摘要 一、术语和定义除了遵从GB/T16458和GB/T17588规定的术语和定义外,标准中还规定了相关磨削设备、磨削方法和应用类型的术语和定义。标准中规定的相关磨削设备的术语和定义
作者:包华 王伟涛 张良 陈学伟 钟彦征 周岸/郑州磨料磨具磨削研究所有限公司 国家磨料磨具质量监督检验中心 国机精工有限公司一、术语和定义
除了遵从GB/T 16458和GB/T 17588规定的术语和定义外,标准中还规定了相关磨削设备、磨削方法和应用类型的术语和定义。
标准中规定的相关磨削设备的术语和定义见表2,相关磨削方法和应用类型的术语和定义见表3。 标准中,上述术语和定义的应用类型见表4。
标准使用者应熟悉和领会上述术语和定义及应用类型列表的内容,因为标准的“安全技术要求”部分中有关安全系数、安全速度及安全速度试验系数、破裂速度及破裂速度试验系数、最高工作速度的要求均与具体的应用类型相联系。不了解本部分内容,则无法正确理解和掌握“安全技术要求”中的相关内容。
另外,标准中还给出了相关的符号和缩略语及其定义,如最高允许转速、最高工作速度、安全试验速度、安全试验速度系数、破裂速度系数、破裂速度、最小破裂速度等。本文对此不多介绍。
二、安全技术要求
1.最高工作速度设计通则
标准中规定,磨具应满足使用时能够抵抗预期的外力和负荷的原则,并按照下列范围的最高工作速度进行设计和制造:
<16-16-20-25-32-35-40-45-50-63(或60)-70(或72)-80-100-125,单位为m/s。
根据这一规定,在设计磨具或制造磨具时,其最高工作速度应从上述速度系列中选择,而不应选取其他速度数值。如制造企业可以生产最高工作速度标称为50m/s的磨具,而不应将产品的最高工作速度标称为48m/s或51m/s。
2.强度要求
(1)磨具(不含带柄磨头)回转强度要求
标准规定,磨具(不含带柄磨头)的回转强度要求包括安全速度要求和破裂速度要求。为此,标准中给出了磨具(不含带柄磨头)的安全系数以及与此相关联的安全试验速度系数和破裂速度系数,具体值见表5。 从表5可以看出,不同机器类型、不同磨具类型、不同的最高工作速度,对应的磨具的安全系数(Sbr)是不同的;而不同的安全系数(Sbr),对应的安全试验速度系数(fpr)破裂速度系数(fbr)也是不同的。一般来说,安全系数(Sbr)越大,磨具的安全试验速度系数(fpr)和破裂速度系数(fbr)越大;且对于安全系数(Sbr)和破裂速度系数(fbr),存在关系式fbr=Sbr 。应用示例:对于固定式磨床使用的磨削砂轮,其进行回转强度检验时,安全试验速度系数为1.3,破裂速度系数为1.73;而对于固定式切割设备使用的外径D=1250mm的切割砂轮,其进行回转强度检测时,安全试验速度系数为1.1,破裂速度系数为1.32。
对于回转强度试验方法,标准中规定应将固结磨具安装在符合GB/T 2493规定的砂轮回转试验机上进行检验。其中,对于安全速度试验,应逐渐增加转速至试验速度,维持30s。而对于破裂速度试验,应逐渐增加转速至最小破裂速度;如果固结磨具达到了最小的破裂速度而没有破裂则为合格;同时规定,所有经过破裂速度试验的固结磨具应销毁。对于这一点,磨具生产企业尤应注意,经过破裂速度试验的固结磨具一定不能再进行销售或投入使用,因为其内部很可能已产生损伤,存在安全隐患。
(2).带柄磨头回转强度要求
带柄磨头在最高工作速度时,应具有Sbr=3.0的安全系数,以防止由离心力造成的破裂。带柄磨头柄应具有Sab=1.3的安全系数,以防止挠曲,并以附录形式(资料性附录)给出了其最高允许回转速度计算实例。
(3).侧向负荷能力要求
标准中规定,对于手持磨削的纤维增强钹型砂轮(27型,28型)、纤维增强平形切割砂轮(41型)和纤维增强钹形切割砂轮(42型),其应有侧向负荷能力要求,见表6。 从表6可以看出,对于外径D<150mm的各类上述砂轮,只要求进行单点侧向负荷试验;对于外径D≥150mm的钹形砂轮和外径范围为150mm≤D≤300mm的切割砂轮,要求进行单点侧向负荷试验、和抗冲击力试验;对于外径范围为300mm≤D≤406mm的切割砂轮,要求进行单点侧向负荷试验、三点侧向负荷试验和抗冲击力试验。
在标准前言中规定,侧向负荷能力要求是推荐性要求,而非强制性要求。这主要是考虑到目前侧向负荷能力试验设备还未批量国产化生产。随着试验设备生产的批量化,该条款将会变为强制性要求。
3.尺寸界限和最高工作速度
