книги из ГПНТБ / Ящерицын, П. И. Шлифование с подачей СОЖ через поры круга

степенію уменьшаются. При этом если кажущаяся плот­ ность и количество пор па всем интервале зернистости уменьшаются равномерно, то удельная поверхность не­ равномерно. Для кругов с зернистостью от 180 (6) до 80 (16) удельная поверхность уменьшается значительно (с 33 до 25 мм2), а при дальнейшем увеличении зерни­ стости уменьшение удельной поверхности происходит в

Рис. 29. Микрофотографии структуры шлифовальных кругов фирмы «Нортон»: а — AA80I4VBE (Э9А16М2К4); б — AA8004VBE (Э9А16СТ1К.4) (увеличение 70)

90

меньшей степени (с 25 до 21 мм2). Таким образом, мел­ козернистые шлифовальные круги отличаются от крупно­ зернистых кругов более развитым структурным стро­ ением.

Из рис. 30 также следует, что наиболее вероятная площадь пор и активная пористость постепенно увеличи­ ваются при повышении зернистости шлифовальных кру­ гов. Зависимость абсолютной пористости от зернистости шлифовальных кругов носит экстремальный характер.

Рис30. Зависимость абсолютной т и активной т а пористости, удельной поверхности S^-д, наиболее вероятной площади S„ и количества N пор и кажущейся плотности р шлифовальных кругов фирмы «Карбор\ндум» от их зернистости Z: 1 — удель­ ная поверхность, определяемая методом случайных секущих С. А. Салтыкова в комбинации с точечным методом А. А. Гла­ голева; 2 — удельная поверхность, определяемая по методу

Корнфилда, Парка и Чокли

В частности, при увеличении зернистости от 180 (6) до 80 (16) абсолютная пористость уменьшается с 38 до 35%, а при дальнейшем увеличении зернистости шлифоваль­ ных коугов до 46 (40) абсолютная пористость увеличива­

ется от 35 до 43% ■ При увеличении твердости шлифовальных кругов

фирмы «Карборундум» почти все их структурные свой­ ства уменьшаются и только кажущаяся плотность посте­ пенно увеличивается. Это объясняется повышением со­ держания количества связки в кругах с увеличением их твердости.

91

С возрастанием номера структуры шлифовальных кругов увеличиваются их абсолютная и активная пори­ стость, наиболее вероятная площадь пор, а количество пор в единице объема круга, кажущаяся плотность и удельная поверхность уменьшаются. При этом абсолют­ ная пористость приближается к значению активной по­ ристости.

Рис. 31Микрофотографии структуры шлифовальных кругов фирмы «Карборундум»: а — AA120L4VF8 (Э9А10СМ2К4), б — AA46L4VF8 (Э9А40СМ2К4) (увели­ чение 70)

92

В заключение следует отметить, что исследование абсолютной пористости нами проводилось двумя мето­ дами: по методу Чокли, Корнфилда и Парка и по мето­ ду А. А. Глаголева; определение удельной поверхности порового пространства шлифовальных кругов — тремя методами: по методу Чокли, Корнфилда и Парка, по ме­

А. А. Глаголева. Накопленный опыт исследования абсо­ лютной пористости и удельной поверхности различными методами показал, что менее трудоемкими и более точ­ ными являются метод А. А. Глаголева для определения

А. А. Глаголева для определения удельной поверхности.

16. Исследование проницаемости шлифовальных кругов

фирм «Нортон» и «Карборундум»

Исследования проводились на тех же шлифовальных кругах, которые использовались и для изучения струк­ турных свойств. Каждый испытываемый шлифовальный круг устанавливался на специальную оправку шлифо­ вального шпинделя внутришлифовального станка мод. «СВАИГЛ-200» и через него под давлением 0,7 кгс/см2 от насоса ГІ-90 подавался содовый раствор. При этом производилось измерение расхода СОЖ через поры не­ подвижного круга в радиальном направлении. По полу­ ченным данным по закону Дарси (формула (15)) опре­ делялась проницаемость. Для получения более точных данных брали по три-пять шлифовальных круга каждой

