Analiza brusnih plošč pri brušenju industrijskih valjev

201

V diplomskem delu je predstavljen proizvodni proces izdelave valjev za metalurško industrijo s poudarkom na njihovi končni obdelavi oziroma brušenju. Predstavljeni so orodje za brušenje oziroma brusne plošče in delovni pogoji pri postopku brušenja industrijskih valjev. Poznavanje razmer pri brušenju zelo pripomore k optimizaciji procesa brušenja ter tudi k razvoju novih brusnih plošč in optimizaciji postopka njihove izdelave. Predstavljen je postopek testiranja in analiziranja brusnih plošč pri brušenju težje obdelovalnih materialov z oznakama CCr-N-77 in CGHSS-NF-7. S spremljanjem postopka obdelave sem analiziral brusne plošče treh različnih proizvajalcev (Tyrolit, Swaty in Theleico) pri enakih pogojih brušenja. Pri analiziranju je bila v ospredju predvsem osredotočenost na vrednosti brusnega faktorja G, pri katerem je zaželeno, da je vrednost čim večja.

Glede na analizo rezultatov testiranja brusnih plošč treh različnih proizvajalcev pri brušenju delovne površine valja, ki je iz materiala oznake CCr-N-77, lahko sklepam, da na sposobnost brušenja tega materiala vplivajo kemična sestava, mikrostruktura in posledično predvsem trdota materiala zaradi številnih trdih kromovih karbidov, ki so prisotni v mikrostrukturi. Glede na izračunani faktor G sta primerni dve brusni plošči: Tyrolit in Swaty. Pri obeh je bil faktor G večji od 8, kar je tudi izhodiščni parameter pri brušenju tega materiala. Dobro bi bilo zaradi malo trše strukture brusne plošče Swaty opraviti še nadaljnje testiranje s spremembo oziroma z zmanjšanjem obodne hitrosti brusa in dodajanje omejiti na največ 35 % obremenitve motorja.

Zanimivo je, da se pri brušenju materiala z oznako CGHSS-NF-7 rezultati pri vseh treh brusnih ploščah precej razlikujejo od rezultatov brušenja materiala CCr-N-77. Obrabe brusnih plošč so bile večje, prav tako je večji tudi učinek glede na volumen izbrušene površine valja v časovni enoti, kar je med drugim posledica večjega dodajanja brusa k obdelovancu. Obremenitev motorja pri danih pogojih brušenja materiala CGHSS-NF-7 je bila namreč manjša, kar nakazuje manjše sile, ki so potrebne za odvzem materiala. Pri tem pa je izračunana vrednost faktorja G, ki pri materialu CCr-N-77 dosega pri uporabi brusne plošče Tyrolit in Swaty optimalno vrednost, pri materialu CGHSS-NF-77 popolnoma neustrezna.

Na podlagi izračunanega faktorja G sklepam, da je produktivnost pri brušenju materiala CGHSS -NF-7 z najboljšo brusno ploščo Tyrolit, ki je trenutno na voljo v podjetju, do dvakrat manjša od vrednosti, ki sem jo dobil pri brušenju materiala CCr-N-77, kar pa vpliva tudi na samo ekonomičnost obdelave in s tem povečuje stroške zaradi obrabe orodja.

Iz dobljenih rezultatov testiranj brusnih plošč sem ugotovil, da je sicer smiselno še naprej uporabljati brusno ploščo Tyrolit za brušenje delovnih plasti valjev iz materialov CCr-N-77 in CGHSS-NF-77. Brusna plošča Swaty bi bila uporabna za brušenje materiala CCr-N-77, medtem ko za brušenje materiala CGHSS-NF-7 ni primerna predvsem zaradi prevelike obrabe brusne plošče, kar povečuje stroške glede na obrabo orodja.

Brusna plošča Theleico zaradi prevelike obrabe in nizke vrednosti faktorja G ne bi bila primerna za brušenje pri nobenem izmed materialov, ki sta bila uporabljena za to testiranje.

Ugotavljam, da so pri izbiri vrste brusne plošče poleg njenih osnovnih značilnosti, kot so sestava, struktura in trdota brusne plošče, izredno pomembne tudi kemična sestava, mikrostruktura in trdota obdelovanca.

Glede na rezultate pri brušenju materiala CGHSS-NF-7, ki je še v razvoju, je potrebno sodelovanje s proizvajalcem brusnih plošč pri razvoju novega brusa. Namen bi bil preseči izhodiščne parametre in optimizirati brušenje, predvsem z ekonomskega vidika, in sicer zaradi prevelike obrabe brusnih plošč pri brušenju tega materiala. Analiza je pokazala, da je obraba najboljše brusne plošče (Tyrolit) pri brušenju materiala CGHSS-NF-7 tudi do dvakrat večja kot pa pri brušenju materiala CCr-N-77.

S pomočjo pridobljenih rezultatov sem izdelal tabelo s priporočili za uporabo brusnih plošč (ki sem jih testiral in ugotovil njihovo uporabnost) za grobo brušenje delovnih površin valjev, ki so iz materialov CCr-N-77 in CGHSS-NF-7, na brusilnem stroju Hercules.

Tabela 18: Priporočilo za uporabo brusnih plošč

Priporočilo za uporabo brusne plošče Tyrolit pri brušenju materialov CCr-N-77 in CGHSS-NF-7
Material Obodna hitrost obdelovanca

m/s

Obodna hitrost brusa m/s Vzdolžno podajanje os Z [mm/min] Kontinuirano dodajanje

os X [mm/min]

 

Priporočljiva obremenitev motorja osi brusne plošče [%]
CCr-N-77 40 40 2500 0,02 45
CGHSS-NF-7 45 40 2000 0,03 50
Priporočilo za uporabo brusne plošče Swaty pri brušenju materiala CCr-N-77
CCr-N-77 40 35 2500 0,01 35

Vir: (Lastna raziskava, 2016)

Na podlagi analize rezultatov testiranja brusnih plošč sem izpeljal ugotovitve, ki mi bodo v prihodnje še kako pomagale pri delu. Poznavanje rezalnih lastnosti brusov pri brušenju je ključnega pomena, če želimo izboljšati kakovost obdelave. Smiselno je uporabljati brusne plošče, ki zagotavljajo nižje stroške brušenja, velik odvzema materiala na časovno enoto in veliko vrednost brusnega faktorja, ki pa mora biti v dotičnem primeru večja od 8. Zaradi vedno večjih zahtev kupcev o vzdržljivejših valjih glede na obrabno odpornost lahko v prihodnje pričakujemo vedno večje izzive glede pravilne izbire orodja in obdelave teh materialov, da bo obdelovalnost ekonomično upravičena. Zaradi časovne omejitve nisem mogel oziroma nisem imel možnosti testiranja materialov glede na vplive odrezovalnih parametrov, kot so obodna hitrost brusa, pomik brusa in obodna hitrost obdelovanca za posamezni brus. To pa ne pomeni, da je raziskava s tem končana.

Prepričan sem, da sem s tem diplomskim delom pridobil koristne informacije za podjetje in tudi za proizvajalca brusnih plošč, s katerim ima podjetje namen vnaprej sodelovati pri razvoju in testiranju novih brusov, ki bodo pripomogli k produktivnosti tega obdelovalnega postopka v obravnavanem podjetju.

Download full insight