发明名称 陶瓷抛光机的能耗建模与优化方法
摘要 本发明公开了一种陶瓷抛光机的能耗建模方法,包括:通过分析磨粒的运动轨迹,对磨粒的速度υ进行建模;以脆性去除的方式建立抛光机磨削模型;根据所述抛光机磨削模型和所述磨粒的速度υ对磨粒磨削的能量消耗进行建模。本发明还公开了一种陶瓷抛光机的能耗优化方法。本发明建立了磨粒能耗模型,考虑了不同粒度号的磨粒垂直磨削量对抛光质量和能耗影响。
申请公布号 CN104794353A 申请公布日期 2015.07.22
申请号 CN201510207882.3 申请日期 2015.04.28
申请人 广东工业大学 发明人 杨海东;朱成就;刘国胜
分类号 G06F19/00(2011.01)I 主分类号 G06F19/00(2011.01)I
代理机构 北京精金石专利代理事务所(普通合伙) 11470 代理人 刘晔
主权项 一种陶瓷抛光机的能耗建模方法,其特征在于,包括:通过分析磨粒的运动轨迹,对磨粒的速度υ进行建模,其中,<img file="FDA0000707211700000011.GIF" wi="1865" he="112" />式中,<img file="FDA0000707211700000012.GIF" wi="59" he="84" />为磨粒t时刻的速度向量,ω为抛光机的磨头角速度、V为传送带速度、f为磨头摆动频率,r为磨粒到磨头的中心的距离,A为磨头的摆动幅度,<img file="FDA0000707211700000013.GIF" wi="43" he="78" />表示与抛光砖的移动的方向平行的单位向量,<img file="FDA0000707211700000014.GIF" wi="52" he="87" />表示磨头横向摆动的方向的单位向量,<img file="FDA0000707211700000015.GIF" wi="53" he="86" />与<img file="FDA0000707211700000016.GIF" wi="45" he="81" />垂直;以脆性去除的方式建立抛光机磨削模型,其中,C<sub>l</sub>=C<sup>l</sup>[1‑(P<sub>0</sub>/P)<sup>1/4</sup>]<sup>1/2</sup>,式中,C<sub>l</sub>为工件在磨削时产生的横向裂纹长度,<maths num="0001" id="cmaths0001"><math><![CDATA[<mrow><msub><mi>P</mi><mn>0</mn></msub><mo>=</mo><mrow><mo>(</mo><msub><mi>&zeta;</mi><mn>0</mn></msub><mo>/</mo><msup><mi>A</mi><mn>2</mn></msup><mo>)</mo></mrow><msup><mrow><mo>(</mo><mi>cot</mi><mi>&psi;</mi><mo>)</mo></mrow><mrow><mo>-</mo><mn>2</mn><mo>/</mo><mn>3</mn></mrow></msup><mrow><mo>(</mo><msubsup><mi>K</mi><mi>c</mi><mn>4</mn></msubsup><mo>/</mo><msup><mi>H</mi><mn>3</mn></msup><mo>)</mo></mrow><mrow><mo>(</mo><mi>F</mi><mo>/</mo><mi>H</mi><mo>)</mo></mrow><mo>,</mo></mrow>]]></math><img file="FDA0000707211700000017.GIF" wi="988" he="95" /></maths>C<sup>l</sup>={ζ<sub>1</sub>(cotψ)<sup>5/6</sup>A<sup>‑1/2</sup>(K<sub>c</sub>H)<sup>‑1</sup>F<sup>3/4</sup>}<sup>1/2</sup>P<sup>5/8</sup>,ζ<sub>0</sub>,ζ<sub>1</sub>和A都是常数,P为接触载荷,F是弹性模量,2ψ是压痕角,K<sub>c</sub>是陶瓷材料的断裂韧性,H是材料的维氏硬度;根据所述抛光机磨削模型和所述磨粒的速度υ对磨粒磨削的能量消耗进行建模,其中,<img file="FDA0000707211700000018.GIF" wi="305" he="127" />式中,E表示磨粒磨削单位体积颗粒的能耗,<img file="FDA0000707211700000019.GIF" wi="305" he="87" /><img file="FDA00007072117000000110.GIF" wi="271" he="145" />为磨粒的切削面积,l<sub>s</sub>=υ·Δt为磨粒在有效切削时间Δt内与工件的接触长度,h表示工件自由表面到裂纹表面的距离。
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