应力分量为