سرعت سنگ
سرعت دوران سنگ عامل ایجاد کشش
نیروی گریز از مرکز ناشی از سرعت دوران سنگ محور با دور بالا ، تمایل دارد که دانههای ساینده را به سمت بیرون پرتاب کند. عاملی که باعث انسجام سنگ و عدم متلاشی شدن آن می شود، نیروی حاصل از چسب یا باند در صفحه سنگ میباشد. این نیرو سرعت مجاز صفحه را تعیین می کند.
عوامل تعیینکننده سرعت مجاز سنگ ساینده
مقاومت مکانیکی چسب (Bond Strength)
چسب باید به اندازهای قوی باشد که در سرعت طراحی شده، این دانهها را نگه دارد. خود سنگ به عنوان یک ساختار یکپارچه باید بتواند در برابر تنشهای کششی داخلی که در سرعتهای بالا ایجاد میشود، مقاومت کند بدون آنکه متلاشی شود.
میزان استحکام چسب یا باند های مختلف
سرعت مجاز یک سنگ توسط نوع چسبآن تعیین میشود. سنگ ها با چسب های مختلفی نظیر رزینی، سرامیکی، لاستیکی، فلزی وشلاک تولید می شوند. یک سنگ سرامیک یا ویتریفاید را نمیتوان با سرعت یک سنگ رزینی به کار برد و بالعکس.
مفهوم سرعت خطی و سرعت دورانی سنگ
معمولا روی سنگها ، حداکثر سرعت مجاز بر حسب متر بر ثانیه (m/s) یا همان سرعت خطی مجاز درج می شود که برای یک سنگ با چسب مشخص عدد ثابتی است . در مورد سرعت دورانی برای سنگ محور ، هرچه قطر سنگ بیشتر شود، سرعت دورانی (RPM) آن باید کمتر شود تا سرعت خطی روی محیط آن از حد مجاز فراتر نرود. سنگهای با نوع چسب سختتر (با چسب قویتر) معمولاً برای سرعتهای پایینتر طراحی میشوند، زیرا تنش داخلی بیشتری دارند و در سرعت بالا خطر ترکیدن آنها بیشتر است
در نهایت مهمترین و ایمنترین راه برای کاربر، خواندن برچسب روی خود سنگ است. استانداردهای بینالمللی (مانند EN 12413 و (OSHA سازندگان را ملزم میکنند حداکثر سرعت مجاز بر حسب متر بر ثانیه (m/s) و/یا دور بر دقیقه (RPM) را به طور واضح روی سنگ درج کنند. هرگز نباید از این حد فراتر رفت.
محاسبه سرعت خطی ودورانی
محاسبه سرعت دورانی (RPM) از سرعت خطی : برای محاسبه سرعت دوران سنگ از روی سرعت خطی مجاز که معمولا روی سنگها درج می شود از فرمول زیر استفاده می کنیم
N (RPM) = (V (m/s) * 60) / (π * D (m))
مثال حداکثر دور سنگ محور با قطر 300mm(0.3m) با سرعت مجازخطی m/s۳۳ با توجه به فرمول بالا صوزت زیر حاصل میگردد:
N = (33 * 60) / (3.14 * 0.3) ≈ ۲۱۰۰ RPM
محاسبه سرعت خطی m/s: در حالت معکوس بالا برای محاسبهسرعت خطی با توجه به قطر و سرعت دوران دستگاه از فزمول زیر استفاده می کنیم.
V(m/s) = N(RPM) × (π × D)/60
در برخی موارد با داشتن حداکثر سرعت دوران دستگاه میخواهیم بدانیم سنگ محور با قطر مشخص به چه سرعتی خطی در لبه بیرونی خواهد رسید و در مورد بالا بودن و یا پایین بودن ان نسبت به سرعت توصیه شده تصمیم گیری کرد. علاوه بر اینکه بالا بودن سرعت در سنگها میتواند خطر آفرین باشد، پایین بودن سرعت نسبت به حد مجاز پایین سنگهای محور نیز میتواند مشکلاتی ایجاد نماید که در پایین شرح داده شده است.
مشکلات استفاده از سنگ در سرعت پایین
همانطور که سرعت بالا میتواند خطرآفرین باشد سرعت اگر سرعت دورانی دستگاه از حد معینی پایینتر باشد، مشکلات زیر پیش میآید
لرزش شدید (Vibration)
سنگ به دلیل عدم تعادل، لرزش بسیار شدیدی خواهد داشت.سنگهای ساب برای کار در یک محدوده سرعتی متعادل طراحی شدهاند. در سرعتهای بسیار پایین، نیروی گریز از مرکز کافی برای ایجاد حالت استحکام دینامیکی (Dynamic Stiffness) وجود ندارد. در نتیجه، سنگ به راحتی دچار لرزش میشود. این لرزشها نهتنها کیفیت کار را پایین می آورد، بلکه میتوانند باعث ایجاد ترکهای مویی در بدنه سنگ شوند.
اگر در این حالت (حالت ترکخورده و لرزان) به ناگاه سرعت افزایش یابد یا حتی تحت بار قرار گیرد، احتمال متلاشی شدن (Bursting) سنگ وجود دارد که بسیار خطرناک است
گلوله شدن و صیقلی شدن (Loading/Glazing)
در سرعت پایین، هر دانه ساینده زمان بیشتری در تماس با قطعه کار میماند و نیروی اصطکاک و فشار موضعی افزایش مییابد. این امر باعث میشود برادههای نرم به جای جدا شدن، در فضای بین دانهها له شده و سنگ را مسدود کنند. در این حاات سنگ به اصطلاح گلوله ای میشود و سطح آن صیقلی میگردد و توانایی برادهبرداری خود را به طور کامل از دست میدهد
افزایش حرارت موضعی
برداشت ماده به صورت ناکارآمد انجام میشود انرژی بیشتری به حرارت تبدیل میشود. این حرارت میتواند به قطعه کار (کاهش سختی قطعه) و همچنین به خود باند رزین آسیب بزند.
کیفیت سطح بسیار پایین
نتیجه نهایی سطحی زبر، ناصاف و پر از نقاط سوخته خواهد بود. لرزش نیز امواج نامطلوبی روی سطح قطعه کار ایجاد میکند
کاهش راندمان و استهلاک سریع وغیر یکنواخت سنگ
از آنجایی که سنگ به جای براده برداری، تماس اصطکاکی ایجاد می کند. سنگ بهطور موثر برادهبرداری نمیکند، بنابراین اپراتور مجبور است فشار بیشتری به آن وارد کند که این باعث شکستن دانههای ساینده و فرسایش غیریکنواخت سنگ میشود. دانههای ساینده با عملکرد غیرمؤثر به صورت ناموزون جدا شده که این موضوع منجر به استهلاک سریع سنگ و از دست رفتن شکل هندسی آن میشود.