38А 180—30 07ѴВЕ (Э9А 6—50 СТ1К7) от их зерни­

экстремальный характер. У шлифовальных кругов зер­ нистостью от 180 (6) до 80 (16) проницаемость умень­ шается. При этом степень уменьшения проницаемости тем больше, чем больше твердость шлифовальных кру­

93

гов и меньше номер их структуры. С дальнейшим возра­ станием зернистости шлифовальных кругов от 80 (16) до 30 (50) их проницаемость увеличивается. Это увеличе­ ние наблюдается вне зависимости от твердости и номера структуры шлифовальных кругов.

Анализ рис. 27 и 32 показывает, что зависимость про­ ницаемости (рис. 32) от зернистости шлифовальных кру-

Рис. 32. Зависимость проницаемости шлифовальных кругов фирмы «Нортон» от их зернистости: 1 — для кругов АА

180—30 05VBE (Э9А 6—50 СТ1К5); 2 — для кругов АЛ 180—30 J5VBE (Э9А 6—50 МЗК5); 3 — для кругов 38А 180—30 07VBE (Э9А 6—50 СТ1К7)

гов по своему характеру аналогична зависимости актив­ ной и абсолютной пористости (рис. 27) от зернистости.

Некоторое количественное различие между этими за­ висимостями наблюдается у мелкозернистых кругов. Если абсолютная и активная пористость у кругов с зер­ нистостью от 180 (6) до 80 (16) изменяется весьма су­ щественно — от 52 до 35%, то проницаемость изменяется

94

стость увеличивается от 35 до 42%, а проницаемость — на 0,4 дарси. Такое количественное различие в исследуе­ мых зависимостях объясняется тем, что у мелкозерни­ стых кругов имеется большое количество пор малого раз­ мера. Эти поры обнаруживаются и учитываются при ста­ тистических методах определения абсолютной пористо­ сти. Они также заполняются жидкостью и учитываются при определении активной пористости по методу пропит­ ки. Но пропускная способность малых пор при фильтра­ ции СОЖ значительно меньше, чем больших. Образно говоря, если имеем, например, десять малых пор и одну большую, по площади равную сумме площадей десяти малых пор, то пропускная способность (проницаемость) одной большой поры будет значительно больше, чем сум­ марная проницаемость десяти малых. Другими словами, малые поры представляют собой значительно большее гидравлическое сопротивление, поэтому мелкозернистые круги хотя и обладают значительной пористостью, но проницаемость их невелика.

У мелкозернистых шлифовальных кругов с большим номером структуры поры больше по размерам, а поэто­ му они обладают большей проницаемостью. Для крупно­ зернистых кругов с зернистостью 80 (16) и более наблю­ дается достаточно четкая корреляционная взаимосвязь между активной пористостью и проницаемостью. При этом чем больше зернистость кругов, тем больше коэф­ фициент корреляции между активной пористостью и проницаемостью. В частности, для кругов АА 180— 30 05VF8 (Э9А 6—50 СТ1К5) коэффициент корреляции составляет 0,35—0,25 для мелкозернистых кругов, а при

обычном охлаждении, так и при охлаждении через поры

круга.

На рис. 33 показана зависимость проницаемости шлифовальных кругов АА80 Н—О 5VBE (Э9А16 Ml —

СТ1 К5), АА60 Н—О 5VBE (Э9А25 M l—СТ1 К5) и 38А46 Н—О 5VBE (Э9А40 M l—СТ1 К5) от их твердости при различной зернистости. Из рисунка видно, что с уве­ личением твердости шлифовальных кругов фирмы «Нор-

9.5

тон» их проницаемость уменьшается, при этом круги с большей зернистостью имеют и большую проницаемость.

По своему характеру зависимость проницаемости (рис. 33) от твердости шлифовальных кругов аналогич­ на зависимости абсолютной н активной пористости, наи­ более вероятного размера нор, удельной поверхности и количества пор в единице объема круга (рис. 28) от твер­ дости. Коэффициент корреляции между этими величина­ ми находится в пределах 0,65—0,9.

