發(fā)布時(shí)間：2018-04-01 18:20

  本文選題：磁性珩磨技術(shù)　切入點(diǎn)：溫度場(chǎng)　出處：《太原理工大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：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程中,國內(nèi)和國際對(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。但是,針對(duì)長(zhǎng)類管狀工件的氧化皮去除問題,這些加工方法又都存在以下缺點(diǎn)[1]:1.傳統(tǒng)的機(jī)械加工方法不經(jīng)濟(jì)、生產(chǎn)效率不能滿足需要、加工質(zhì)量得不到保證;2.化學(xué)拋光和電化學(xué)處理所用到的溶液再生與調(diào)整困難,實(shí)際應(yīng)用中易受限制且污染環(huán)境;3.電解加工技術(shù)難度高,不易實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定加工和保證較高的加工精度,且電極的設(shè)計(jì)、制造和修正較麻煩;4.工件在經(jīng)過酸洗加工后,表面殘留一層暗黑色的鐵鹽,不易清洗干凈,對(duì)操作人員容易引起化學(xué)燒傷且廢液污染環(huán)境;5.噴丸處理過程中被加工工件受力不均且大小難以控制,容易造成表面質(zhì)量缺陷,破壞加工工件的原始形態(tài),且建設(shè)和維修費(fèi)用較高;上述辦法顯然無法達(dá)到理想的加工效果,因此,一種有別于傳統(tǒng)加工方法的新型加工方式應(yīng)運(yùn)而生,既要有效的去除不銹鋼管內(nèi)壁的氧化皮又能不污染環(huán)境且操作簡(jiǎn)單。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,但在加工過程中,伴隨著磨削而來的是電機(jī)發(fā)熱量大、發(fā)熱快的問題,導(dǎo)致磨削無法實(shí)現(xiàn)可持續(xù)性的加工。目前實(shí)際運(yùn)用中常見的冷卻方式有風(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)來說僅僅依靠風(fēng)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(duì)整個(gè)定子式磁性珩磨系統(tǒng)進(jìn)行冷卻[2]。水冷實(shí)質(zhì)上就是將電機(jī)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(jī)本身散熱能力不足,散熱面積小的問題。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。水冷系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與電機(jī)的溫度場(chǎng)研究是密不可分的,外部水冷循環(huán)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)往往要依據(jù)電機(jī)溫度場(chǎng)的仿真模擬結(jié)果,而且溫度場(chǎng)的實(shí)際冷卻效果是檢驗(yàn)水冷系統(tǒng)是否達(dá)標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)。準(zhǔn)確的溫度場(chǎng)分析是在各部分具體損耗已知的前提下來實(shí)現(xiàn)的,其數(shù)據(jù)不僅要能反映出電機(jī)內(nèi)部的溫度場(chǎng)分布,還要找出電機(jī)最熱點(diǎn)的所在位置。這樣才可以采取針對(duì)措施來提高電機(jī)運(yùn)行的安全、可靠性。電機(jī)的溫升計(jì)算與外部水冷循環(huán)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和檢驗(yàn)是保證電機(jī)正常運(yùn)行所必須考慮的重要一環(huán),怎樣有效的將電磁設(shè)計(jì)、冷卻循環(huán)設(shè)計(jì)與溫升、水冷計(jì)算相互配合是解決電機(jī)運(yùn)行中溫度過高,發(fā)熱量較大的重要課題。解決這一難題可以大大提高電機(jī)的承載水平和加工時(shí)長(zhǎng),對(duì)電機(jī)的研發(fā)和設(shè)計(jì)具有重要的理論意義和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。針對(duì)磁場(chǎng)發(fā)生器在加工長(zhǎng)不銹鋼管過程中溫升較大這一問題,本文將著重對(duì)定子式磁性珩磨系統(tǒng)做以下幾個(gè)方面的研究:(1)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)。(2)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ANSYS Fluent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)。(3)分別對(duì)有無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):(1)無外部水冷裝置時(shí),探究加工系統(tǒng)的實(shí)際發(fā)熱問題以及發(fā)熱量與仿真結(jié)果的工程誤差是否在允許范圍內(nèi)。(2)加入外部水冷裝置后,加工系統(tǒng)的冷卻效果與仿真結(jié)果是否在工程允許誤差范圍內(nèi)。這就為定子式磁性珩磨系統(tǒng)提供了理論支撐,進(jìn)而使持續(xù)加工的可能性提高。
[Abstract]:in recent year , that stainless steel pipe has many advantages such as high strength , wear resistance , corrosion resistance , welding and the like , and has great application in aerospace , petroleum , chemical , military , machine tool , light industry and the like . The invention relates to a novel processing method which is different from the traditional processing method , which not only effectively removes the oxidation skin on the inner wall of the stainless steel pipe , but also can not pollute the environment and is simple to operate . In order to improve the reliability of motor operation , the design and test of the external water - cooling circulation system is very important to solve the problem of high temperature rise in the motor . ( 2 ) After the external water cooling device is added , the cooling effect and the simulation result of the machining system are within the allowable error range of the engineering . This provides theoretical support for the stator type magnetic honing system , and further improves the possibility of continuous processing .

【學(xué)位授予單位】：太原理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TG589

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本文編號(hào)：1696714