磁力磨削管道内壁转子磨具研究

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1、磁力磨削管道内壁转子磨具研究刘威，轧刚，姚新改（太原理工大学机械工程学院，太原030024）摘要：为了冇效的去除不锈钢管道内表面的氧化皮，设计了一套利用旋转磁场加工不锈钢管道内表而的转子磨具。分析了转子磨具磁力研磨的加工原理，利丿UAnsoft软件建立了该实验装置的2D瞬态场模型，得到了其磁力线分布、磁感应强度分布和模型的电磁转矩III］线。通过对转子磨具电磁转矩的模拟结果与切削力矩的理论计算对比，验证了该转子磨具具有很强的切削性能，可有效的去除工件内壁氧化皮。关键词：转了磨具；氧化皮去除；旋转

2、磁场；电磁转矩中图分类号：TG74+9：TG580.67InvestigationsonRotorAbraderofMagneticAbrasiveGrindingontheInnerSurfaceofTubingsLIUWei,YAGang,YAOXingai（CollegeofMechanicalEngineering,TaiyuanUniversityofTechnology,TaiYuan030024）Abstract:Arotorabraderhasbeendesignedtoremo

3、veoxidefilmsontheinnersurfaceofstainlesssteelpipebyrotatingmagneticfield.Accordingtotheprincipleofmagneticabrasivefinishing,thetwo-dimensiontransientelectromagneticfieldofexperimentaldevicehasbeenestablishedandsimulatedbasedonAnsoftsoftware.Inthispap

4、er,themagneticfieldlinesdistribution,themagneticfluxdensitydistributionandtheelectromagnetictorquecurveofmouldhasbeenobtained.Thenbycomparingsimulationresultofelectromagnetictorquebasedonfiniteelementanalysiswiththeoreticalcalculationofcuttingtorque,

5、itisprovedthattherotordeviceofremovingoxidefilmsontheinnersurfaceoftubingsisfeasibility.Keywords:RotorGrinder;RemovingofOxideFilms;RotatingMagneticField;ElectromagneticTorqueo引言在实际的生产中，一些特人型管状类零件（如细长不锈钢管或炮管等）都要经过高温固溶处理，高温固溶处理可以提高不锈钢的高温拉仲强度、可焊接性、抗腐蚀性、

6、易加工性等性能。由于不锈钢管经过了高温固溶处理，致使材料表面形成了一层较厚的含有大量NiO、CrO>CnCh,以及十分难容的FeOCr2Os的氧化皮。这层氧化皮组织致密而坚韧，与皋体结合非常牢固⑴。及时有效的去除这类工件表而的氧化皮，対顺利进行下道工序以及防止管道表面的腐蚀，延长工件的使用寿命都有重大意义。国内外快速去除不锈钢表面氧化皮的方法冇很多，例如电解加工法、酸洗法等。但是电解加工不锈钢管内壁时由于阴极安装闲难并H很容易出现短路等问题，在实际过程往往难以实现控制⑵；酸洗加工过的不锈钢表面会

7、呈现岀高低不平的黑色片状，且废液很容易污染环境⑶。木文设计了一•种新型的转了磨具，该转了磨具在旋转磁场发生器产生的旋转磁场带动下，在不锈钢管内高速旋转，能很好的去除管道内表面坚硬的氣化皮，11污染小，结构简单,易于操作，有很好的应用前景。基金项H：III西省科技攻关项H（20080321048）；太原市大学生创新创业专项（201010-492）作者简介：刘威，（1984・），男，硕士研究生，主要从事特种加工方面的研究。通信联系人：轧刚，（1958-）,男，教授，主要从事特种加工方面的研%.E-m

8、ail:yagangl@163.com1转子磨具磁力研磨加工原理转子磨具光整加工管道内壁的原理见图1。当绕组中通入三相对称电流后，随着三相电流的交替变化，它们形成的合成磁场在空间按一定规律不断的旋转着，从而产生了空间圆形旋转磁场⑷。旋转磁场的磁极对转子磨具的界性磁极产牛磁拉力，因此形成固定的电磁转矩,牵引着转子磨具与空间旋转磁场同步旋转⑸。随着转子磨具的髙速旋转，压在管道内壁上的四根玷磨条将产生切向磨削力，从而有效的除去了工件内表血的氧化皮。图1转子磨具加工原理图Fig.ltheprincipl