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最近几年,不锈钢管以其高强度、耐磨性、耐腐蚀性、可焊接等诸多优点,在航空航天、石油、化工、兵工、机床、轻工等部门得到了大量的运用,可是在顺利进行下道工序前如果不去除工件内表面的氧化皮,则对整个加工过程都是一种阻碍。更何况氧化皮会加速工件内表面的腐蚀,这样一来就会减少工件的使用寿命。进入21世纪以后,在研究怎样能高速除去不锈钢管内表面的氧化皮的加工过程中,国内和国际对此的探究方法以下列几种方式进行:传统机械加工、化学抛光、电化学处理、电解加工法、酸洗加工和喷丸加工等。这些方法根据自身的原理和优缺点都有各自的应用领域,并且在生产中也应用广泛。磁性珩磨加工技术是有效的将磁性技术和珩磨技术联系一起的新的加工手段,可以有效的去除在切削加工过程中较难移动的细长工件内表面的氧化皮。然而在前期不断实践总结过程中发现,采用磁力磨削的方法,虽然可以有效的去除不锈钢管内壁的坚硬氧化皮,并且能提高表面质量,但在加工过程中,伴随着磨削而来的是电机发热量大、发热快的问题,导致磨削无法实现可持续性的加工。目前实际运用中常见的冷却方式有风冷、水冷、蒸发冷却等,对于本文研究的 Y90-4的改装电机来说仅仅依靠风冷是无法满足持续加工要求的,所以采用外部水循环冷却的方式对整个定子式磁性珩磨系统进行冷却。水冷实质上就是将电机的热量通过冷却系统中的水带到外部的循环装置中,这样就有效解决了电机本身散热能力不足,散热面积小的问题。而将电机维持在较低的温升状态,这样既能提高电机运行的可靠性,又能使电机承受更高的电磁负荷。 本研究主要内容包括:⑴以定子式磁性珩磨系统为研究对象,结合电机学、传热学、电磁学为理论基础,对磁性珩磨系统的发热量大,发热快的问题进行理论分析,建立物理模型,然后利用 ANSYS Fluent和 ANSYS Steady-State Thermal有限元软件,仿真模拟出系统的温度分布云图和达到系统稳定的时间,从而为后续的实验研究打下理论基础。⑵在已搭建的实验平台基础上,设计一套外部水冷循环系统,然后结合计算流体力学(CFD)通过 ANSYS Fluent仿真分析,分析电机的水冷循环系统的流动特性,建立三维模型。对比得出有无外部水冷装置对系统温升的影响,同时对磁性珩磨水冷系统的参数进行优化,得出水温和水速的最优匹配参数。⑶分别对有无水冷装置的定子式磁性珩磨系统进行磨削加工实验,测量其温度分布并检验其加工稳定性,同时与之前的理论及仿真分析进行对比,检验:无外部水冷装置时,探究加工系统的实际发热问题以及发热量与仿真结果的工程误差是否在允许范围内;加入外部水冷装置后,加工系统的冷却效果与仿真结果是否在工程允许误差范围内。这就为定子式磁性珩磨系统提供了理论支撑,进而使持续加工的可能性提高。