Рис. 33. Зависимость проницаемости шлифовальных кругов фирмы «Нортон» от их твердости: 1 — для кругов АА80 Н—О 5VF8 (Э9А16 M l—СТ1 К5); 2 — для кругов АА60 Н—О 5VF8 (Э9А25 M l—СТ1 К5); 3 — для кругов 38А46 Н—О 5VF8 (Э9А40 M l—СТ1 К5)

На рис. 34 изображена зависимость проницаемости шлифовальных кругов AA100J 4—9 ѴВЕ (Э9А12МЗ К4— 9) и 38А540 4—9 ѴВЕ (Э9А32СТ1 К4—9) от номера их структуры при различной зернистости. Из рисунка сле­ дует, что проницаемость шлифовальных кругов возра­ стает с увеличением номера структуры.

Таким образом, у шлифовальных кругов фирмы «Нортон» проницаемость повышается с увеличением их зернистости и номера структуры и уменьшается с повы­ шением твердости. Исключением из этого общего прави­ ла являются мелкозернистые мягкие плотной и средней

96

структуры круги, у которых с увеличением зернистости от 180 (6) до 80 (16) проницаемость уменьшается в сред­ нем на 0,1—0,2 дарси.

Аналогичные исследования проницаемости были вы­ полнены для шлифовальных кругов фирмы «Карборундум» различных размеров н характеристик. Полученные экспериментальные данные приведены на рис. 35 в виде зависимостей проницаемости от зернистости, твердости и номера структуры.

Рис. 34. Зависимость проницаемости шлифовальных кругов фирмы «Нортон» от номера их структуры:

Из рисунка видно, что проницаемость шлифовальных кругов фирмы «Карборундум» повышается с увеличе­ нием их зернистости (кривая /). Повышение проницае­ мости кругов зернистостью от 180 (6) до 60 (25) проис­ ходит в большей степени, чем для кругов зернистостью от 60 (25) до 30 (50). Значение проницаемости кругов зернистостью 60 (25) является точкой перегиба на гра­ фике исследуемой зависимости. Такой характер данной зависимости объясняется количественным соотношением различного типа пор в шлифовальных кругах разной зер­ нистости. Для крупнозернистых кругов характерны сооб­ щающиеся, проницаемые, канальные и капиллярные поры. В мелкозернистых кругах, помимо указанных выше, большую долю от общего количества пор состав­ ляют молекулярные (субкапиллярные) и переходные

98

размером сообщающихся пор. Проницаемость же мелко­ зернистых кругов определяется степенью взаимодейст­ вия жидкости со стенками молекулярных и переходных пор и сравнительно небольшим количеством и размером сообщающихся пор.

Таким образом, для мелкозернистых кругов при пе­ реходе от одной зернистости к большей характерно уменьшение количества молекулярных пор при одновре­ менном увеличении количества пор, через которые воз­ можно гравитационное истечение СОЖ. Данный вывод подтверждается аналогичным характером зависимости размеров пор (см. рис. 30) и проницаемости (см. рис. 35, кривая 1) от зернистости.

Проницаемость шлифовальных кругов фирмы «Карборундум» уменьшается с повышением их твердости (кривая 2, рис. 35) и увеличивается с повышением номе­ ра структуры (кривая 3, рис. 35), что вполне законо­ мерно. Это объясняется тем, что с повышением твердости шлифовальных кругов увеличивается количество связ­ ки за счет уменьшения количества и размеров пор и, следовательно, проницаемость кругов уменьшается. При повышении номера структуры шлифовальных кру­ гов увеличиваются размер пор и активная пористость, что и обеспечивает возрастание их проницаемости.

В заключение для шлифовальных кругов фирм «Нортон» и «Карборундум» по известным значениям активной пористости и проницаемости по формуле (27) определялось среднее значение пор, которое сравнива­ лось с экспериментально измеренными на микрофото­ графиях параметрами пор. В результате установлено,

7*