磨削過程中測量工件溫度的傳感器

1、磨削過程中測量工件溫度的傳感器,7 國削曼塵襲:零一一竺磨剖過程中測量工件溫度的傳成器】_ddcogdeiij三，四年前作者改進(jìn)了一種方法來測量齒輪傳動(dòng)輾子疲勞試驗(yàn)機(jī)全面進(jìn)磨法樣品的溫度這一基于一個(gè)熱電偶小球"懸浮，'在工件表面冷卻液形成的液體薄膜上的技術(shù)對(duì)齒輪傳動(dòng)試驗(yàn)機(jī)和使用油類冷卻液的全面進(jìn)磨法非常 有甩水溶油性冷卻液雖然比油類液更薄，但 是形成的液體薄膜沒有可以支持熱電偶小球的 足夠粘度.搭在的應(yīng)用包括實(shí)時(shí)工件溫度測量和預(yù)測 工件灼熱損傷及增長切削料物性深受熱致摩 擦化學(xué)反應(yīng)的影響，這一反應(yīng)是在切削工具， 進(jìn)入及旋即離開工件砂輪界而的新生工件表面 及冷卻液/潤滑液之問進(jìn)

2、行的在大多數(shù)產(chǎn)品 磨削操作中必須考慮到不希望的熱致金相改變 （磨床過心）:在磨削循環(huán)內(nèi)平均溫度增加導(dǎo)致的工件脹大使精確尺寸控制度變得困難動(dòng) 態(tài)工件溫度溺量是組成磨床控制系統(tǒng)的一個(gè)有 機(jī)部分，可使產(chǎn)量明顯增加并提高質(zhì)量.1 討論效磨削區(qū)tip砂輪工件接觸的小的仃 留區(qū)二可以看作是一個(gè)運(yùn)動(dòng)的熱源，類似于輪 齒的滑動(dòng)摩擦接觸.s.malkia,磨削理論可用 來估計(jì)產(chǎn)生磨床過熱的臨界磨削功率有效磨 削區(qū)的總溫度等于所溺的工件平均溫度加上用 輸入磨削區(qū)的被溺功率計(jì)算出的瞬時(shí)溫度輸 入功率的釧量是通過將相位校正瓦特表連在磨 削軸驅(qū)動(dòng)馬達(dá)上工件溫度借助于粘附在旋轉(zhuǎn) 工件上的冷卻液薄膜通過”跟蹤熱電偶&quo

3、t;直接 測量.圈1為磨削艷，工件，冷卻液供應(yīng)射流，溫度傳感器的布局示意圖傳感器包括一個(gè)裝癮圖1布局簡圖于柔性懸臂粱一端的珠形熱電偶，實(shí)際中盡量靠近有效磨合區(qū)的人口工件離開有效磨削區(qū)轉(zhuǎn)至傳感器位置的近s14的吋間戀須足以使冷卻液薄膜和工件表面達(dá)到大體上的熱乎衡.熱電偶和冷卻液薄膜的溫度時(shí)間常數(shù)影響 工件平均溫度測量的準(zhǔn)確度熱電偶時(shí)間常數(shù) 很易棚量,但液膜卻不行這是由自由液膜厚 度的不定引起的盡管如此，實(shí)驗(yàn)證明時(shí)間常 數(shù)不是一個(gè)很嚴(yán)重的問題至少對(duì)油潤滑齒輪 傳動(dòng)試驗(yàn)機(jī)不是用跟蹤熱電偶攬i得的齒輪傳 動(dòng)輾子試驗(yàn)機(jī)溫度一般與嵌人式熱電偶淵得的 溫度都是可比的雖然對(duì)壘面進(jìn)磨法沒有進(jìn)行 嚴(yán)格的比較，但實(shí)

