Способ получения поверхностей шаржированием абразивными частицами
Владельцы патента RU 2739047:
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Брянский государственный инженерно-технологический университет» (RU)
Изобретение относится к технологии получения изделий из древесины, поверхность которых шаржирована абразивными частицами, такими как кварц или электрокорунд. Область применения изделий - триботехнические испытания на абразивное изнашивание. Абразивные частицы наносят пескоструйным методом на обработанную строганием поверхность щита из древесины, на которой предварительно закрепляют металлическую сетку. Сетку закрепляют с расположением ряда ее ячеек под углом 45° к стороне щита. Толщина сетки равна половине размера абразивных частиц, а линейные размеры ячейки сетки превышают размер абразивных частиц не менее чем в 4 раза. После нанесения абразивных частиц их излишки, выступающие над сеткой, удаляют и снимают сетку. Внедрение абразивных частиц в поверхность щита производят перемещающимся по ней металлическим валиком. В результате обеспечивается равномерная плотность абразивных частиц. 1 ил.
Изобретение относится к технологии получения изделий из древесины, например, досок или клееных щитов, поверхность которых шаржированы абразивными частицами, такими как кварц или электрокорунд. Область применения таких изделий - триботехнические испытания на абразивное изнашивание.
Известен способ шаржирования поверхностей абразивными зернами, при котором абразивные зерна вдавливаются в шаржируемую поверхность твердым пуансоном после предварительного их распределения на пуансоне, заливке водой и заморозки, что обеспечивает уменьшение разрушения абразивных зерен (патент №982884, кл. B24D 17/00, опубл. 23.12.1982 г.).
Однако данный способ достаточно сложен и трудоемок.
Также известен способ шаржирования поверхностей абразивными зернами, при котором абразивные зерна предварительно располагают в промежуточном элементе пластинчатого материала и осуществляют их вдавливание в шаржируемую поверхность твердым пуансоном (патент №1738620, кл. В24В 57/00, B24D 18/00, опубл. 07.06.1992 г.).
Недостаток данного способа - сложность его осуществления и ограниченная применимость для шаржирования материалов, обладающих достаточно высокой твердостью.
Известен способ шаржирования поверхностей абразивными зернами, позволяющий уменьшить разрушаемость абразивных зерен при их шаржировании за счет вдавливания при всестороннем объемном равномерном сжатии зерен путем пластического деформирования промежуточного материала (патент №1283065, кл. В24В 57/00, опубл. 15.01.1987 г.).
Однако данный способ достаточно сложен, требует дополнительного нагрева деформируемого материала до температуры его плавления, что не позволяет применить его для шаржирования древесины.
Известен способ шаржирования поверхности, включающий нанесение на поверхность тела абразивного материала и внедрение материала в поверхность при помощи специального инструмента путем воздействия на инструмент периодически увеличивающейся динамической нагрузки и перемещения инструмента параллельно поверхности с постоянной нагрузкой в промежутке между воздействием динамической нагрузки (патент №982872, кл. В24В 1/00, опубл. 23.12.1982 г.).
Недостаток данного способа - сложность расчета основных параметров процесса и используемого оборудования.
Известен способ распределения алмазных зерен при помощи тканевой сетки перед вдавливанием в рабочую поверхность инструмента пуансоном (патент США №2424140).
Однако, данный способ не обеспечивает равномерности по толщине алмазных зерен и сохранения их целостности при шаржировании.
Целью изобретения является обеспечение равномерной поверхностной плотности шаржированных абразивных частиц, что является обязательным условием при использовании шаржированных материалов при триботехнических испытаниях материалов, обладающих низкими механическими свойствами - древесины.
Поставленная цель достигается тем, что способ получения поверхностей, шаржированных абразивными частицами, включающий внедрение абразивного материала в поверхность под действием нагрузки, отличающийся тем, что абразивные частицы наносят пескоструйным способом на обработанную строганием поверхность древесины, на которой предварительно закрепляют металлическую сетку, укладывая ее под углом 45°, при этом толщина сетки принимается равной половине размера абразивных частиц, а линейные размеры ячейки сетки должны превышать размер абразивных частиц не менее чем в 4 раза, после излишки выступающего над сеткой абразива удаляют и снимают сетку, а шаржирование абразива обеспечивается, полностью вдавливанием равномерно распределенные абразивных частиц в дерево перемещающимся металлическим валиком.
Для обеспечения равномерной поверхностной плотности шаржированных частиц применяется металлическая сетка, линейные размеры ячейки, которой зависят от размеров абразивных частиц.
На фигуре показана схема расположения металлической сетки поверхности древесины и пескоструйной обработке абразивными частицами.
В качестве древесины при проведении сравнительных испытаний на износостойкость принимали березу, поскольку она обладает сравнительно однородной структурой, высокими механическими характеристиками и поэтому должна хорошо удерживать шаржированные в ней абразивные частицы. Для получения используемой при испытаниях поверхности из строганных березовых досок склеивали щит 1 и получали поверхность его обработкой на рейсмусовом станке СР6-9. Размеры щита составляли 350 мм на 550 мм.
Затем на щит 1 крепилась металлическая сетка 2 с размером ячейки 2 мм на 2 мм и толщиной 0,3 мм таким образом, что направление ряда ячеек составляло угол 45° градусов относительно стороны щита 1. Щит 1 подвергался пескоструйной обработке. В качестве абразивных частиц применяли кварцевый песок фракции свыше 0,315 до 0,63 мм по ГОСТ 8736-2014. После пескоструйной обработки излишки абразива 3, выступающие над сеткой, удалялись, сетка 2 снималась, и щит 1 с нанесенным абразивом 3 пропускался между металлическими валиками (условно не показан) таким образом, что абразивные частицы 3 вдавливались в древесину щита 1, образуя шаржированную поверхность с частицами однородной поверхностной плотности. Изменяя породу древесины, зернистость абразивных частиц и расстояние до щита при пескоструйной обработке можно получать поверхности трения различной изнашивающей способности, что позволит моделировать процесс изнашивания деталей и устройств, контактирующих в процессе эксплуатации с шаржированным в древесину абразивом. Изнашивающая способность таких поверхностей, помимо характеристики абразивных частиц, определяется степенью их закрепленности в древесине.
Способ получения шаржированной поверхности щита из древесины, включающий внедрение абразивных частиц в поверхность щита под действием нагрузки, отличающийся тем, что предварительно на обработанной строганием поверхности щита закрепляют металлическую сетку, имеющую толщину, равную половине размера абразивных частиц, и ячейки с линейными размерами, не менее чем в 4 раза превышающими размер абразивных частиц, при этом сетку закрепляют с обеспечением расположения ряда ее ячеек под углом 45° к стороне щита, нанесение на поверхность щита абразивных частиц осуществляют пескоструйным методом, после чего излишки абразивных частиц, выступающие над сеткой, удаляют и снимают сетку, а внедрение абразивных частиц в поверхность щита производят путем перемещения по ней металлического валика.