标准中规定了用于不同机器类型、不同应用类型的不同形状、不同尺寸界限、不同结合剂种类的磨具应具有的最高工作速度,并且分为一般要求和特殊要求两种情形。由于磨具形状很多,篇幅过长,本文不一一列出,只选取其中2种典型形状——平形砂轮和杯形砂轮进行介绍,见表7。其他详细内容应查阅标准文本。 表7中的磨具结合剂种类,V代表陶瓷结合剂,B代表树脂结合剂,BF代表增强树脂结合剂、R代表橡胶结合剂、RF代表增强橡胶结合剂、MG代表菱苦土结合剂、PL代表塑料结合剂;磨具尺寸代号,D为外径,H为孔径,T为厚度,W为环端面宽度,E为杯形等砂轮孔处的厚度等。
在设计和制造磨具时,通常情况采用一般要求中的最高工作速度,满足特殊用途时则采用特殊要求中的最高工作速度。而且,所设计和制造的磨具必须满足表7中的最高工作速度的规定,不得低于规定值。如对于平形砂轮,若是固定式磨床上使用、机械操纵磨削,尺寸界限为H≤0.67D(如D=750mm、H=305mm的砂轮),结合剂为V,常规用途,则其最高工作速度应为40m/s,而不能低于此速度(如不能为35m/s);同样是平形砂轮,若是固定式磨床上使用、手动操纵磨削,尺寸界限为H≤0.67D(如D=750mm、H=305mm的砂轮),结合剂为V,常规用途,则其最高工作速度应为35m/s,但不能低于此速度(如不能为32m/s)。对于该示例砂轮,其最高工作速度若设计和制造时选择为40m/s,则其既适用于机械操纵磨削,同时亦满足手动操纵磨削。
对于杯形砂轮(此外还有碗形、碟形及两面凹二号砂轮等),结合剂为V、常规用途的,其最高工作速度为32m/s。而原标准GB 2494-2003规定的最高工作速度为30m/s。因此,今后该类砂轮的设计和制造应符合新的要求。在设计和制造磨具时,还必须符合尺寸界限的规定。这实际上包含了两层意义:(1)符合安全要求。如平形砂轮,一般为H≤0.67D,重负荷磨削为H≤0.50D,手持磨削为H≤0.25D,其实是要求端面有足够的宽带;又如杯形砂轮,固定式设备E≥0.20T,手持式设备E≥0.25T,其实是要求孔处的厚度要足够。否则磨具的安全性不能保障。(2)区分形状。如筒形砂轮,应W<0.17D,否则就变成平形砂轮了(H≤0.67D);又如平形切割砂轮,应T≤0.02D,否则就不是切割砂轮(41型),而是平形砂轮(非切削用,1型)了。
安全技术要求中的其他要求包括外观、允许的不平衡量及标志,内容容易理解,故不做过多说明。
三、检验规则
1.出厂检验规则
标准中规定了不同名称、不同形状类型、不同结合剂的磨具,其不同尺寸范围、不同最高工作速度情况下,出厂检验的检测项目安全速度试验、破裂速度试验和外观检测的最小检测百分量,见表8。其余项目应符合JB/T 10450的规定。 由表8可以看出,无论何种磨具,出厂检验时其外观均应100%检验。对于安全速度试验或破裂速度试验,不同磨具规定了相应的抽检的最小百分量,但每批至少一片;且在两者都可接收的情况下,可任选其中一种。例如对于纤维增强树脂平形切割砂轮(41型,结合剂BF),若外径D<100mm,则不进行回转强度检验;若外径范围为100mm≤D≤406mm,则至少抽取0.1%进行破裂速度试验;若外径D>406mm,则应至少抽取5%进行安全速度试验或至少抽取0.1%进行破裂速度试验。再如对于陶瓷平形砂轮(1型,结合剂V-对应表8中名称栏“所有其他磨具”所包含的一种类型),若外径D<150mm,则不进行回转强度检验;若外径范围为150mm≤D≤406mm,则又视最高工作速度分两种情形:一种是对于最高工作速度Vs<50m/s的,应抽取至少10%进行安全速度试验或至少抽取0.1%进行破裂速度试验,另一种是对于最高工作速度Vs≥50m/s的,应100%进行安全速度试验;若外径D>406mm,则应100进行安全速度试验。
2.委托和监督性检验
标准中规定了委托和监督性检验时,磨具的安全速度和破裂速度的试验规则,见表9。同时规定其余要求按照JB/T 10450的规定执行。 从表9可以看出,对于不同机器类型使用的不同规格的磨具,其进行安全速度试验和破裂速度试验的百分量是不同的。如固定式设备使用的外径范围为500mm≤D≤1100mm的磨削砂轮,其10片样本应取9片进行安全速度试验,1片进行破裂速度试验。而对于固定式设备使用的外径范围为1100mm<D<1600mm或厚度T≥400mm的磨削砂轮,其10片样本均进行安全速度试验,但同时规定应按最高工作速度的1.5倍进行安全速度试验,这一点磨具制造者必须注意。
其余,如验收和贮存、安装和使用的规定与原标准相同,就不在此赘述,但标准使用者应了解相关内容。