定子式磁性珩磨系統(tǒng)熱場(chǎng)的分析優(yōu)化及實(shí)驗(yàn)探究.pdf

1、最近幾年，不銹鋼管以其高強(qiáng)度、耐磨性、耐腐蝕性、可焊接等諸多優(yōu)點(diǎn)，在航空航天、石油、化工、兵工、機(jī)床、輕工等部門(mén)得到了大量的運(yùn)用，可是在順利進(jìn)行下道工序前如果不去除工件內(nèi)表面的氧化皮，則對(duì)整個(gè)加工過(guò)程都是一種阻礙。更何況氧化皮會(huì)加速工件內(nèi)表面的腐蝕，這樣一來(lái)就會(huì)減少工件的使用壽命。進(jìn)入21世紀(jì)以后，在研究怎樣能高速除去不銹鋼管內(nèi)表面的氧化皮的加工過(guò)程中，國(guó)內(nèi)和國(guó)際對(duì)此的探究方法以下列幾種方式進(jìn)行：傳統(tǒng)機(jī)械加工、化學(xué)拋光、電化學(xué)處理、電解

2、加工法、酸洗加工和噴丸加工等。這些方法根據(jù)自身的原理和優(yōu)缺點(diǎn)都有各自的應(yīng)用領(lǐng)域，并且在生產(chǎn)中也應(yīng)用廣泛。磁性珩磨加工技術(shù)是有效的將磁性技術(shù)和珩磨技術(shù)聯(lián)系一起的新的加工手段，可以有效的去除在切削加工過(guò)程中較難移動(dòng)的細(xì)長(zhǎng)工件內(nèi)表面的氧化皮。然而在前期不斷實(shí)踐總結(jié)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，采用磁力磨削的方法，雖然可以有效的去除不銹鋼管內(nèi)壁的堅(jiān)硬氧化皮，并且能提高表面質(zhì)量，但在加工過(guò)程中，伴隨著磨削而來(lái)的是電機(jī)發(fā)熱量大、發(fā)熱快的問(wèn)題，導(dǎo)致磨削無(wú)法實(shí)現(xiàn)可持續(xù)性

3、的加工。目前實(shí)際運(yùn)用中常見(jiàn)的冷卻方式有風(fēng)冷、水冷、蒸發(fā)冷卻等，對(duì)于本文研究的 Y90-4的改裝電機(jī)來(lái)說(shuō)僅僅依靠風(fēng)冷是無(wú)法滿(mǎn)足持續(xù)加工要求的，所以采用外部水循環(huán)冷卻的方式對(duì)整個(gè)定子式磁性珩磨系統(tǒng)進(jìn)行冷卻。水冷實(shí)質(zhì)上就是將電機(jī)的熱量通過(guò)冷卻系統(tǒng)中的水帶到外部的循環(huán)裝置中，這樣就有效解決了電機(jī)本身散熱能力不足，散熱面積小的問(wèn)題。而將電機(jī)維持在較低的溫升狀態(tài)，這樣既能提高電機(jī)運(yùn)行的可靠性，又能使電機(jī)承受更高的電磁負(fù)荷。
　　本研究主要內(nèi)容

4、包括：⑴以定子式磁性珩磨系統(tǒng)為研究對(duì)象，結(jié)合電機(jī)學(xué)、傳熱學(xué)、電磁學(xué)為理論基礎(chǔ)，對(duì)磁性珩磨系統(tǒng)的發(fā)熱量大，發(fā)熱快的問(wèn)題進(jìn)行理論分析，建立物理模型，然后利用 ANSYS Fluent和 ANSYS Steady-State Thermal有限元軟件，仿真模擬出系統(tǒng)的溫度分布云圖和達(dá)到系統(tǒng)穩(wěn)定的時(shí)間，從而為后續(xù)的實(shí)驗(yàn)研究打下理論基礎(chǔ)。⑵在已搭建的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)一套外部水冷循環(huán)系統(tǒng)，然后結(jié)合計(jì)算流體力學(xué)（CFD）通過(guò) ANSYS Flue

5、nt仿真分析，分析電機(jī)的水冷循環(huán)系統(tǒng)的流動(dòng)特性，建立三維模型。對(duì)比得出有無(wú)外部水冷裝置對(duì)系統(tǒng)溫升的影響，同時(shí)對(duì)磁性珩磨水冷系統(tǒng)的參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，得出水溫和水速的最優(yōu)匹配參數(shù)。⑶分別對(duì)有無(wú)水冷裝置的定子式磁性珩磨系統(tǒng)進(jìn)行磨削加工實(shí)驗(yàn)，測(cè)量其溫度分布并檢驗(yàn)其加工穩(wěn)定性，同時(shí)與之前的理論及仿真分析進(jìn)行對(duì)比，檢驗(yàn)：無(wú)外部水冷裝置時(shí)，探究加工系統(tǒng)的實(shí)際發(fā)熱問(wèn)題以及發(fā)熱量與仿真結(jié)果的工程誤差是否在允許范圍內(nèi)；加入外部水冷裝置后，加工系統(tǒng)的冷卻效果與仿