定子式磁性珩磨系統(tǒng)熱場的分析優(yōu)化及實驗探究.pdf

1、最近幾年，不銹鋼管以其高強度、耐磨性、耐腐蝕性、可焊接等諸多優(yōu)點，在航空航天、石油、化工、兵工、機床、輕工等部門得到了大量的運用，可是在順利進行下道工序前如果不去除工件內表面的氧化皮，則對整個加工過程都是一種阻礙。更何況氧化皮會加速工件內表面的腐蝕，這樣一來就會減少工件的使用壽命。進入21世紀以后，在研究怎樣能高速除去不銹鋼管內表面的氧化皮的加工過程中，國內和國際對此的探究方法以下列幾種方式進行：傳統(tǒng)機械加工、化學拋光、電化學處理、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)缺點都有各自的應用領域，并且在生產(chǎn)中也應用廣泛。磁性珩磨加工技術是有效的將磁性技術和珩磨技術聯(lián)系一起的新的加工手段，可以有效的去除在切削加工過程中較難移動的細長工件內表面的氧化皮。然而在前期不斷實踐總結過程中發(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壁的堅硬氧化皮，并且能提高表面質量，但在加工過程中，伴隨著磨削而來的是電機發(fā)熱量大、發(fā)熱快的問題，導致磨削無法實現(xiàn)可持續(xù)性

3、的加工。目前實際運用中常見的冷卻方式有風冷、水冷、蒸發(fā)冷卻等，對于本文研究的 Y90-4的改裝電機來說僅僅依靠風冷是無法滿足持續(xù)加工要求的，所以采用外部水循環(huán)冷卻的方式對整個定子式磁性珩磨系統(tǒng)進行冷卻。水冷實質上就是將電機的熱量通過冷卻系統(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本身散熱能力不足，散熱面積小的問題。而將電機維持在較低的溫升狀態(tài)，這樣既能提高電機運行的可靠性，又能使電機承受更高的電磁負荷。
　　本研究主要內容

4、包括：⑴以定子式磁性珩磨系統(tǒng)為研究對象，結合電機學、傳熱學、電磁學為理論基礎，對磁性珩磨系統(tǒng)的發(fā)熱量大，發(fā)熱快的問題進行理論分析，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到系統(tǒng)穩(wěn)定的時間，從而為后續(xù)的實驗研究打下理論基礎。⑵在已搭建的實驗平臺基礎上，設計一套外部水冷循環(huán)系統(tǒng)，然后結合計算流體力學（CFD）通過 ANSYS Flue

5、nt仿真分析，分析電機的水冷循環(huán)系統(tǒng)的流動特性，建立三維模型。對比得出有無外部水冷裝置對系統(tǒng)溫升的影響，同時對磁性珩磨水冷系統(tǒng)的參數(shù)進行優(yōu)化，得出水溫和水速的最優(yōu)匹配參數(shù)。⑶分別對有無水冷裝置的定子式磁性珩磨系統(tǒng)進行磨削加工實驗，測量其溫度分布并檢驗其加工穩(wěn)定性，同時與之前的理論及仿真分析進行對比，檢驗：無外部水冷裝置時，探究加工系統(tǒng)的實際發(fā)熱問題以及發(fā)熱量與仿真結果的工程誤差是否在允許范圍內；加入外部水冷裝置后，加工系統(tǒng)的冷卻效果與仿