Analysis of mathematical model describing a problem of temperature rise during one - sided surface lapping

• Autorzy: Molenda J. , Barylski A.

Warianty tytułu

PL

Analiza modelu matematycznego opisującego wzrost temperatury podczas docierania jednostronnego powierzchni płaskich

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper presents the results of verification of mathematical models developed in literature. They allow estimating the average and maximum temperature rise ofwork surface during lapping. Researchers by making some simplifying assumptions analyze temperature rise during abrasive-workpiece contact. The heat generated at this contact is taken as a product of the friction force and relative sliding velocity between the abrasive and the work surface. They treat each abrasive grain as a moving heat source applied to the work surface. By using their formulation the electronic model was create. The model was then applied to calculate the maximum temperature rise during steel element lapping, with single disc lapping machine ABRALAP 380. For machining the abrasive slurry on the basis of silicon carbide 95A number F600/9 was used The temperature was measured by way of infrared camera V-20 II series produced by VIGO System S.A. Thus, calculations were made for real lapping operations conducted to confirm the correlation between lapping temperature and parameters like pressure or, velocity. The goal was to compare results of experiments and calculations. Comparison of the analytical and measured temperature rises shows that not only their values are different. The first ones are constant and the second are time dependent. Values calculated with theoretical model help are also underestimated. It isprobably caused by that the authors didn't take into consideration some important factors, i.e. lapping machine influence and it 's working time length.

PL

W pracy przedstawiono wyniki próby weryfikacji modeli matematycznych sformułowanych w literaturze. Pozwalają one na wyznaczenie średniej i maksymalnej wartości wzrostu temperatury w kontaktach roboczych mikroziaren ściernych. Badacze przyjmując szereg założeń upraszczających, analizują w nich wzrost temperatury spowodowany ciepłem wydzielonym w wyniku działania siły tarcia i prędkości względnej między pojedynczym ziarnem a powierzchnią docieraną. Ziarna traktują jako ruchome źródła ciepła działające na tę powierzchnię. Wykorzystując zaproponowane zależności sformułowano model komputerowy.  Następnie,  wykorzystując ten model, przeprowadzono obliczenia dla danych odpowiadających warunkom wcześniej prowadzonych badań. Badania te miały na celu oszacowanie wpływu podstawowych parametrów obróbki na wzrost temperatury w procesie docierania. Przeprowadzone zostały na stanowisku, którego podstawowymi elementami były jednotarczowa docierarka pierścieniowa ABRALAP 380 przeznaczona do obróbki powierzchni płaskich oraz kamera termograficzna serii V-20 II firmy VIGO System S.A. Otrzymane wartości porównano w kolejnym kroku z wartościami rzeczywistymi. Do porównań przyjęto obliczone wartości maksymalne wzrostu temperatury. Porównanie wartości obliczonych ze zmierzonymi pokazało, że różnią się one nie tylko ilościowo. Podczas, gdy pierwsze mają wartość stałą, niezależną od czasu, drugie zmieniają się w czasie. Widać również duże niedoszacowanie wartości analitycznych. Wynika ono prawdopodobnie z nie uwzględnienia np. wpływu docierarki, czy czasu jej pracy.

Słowa kluczowe

EN

one side lapping; temperature rise model; executory system temperature; thermal imaging measurements; lapping parameters; lapping machine executory system

PL

docieranie jednotarczowe; model wzrostu temperatury; temperatura elementów układu; pomiary termowizyjne; parametry docierania

• Wydawca: Łukasiewicz Research Network - Institute of Aviation ; European Science Society of Powertrain and Transport KONES Poland ; Wydawnictwo Instytutu Technicznego Wojsk Lotniczych
• Czasopismo: Journal of KONES
• Rocznik: 2009
• Tom: Vol. 16, No. 4
• Strony: 343--350
• Opis fizyczny: Bibliogr. 9 poz., rys.

Twórcy

autor

Molenda J.

autor

Barylski A.

• Gdynia Maritime University Faculty of Marine Engineering Morska Street 81-87, 81-225 Gdynia, Poland tel: [phone], fax [phone],

Bibliografia

• [1] Barylski, A., Deja, M., Wyznaczanie odległości pomiędzy przedmiotem obrabianym i czynną powierzchnią docieraka tarczowego, XXVI Naukowa Szkoła Obróbki Ściernej, Łódź, 2003.
• [2] Barylski, A., Molenda, J., Koncepcja poprawy jakości docierania elementów cienkościennych na docierarce jednotarczowej, Materiały i Technologie. Roczniki Naukowe Pomorskiego Oddziału Polskiego Towarzystwa Materiałoznawczego, Nr 3, 2005.
• [3] Barylski, A., Molenda, J., Badania wstępne wpływu czasu i prędkości docierania na temperaturę elementów układu wykonawczego docierarki jednotarczowej, XXIX Naukowa Szkoła Obróbki Ściernej, Gdańsk-Jurata, 2006.
• [4] Bulsara, V. H., Ahn, Y., Chandrasekar, S., Farris, T. N., Polishing and lapping temperatures, Journal of Tribology, Vol. 119, 1997.
• [5] Chang, Y. P., Hashimura, M., Dornfelf, D. A., An Investigation of Material Removal Mechanisms in Lapping with Grain Size Transition, Journal of Manufacturing Science and Engineering, Vol. 122, No. 3, 2000.
• [6] Feld, M., Barylski, A., Docieranie. Wytyczne doboru warunków obróbki, Wydawnictwa Przemysłu Maszynowego WEMA, Warszawa 1979.
• [7] Imanaka, O., Lapping Mechanics of Glass – Especially on Roughness of Lapped Surface, Annals of the CIRP, Vol. 13, No. 3, 1966.
• [8] Marinescu, I. D., Uhlmann, E., Doi, T. K., Handbook of lapping and polishing, CRC Press, Boca Raton, London, New York 2007.
• [9] Spur, G., Engel, H., Tool engagement and surface formation in lapping of brittle materials, Int. J. Japan Soc. Prec. Eng., Vol. 33, No. 3, 1999.