Применение гранатового абразива в виброгалтовке (с расчётами для 10–20 mesh)

10–20 mesh — это крупные зерна (очень агрессивная фракция), которые дают высокую ударную энергию при контакте с поверхностью. Это позволяет быстро снимать фаски и заусенцы, но требует осторожности: возможны локальные деформации, увеличенный износ оснастки и повышенные вибрационные нагрузки на аппарат. Ниже — переработанные формулы, расчёты и рабочие режимы с учётом этой фракции.

1. Что такое 10–20 mesh — размер зерна

2. Формулы и обозначения

3. Пример расчёта — стандартная ванна 200 L

Комментарий: для очень грубой фракции такое соотношение — рабочее, но для уменьшения риска повреждений часто уменьшают массу деталей в барабане (т.е. снижают MpartsM_{parts}Mparts​), чтобы снизить относительную энергию на отдельную деталь.

4. Режимы для 10–20 mesh

Ключевые мысли: крупные частицы дают большую кинетическую энергию при столкновении E∝m⋅v2E \propto m\cdot v^2E∝m⋅v2. Это позволяет сокращать время цикла, но требует контроля амплитуды/частоты и рациональной загрузки деталей.

Рекомендации по режимам:

Пояснения:

• Для 10–20 mesh предлагается низкая/средняя частота (18–30 Hz) и высокая амплитуда (1.8–2.6 мм). Это даёт большую ударную силу при каждом цикле, но снижает число циклов в секунду — баланс оптимальный для тяжёлого материала.
• Время цикла для агрессивного снятия обычно короче (10–30 мин) по сравнению с мелкой фракцией, потому что эффективность удаления высокая. Тем не менее, цикл нужно контролировать: сначала короткие прогоны и проверка деталей.
• После агрессивной фазы всегда рекомендуется переход на мелкую фракцию (финиш), чтобы убрать риски и сгладить микрориски.

5. Энергетические оценки

6. Ожидаемые скорости снятия материала и влияние на размеры

Оценки зависят от материала детали, геометрии и плотности зарядки. Для ориентировки:

• Для стали при 10–20 mesh и режимах выше — скорость снятия фаски может быть в несколько раз выше, чем при 60–80 mesh: практическая оценка — 2–6× быстрее (ориентир, требует валидации).
• Риск изменения критических размеров: выше, чем при мелкой фракции — особенно для тонкостенных и малых деталей. Рекомендуется: уменьшить плотность загрузки деталей и выполнять контроль размеров до/после каждой итерации.

7. Износ и регенерация абразива

• Потери массы заряда: крупные зерна истираются, но пылеобразование ниже; ориентировочная потеря 0.5–4% в неделю при непрерывной работе (широкий диапазон — зависит от интенсивности).
• Просеивание: необходимо регулярное (ежедневно/через смену) — крупные фракции легче просеивать; удалять пыль и мелочь.
• Замена части массы: при сильном загрязнении 10–30% заменяемой массы, при нормальной работе — дозовое пополнение 2–5% при наблюдаемой потере.

8. Безопасность и механические требования

• Большие частицы усиливают ударные нагрузки на виброаппарат — проверить крепления и амортизацию.
• Увеличивается риск механических повреждений тонких/хрупких элементов — делать защитные прокладки, уменьшать загрузку.
• Пыль — меньше, чем при мелкой фракции, но возможна при истирании; защита персонала и вытяжка обязательны.
• Контроль вибраций на опорах оборудования рекомендуется, чтобы не передавать вибрацию на примыкающие станки/конструкции.

9. План валидации (практический протокол, шаги)

• Определить набор тестовых деталей — 5–10 образцов, критические зоны помечены.
• Настроить стартовый режим: 10–20 mesh, A = 2.0 мм, f = 22 Hz, t = 10 мин.
• Выполнить короткий прогон (10 мин) и снять 1–2 детали для осмотра. Зафиксировать: размеры, Ra (если возможно), визуальные дефекты.
• Итерация: если снятие недостаточно → увеличьте t на 5–10 мин или A на 0.2–0.4 мм; если появляются царапины/деформации → снизьте A, уменьшите массу деталей в барабане или используйте смесь с меньшей долей крупной фракции.
• Финишная обработка: после достижения формы фаски — обязательно прогон 15–30 мин мелкой фракцией (120–200 mesh) для сглаживания микрорисок.
• Документировать: вести журнал режимов, массы абразива, потерь и дефектов.

10. Примеры сценариев (коротко и конкретно)

Сценарий 1 — толстые стальные фаски (серийное производство):

• Ванна: 200 L, F=0.60 → m_media = 432 kg (см. расчёт в §3).
• Режим: 10–20 mesh, A = 2.2 mm, f = 20–24 Hz, t = 12–25 min, сухо/влажно без пенообразующих.
• Ожидание: быстрое снятие фаски; контроль размеров после каждой 2–3 партии.

Сценарий 2 — мелкая сталь, аккуратная фаска (мелкоузловая сборка):

• Переход: сначала краткий агрессивный прогон 8–12 мин с 10–20 mesh, затем 20–30 мин финиша 120 mesh.
• Цель: обеспечить скорость удаления + сохранить допуски.

Сценарий 3 — алюминиевые тонкостенные корпуса:

• Рекомендация: избегать длительного контакта с 10–20 mesh — использовать 20–40 mesh либо уменьшить массу заряда деталей; если применяете 10–20 mesh — A ≤ 2.0 mm, f ≤ 22 Hz, t ≤ 10–15 min и затем финиш.

11. Контроль качества — что мерить сразу

• Геометрические размеры (штангенциркуль/КИМ).
• Ra (профилометр) — по 3–5 точкам на партии.
• Визуальный контроль (царапины, вырыв волокна, вмятины).
• Вес абразива (еженедельно) — фиксировать изменение массы.