立式玻璃磨边机磨削测力仪研究.pdf

杌槭设计与制造
第10期
124
Machinery Design Manufacture
2013年10月
立式玻璃磨边机磨削测力仪研究
徐宏海,赵息平
(北方工业大学机电工程学院,北京100144)
摘要:磨削力是选择砂轮电机和对磨削参数进行优化的重要位据,针对立式玻璃磨边机V形砂轮组件的结构特点,研
究设计了一种以阶梯轴套为弹性元件并在砂轮轴端安装推力球轴承的应变式磨削测力仪,采用多点接触导电滑环传通
磨削力信号,并对测力仪进行标定、模拟测试实验及实际磨削测试实验。结果表明:经轴套传递的切向磨削力和径向磨劇
カ分别高达97%和70%,并且具有良好的线性度;而未加推力球轴承时的切向カ和径向力传递率仅为75%和52%。研究
结果为立式玻璃磨边机加工过程磨削力的测试与研究奠定了基础。
关键词:立式玻璃磨边机;V形砂轮;磨削加工;测力仪;应变片
中图分类号:TH16文献标识码:A文章编号:1001-3997(2013)10-0124-04
Study on Grinding Dynamometer of Vertical Glass Edge Grinding Machine
XU Hong-hai, ZHAO Xi-ping
College of Mechanical and Electronical Engineering, North China University of Technology, Beijing 100144, China
Abstract: Grinding force is an important basis for selecting grinding wheel driving motor and optimizing grinding parameters
According to the structural characteristic of Vinding wheel subassembly in vertcal glass edge grinding machine, a grnding
dynamometer based on resistance strain gauge technology was designed, and it used a stepped sleeve as elastic component
held in place by a thrust ball bearing on the end of grinding wheel shaf. Grinding force signals were transmited by multipoint
contact slip rings. Calibration of grinding dynamometer, simulating test and actual grinding test were finished, and the result
indicates that tangential and radial grinding force transfer rate via shaft sleeve are high to 97 and 70 percent of actual force
respectively with excellent linearity, which are only 75 and 52 percent without thrust ball bearing. It provides a basis for the
measurement and research of grinding force in the process of grinding glass edge in vertical glass edge grinding machine
Key Words: Vertical Glass Edge Grinding Machine; -Grinding Wheel; Grinding; Dynamometer; Strain Gauge
式磨削测力仪,并对测力仪进行标定和磨削测试实验。玻璃磨边
中空玻璃具有隔热、隔噪和防结露等特点,是种高性价比过程产生的磨削力可以分解为3个分力:F,Fy和F,如图1所示。
的建筑节能材料。玻璃磨边是中空玻璃生产过程中的一个重要环
由于V形砂轮结构的对称性,F-F2,因此轴向分力F,=0,测力仪只
节,目的是消除原片玻璃切割后玻璃边缘存在的微观裂纹、应力需测量切向分力ん和径向分力F。
集中等缺陷,避免对后续工序操作人员及设备造成伤害,提高玻
璃钢化工序的成品率。金刚石V形砂轮磨削是当前平板玻璃磨
边的主要工艺方法之一,磨边机多为立式结构,占地面积小。磨
削力是玻璃磨边机设计阶段选用砂轮电机和使用时制订磨削工
么
艺参数的主要依据。目前国内外关于磨削测力仪的研究,按工作
原理可分为应变式测力仪和压电式测力仪二种。应变式磨削测力
仪通过在弹性元件上粘贴电阻应变片方式来测量磨削力;压电式
F/2
电机轴
磨削测力仪是利用石英晶片的压电效应制成的测力仪,如 Kistler
9257AB、丹麦的8200等。现有的磨削测力仪主要用于平面磨削
图1磨削力分力
和内、外圆磨削,关于用V形砂轮对玻璃进行臍边加工时的磨削
rig, 1 Components of Grinding
测力仪研究,国内外至今未见有文献报道。由于立式玻璃磨边2V形砂轮组件结构
机V形砂轮组件结构的限制,测力仪只能安装在砂轮电机轴上,
立式玻璃磨边机V形砂轮组件结构,如图2所示。V形砂轮
且空间狭小,现有的磨削测力仪不能满足安装要求。鉴于此,设计安装在电机轴上,其轴向用轴套定位并用螺母夹紧,无键联接。由
了一种受特定空间和工作条件限制安装于砂轮电机轴上的应变切向力F引起的磨削力矩T靠端面静摩擦,经2条路径传递给
来稿日期:2012-12-04
基金项目:北京市学术创新团队资助项目(PHR201007119)
作者简介:徐宏海,(1967-),男,浙江萧lI人,博士,教授,主要研究方向:先进制造技术