Температурні моделі для моніторингу стану технологічної системи шліфування

Анотація

Температура шліфування обмежує продуктивність цієї операції і є важливим параметром для оцінки стану технологічної системи. Однак в існуючих комп'ютерних системах моніторингу та технологічної діагностики на верстатах з ЧПК інформація про поточну температурі шліфування відсутня. Це викликано труднощами прямого і непрямого вимірювання цього параметра. У першому випадку – труднощами з установкою датчиків температури, у другому – відсутні прийнятні математичні моделі для визначення температури шліфування. Мета дослідження - розробка більш простої температурної моделі, яка буде прийнятною для сучасного шліфування з великими значеннями швидкості заготовки щодо шліфувального круга. Для досягнення мети дослідження була виконана класифікація рішень три-, дво- і одновимірного диференціальних рівнянь теплопровідності з однаковими початковими і граничними умовами для дослідження температур шліфування за допомогою цих рішень при інших рівних умовах. Умови близького узгодження результатів рішень встановлюються в залежності від геометричної конфігурації зони контакту між шліфувальним кругом і заготовкою: H/L <1 і H > 4, де H і L - половина ширини і половина довжини зони контакту, відповідно. Вищезазначені три рішення диференціальних рівнянь теплопровідності отримано при граничних умовах другого роду і були перетворені в однорідну безрозмірну форму, в якій безрозмірна температура залежить від координати і кратності безрозмірного часу числу Пекле, яке характеризує цей час, а також безрозмірні півширину і швидкість рухомого джерела тепла. Порівняльний аналіз поверхневих і глибинних температур був виконаний для трьох зазначених вище рішень в залежності від числа Пекле. Показана можливість визначення температури шліфування на сучасних високошвидкісних верстатах з ЧПК за одновимірним рішенням при H > 4 на основі комп'ютерних підсистем проектування, контролю та діагностики операції шліфування