3. Ý nghĩa của đề tài
2.1.5. Sự an toàn khi thiết kế đá mài gián đoạn
Lợi ích cuối cùng và quan trọng nhất của thiết kế đá mài gián đoạn chính là sự an toàn. Các thực nghiệm để đánh giá, so sánh hư hỏng của đá mài gián đoạn và đá mài liên tục thông thường đã được thực hiện. Hình 2.5 so sánh sự hư hỏng của một viên đá mài liên tục thông thường với một viên đá mài gián đoạn khi mài tốc độ cao. Sự hư hỏng này đối với đá mài gián đoạn có thể quan sát thấy ở giữa các phân đoạn 11 và 12.
a, b,
Hình 2.5: So sánh sự hư hỏng của các viên đá mài [8]
a- đá mài liền khối ở 90 m/s; b- đá mài gián đoạn lõi thép tại vận tốc 255 m/s
Sự khác biệt lớn trong hư hỏng của hai loại đá mài này chính là sự giải phóng năng lượng khi các mảnh đá mài bị vỡ và văng ra. Kết quả của sự hư hỏng một đá mài liên tục thông thường có thể là cực kỳ hủy diệt cho các máy công cụ. Hình 2.6 cho thấy hậu quả của một bộ trục khuỷu với các ngõng trục xen lẫn các mảnh đá bị vỡ.
Hình 2.6. Đá mài liên tục thông thường bị hỏng khi mài tròn ngoài cổ trục khuỷu [8]
Với mức độ năng lượng giải phóng của các đá mài thông thường khi bị hỏng, các khả năng xảy ra là rất nguy hiểm, tốn kém và mất nhiều thời gian để khắc phục ngay cả khi đã sử dụng các biện pháp bảo vệ. So với đá mài liên tục thông thường, năng lượng giải phóng bởi một đá mài gián đoạn bị hư hỏng có mức độ thiệt hại rất nhỏ, mặc dù bất kỳ hư hỏng nào cũng là điều không thể chấp nhận đối với các nhà sản xuất đá mài hoặc người sử dụng đá mài.
Hình 2.7: Năng lượng được giải phóng của một phần tư viên đá mài liền khối với một phân đoạn của đá mài gián đoạn (lõi thép) [8]
Hình 2.7 so sánh sự giải phóng năng lượng khi một góc phần tư của đá mài thông thường bị hỏng so với một phân đoạn của đá mài gián đoạn. Các đồ thị cho thấy năng lượng giải phóng bởi một góc phần tư đá mài có giá trị lớn hơn
rất nhiều so với năng lượng giải phóng bởi một phân đoạn đá mài tốc độ cao. Điều này khẳng định rằng đá mài gián đoạn có những ưu điểm hơn so với đá mài thông thường về tính năng an toàn trong quá trình sử dụng.
Nhìn chung lại, trong quá trình phát triển, đá mài gián đoạn đã được thiết kế, chế tạo để phục vụ cho nhiều mục đích khác nhau. Kết quả cho thấy đá mài có cấu trúc gián đoạn là sản phẩm phù hợp hơn rất nhiều so với một cấu trúc liên tục hoặc nguyên khối, thể hiện ở một số điểm sau:
- Thứ nhất, đá mài gián đoạn nhẹ hơn đá liền khối do cấu trúc gián đoạn. Đối với đá mài gián đoạn gồm các mảnh đá ghép trên lõi sẽ cho phép sử dụng gần như toàn bộ các lớp hạt mài trên bề mặt của đá.
- Thứ hai, đối với một số viên đá mài gián đoạn có thể sửa chữa trong trường hợp bị hư hỏng thì chi phí sửa chữa tiết kiệm đáng kể, nhất là đối với các đá mài đắt tiền như đá CBN.
- Thứ ba, và rất quan trọng là các phân đoạn tạo ra sự giảm ứng suất, có tác dụng như là "khe co giãn" cho các lõi của đá mài vì bị mở rộng do lực ly tâm khi tăng tốc độ đá mài.
Mặc dù đạt được nhiều ưu điểm song đá mài gián đoạn cũng thể hiện một số hạn chế như: Đòi hỏi công nghệ chế tạo đá phức tạp hơn; yêu cầu các loại máy mài cần cải tiến và phát triển hoàn thiện hơn để gia công bằng đá mài gián đoạn, song song với đó là sự phát triển các thiết bị, đồ gá nhằm đảm bảo độ chính xác gia công; hệ thống công nghệ đòi hỏi ổn định và vững chắc hơn để chống rung động; phạm vi sử dụng của đá mài gián đoạn cũng hạn chế hơn so với đá mài thông thường do chủ yếu được sử dụng để mài mặt phẳng.
Bên cạnh nguyên nhân do các phương pháp mài sử dụng đá mài thông thường đã có lịch sử phát triển lâu dài, đạt được sự hoàn thiện về lý thuyết và công nghệ, được ứng dụng rộng rãi trong gia công và đã đạt được những thành tựu quan trọng thì những đòi hỏi cao trong công nghệ chế tạo, gia công bằng đá mài gián đoạn là những lý do làm cho đá mài gián đoạn đến nay vẫn chưa được sử dụng phổ biến trong thực tế.