The effect of a shock wave in an oscillating working medium during vibration finishing-grinding processing

Abstract

The propagation of a force pulse in a working medium is considered as in a pseudo-gas, that is, the speed of sound. The movement of parts in the working medium is determined. The mechanism of the appearance of a weak shock wave, that is, a jump of the compaction in a pseudo-gas from abrasive granules is considered. The nature of the interaction of the surfaces of vibrating processed parts with granules of the working medium has been established. The characteristic of the Hugoniot adiabatic curve for pseudo-gas from granules of the working medium is given. The influence of the occurrence of a shock wave on the vibration treatment process is determined. The adequacy of theoretical and experimental studies has been established.

Розглянуто поширення силового імпульсу в робочому середовищі як у псевдогазі, тобто подібно поширенню акустичного збурення. Встановлено відповідність між кінетичною енергією гранул, їх імпульсом і термодинамічними параметрами температури й тиску. Проаналізовано ефекти руху оброблюваних деталей зі швидкостями близькими до швидкостей переміщення гранул абразиву. Розглянуто рух деталей в робочому середовищі. Визначено ефект слабкої ударної хвилі – стрибок ущільнення в псевдогазі з абразивних гранул. Визначено вплив виникнення стрибка ущільнення на процес віброобробки. Розглянуто механізм виникнення слабкої ударної хвилі в середовищі, що коливається. Записано рівняння Нав'є-Стокса в одновимірному випадку до і після стрибка ущільнення. Визначено рух деталей в робочому середовищі. Розглянуто механізм виникнення слабкої ударної хвилі, тобто стрибок ущільнення у псевдогазі з абразивних гранул. Встановлено характер взаємодії поверхонь резервуару з оброблюваними деталями та гранулами робочого середовища. Встановлено зменшення кінетичної енергії псевдогазу з гранул абразиву в результаті зіткнення з поверхнею оброблюваних деталей, що веде до зміни тиску і щільності відповідно до рівняння Менделєєва-Клапейрона. Приведено відношення температур після стрибка ущільнення і до нього через відношення тисків і щільності. Дана характеристика адіабати Гюгоньо для псевдогаза з гранул робочого середовища. Отримано знімання металу при віброобробці деталей в залежності від амплітуди та частоти коливань резервуару. Виявлено зміну механізму знімання металу при варіюванні параметрів автономного руху резервуару та оброблюваних деталей. Розраховано, що швидкість хаотичного руху середовища поблизу оброблюваних поверхонь різко зростає і призводить до інтенсифікації обробки деталей. Встановлено адекватність теоретичних і експериментальних досліджень.