非递减厚度的砂轮基体应力分布

       砂轮因内外径变化而呈现的环向应力变化如图4所示。由图4可知:砂轮的最大环向应力出现在砂轮中心孔边缘。由图3、图4说明:在砂轮中心孔边缘出现的最大环向应力并不是内孔处的原生应力，而是砂轮外侧高应力传递的结果，也就是说砂轮中心孔边缘出现的应力极值源于砂轮外侧离心力的牵拉。因为随砂轮半径大，半径内的质量增大;另一方面，砂轮外侧的离心力之所以能传递到砂轮中心孔处，主要是由于砂轮中心孔处的材料延伸量不足造成的。因此，在设计高速砂轮时，应考虑选择轻质砂轮或者砂轮芯部选用延伸率较高的材料，这样可明显降低砂轮中心孔边缘的最大环向应力。

       组合材料等厚度砂轮基体的应力分布

       不同的材料密度不同，形成的离心力差异较大，形成的砂轮中心孔边缘应力也不同，这一点可以从图5的应力曲线得出。如图5所示:Cu基体砂轮的最大环向应力是钢基体的116.9%E1基体砂轮的最大环向应力是钢基体的38.7%碳纤维基体砂轮的最大环向应力是钢基体的25.6%。由这些数据可知轻质基体是实现砂轮低离心应力的基础。虽然碳纤维是一种非常有潜力的砂轮材料，但现有的工艺条件下制作碳纤维的砂轮成本相对较高。

       此外，为了节省成本并降低砂轮的最大环向应力，可以采用组合材料或梯度材料。图6为钢铝材料组合形成的砂轮基体结构应力分布，砂轮含有ABC三个圈层，圈层的尺寸主要考虑使中间层厚度最大，以实现砂轮的小幅度改进设计。其中的内圈A直径为127212 mm，中间层B直径为212360 mm，外圈C直径为360400 mmABC圈层通过粘接、焊接、铆接、螺栓连接等方式进行固结而非过盈套装连接。http://www.zblansheng.cn/