4、際應(yīng)用中并沒有發(fā)現(xiàn)嚴(yán)重的 問題.過去傳感器用普通熱電偶絲做成,用鉛絲 作懸臂粱改進(jìn)的傳感器的懸臂粱（時(shí)間常數(shù) 更小，更耐用）用耐油撩腔（如氯丁橡膠）滌 層的，裸線時(shí)精度等級(jí)0qp5時(shí)或0.010時(shí)直徑 的熱電偶絲制成.梁的彈簧比率在實(shí)際中比假設(shè)的更安全：液體薄膜可以承擔(dān)相當(dāng)大的負(fù)載而且膜破裂 使熱電偶小球穿過薄膜蹭到工件上，產(chǎn)生一個(gè)圖2跟路電熱偶結(jié)構(gòu)很強(qiáng)的熱電信號(hào)驅(qū)動(dòng)機(jī)械的伺服控制是完全 可行的，但大多數(shù)情況下可能不必要.圖3為一般工件溫度行為在冷卻液的沸點(diǎn)溫度以下，溫度從磨削開始時(shí)的起始溫度人 體上穩(wěn)定上升.磨削時(shí)的溫度上升速率，以及 相應(yīng)的無火花磨削時(shí)工作溫度,工件與工件之 間可能很不相同

5、,這使精確磨削時(shí)要保持嚴(yán)格 的允差很困難這一不同與磨粒遲鈍,輪子承 載，磨削坯料（及與此相關(guān)的磨削時(shí)間）和/ 或熱傳遞系數(shù)引起的熱輸入的變化有關(guān).最后 工件尺寸一旦確定的瞬間的溫度變化可能是無 火花磨削時(shí)工件溫度變化的十倍結(jié)果是過度 磨覦坡同，圈3工件熱彫應(yīng)特性的工件尺寸變化.在有效磨削區(qū)的出口處，由于局部表面溫 度超過了冷卻液的沸點(diǎn)溫度使薄膜在工件表面 上沸騰經(jīng)歷薄膜沸騰的區(qū)域隨工件溫度的增 加或降低而脹人或收縮,并使局部熱傳遞系數(shù) 降低約一個(gè)數(shù)量級(jí)只要工件平均溫度保持在 冷卻液沸點(diǎn)溫度以下，狀態(tài)就是熱穩(wěn)定的，但 溫度增加,就變得越來越不穩(wěn)定雖然冷卻液 射流減緩了增長,但狀態(tài)還是不穩(wěn)定的一既

6、使 是在經(jīng)歷了薄膜沸騰使工件整體熱傳遞能力降 溫的區(qū)域里的激小增長這導(dǎo)致了工件平均溫 度的增女并進(jìn)一步擴(kuò)大了沸騰區(qū).薄膜沸跨發(fā)生后，不受抑制的工件表面溫 度可以增加得非?？欤钡街匦禄謴?fù)熱平衡， 通常在高出鋼的奧氏俸轉(zhuǎn)換溫度很高的溫度 上應(yīng)注意到，有可能有效蘑削區(qū)里的溫度高 到足以使回火馬氏體轉(zhuǎn)變成奧氏俸，甚至用 “冷f件也是允許工件熱到使冷卻液沸騰 是一個(gè)正確的方法.2 結(jié)論跟蹤熱電偶常用來測量齒輪傳動(dòng)醍子疲勞 試驗(yàn)機(jī)旋轉(zhuǎn)試驗(yàn)樣品的平均溫度逡一技術(shù)也 成功地用于測量使用油類冷卻液的全面進(jìn)磨工 件溫度使用水類冷卻維時(shí)該技術(shù)的主要問題 有1t）傳感器驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的開發(fā)有助于低粘度 過程液體形成可靠的液體薄膜.整個(gè)系統(tǒng)的耐久性和可靠性.何瑜譯自9 tr eci s i onengineering5 51991,13,2,135137（上接17第頁）密特觸發(fā)器的輸出信號(hào)被送到微控制器的中斷 腳微控制器中斷后,立即控制步進(jìn)電機(jī)反 轉(zhuǎn)，使刀尖退離孔壁試驗(yàn)表明，這種接觸傳 感的重復(fù)精度小于步進(jìn)電機(jī)的二步（約為libra）.5 試驗(yàn)結(jié)果在數(shù)控中心上對(duì)鑲頭進(jìn)行丁試驗(yàn)試件一 20 為三塊鋁臺(tái)疊，要求達(dá)到鎮(zhèn)孔直