磁粒研磨Al 2024细长管的机理及试验研究

目的探究磁粒研磨过程中外部磁极的不同排布方式对Al 2024细长管内表面研磨质量的影响,寻求一种最佳的磁极排布方式。方法首先,在理论上分析了磁粒研磨细长管的基本原理;其次,利用ANSYS软件的磁场模块对磁极的三种排布方式进行模拟,得出不同的磁感应强度曲线,通过分析曲线的变化规律来探讨磁极排布方式对研磨效果的影响;再次,设计了试验装置,对理论和有限元仿真结果进行了验证试验,通过观测内表面粗糙度值和微观形貌,对比了试验效果。结果随着磁极夹角从90?增大到180?,磁感应强度逐渐减小,有效磁场区域逐渐减小。较小的磁感应强度使得磁性磨粒在磁场中受到的研磨压力变小,磁性磨粒易于受离心力作用甩出加工区域,参与研磨的数量变少,研磨质量降低;变小的有效磁场区域使得磁性磨粒受力区域减小,被磁化的数量减少,参与研磨的数量减少,研磨质量较差。研磨时间10 min后,从试验结果中可以看出,当磁极90?分布时,表面粗糙度值下降最大,从原来的0.66μm降至0.12μm,表面的凹坑和纹理缺陷被去除,表面形貌均匀且光泽度较好。结论磁粒研磨Al 2024细长管内表面时,调整磁极排布可以提高加工区域的磁感应强度和增大有效磁场区域面积,继而提高磁性磨粒的作用效果,促进研磨的有效进行,保证较好的研磨质量。

Surface Magnet Gears with a New Magnet Arrangement and Optimal Shape of Stationary Pole Pieces

In mechanical gear systems, dust, noise, vibration, and tooth wear are generated by frictions among gear teeth, and suppressing friction requires lubrication. Magnetic gears transmit torque by magnetic forces without contact and so avoid contact-related problems. The present paper discusses magnet arrangements and the shape of stationary gear teeth to improve transmission torque in surface magnet type magnetic gear transmission mechanisms.

径向磁力轴承磁极布置对磁场和磁力的影响

使用有限元方法对8极径向磁力轴承的磁场进行了建模,计算了气隙磁通密度和磁力,对比分析了在转子不同的偏心情况下两种磁极布置形式(NSNS交替磁极布置和NNSS成对磁极布置)的磁力轴承的气隙磁通密度和磁力,并通过实验测试验证了有限元磁场建模和计算的准确性。结果表明,在同样大小的电流激励下,NSNS布置比NNSS布置的气隙磁通密度大,偏心时产生的磁力也较大,适合小尺寸的磁力轴承,而NSNS布置磁极之间的磁耦合比NNSS布置形式强,增加了控制系统的复杂性。研究结论对磁力轴承的结构设计和控制系统设计具有一定的指导意义。

永磁体铸机磁场特征分析

以自行研制的旋转永磁体电磁铸机磁感应器为对象，建立了计算旋转永磁体磁场的数学模型，数值模拟分析了磁极直列排布方式（六极三对、八极二对、八极四对、十二极三对、十二极六对）下的磁场分布特点及规律，进一步探讨了磁极螺旋式排布的磁场特征，指出应充分利用临界点以外边缘区的强磁场，并采用螺旋式多磁极数配置，以利于强化电磁搅拌的效果。

N、S极交替布置的磁场处理的磁化水对水泥活性影响的研究

首次用正交实验的方法研究了N、S极交替布置的磁场处理的磁化水对水泥活性的影响,考虑了磁感应强度B、磁化时水的流速V、水泥品种C和磁程长度L及其相互间的交互作用的影响,定量地测量了各因素不同水平搭配下的磁化水对水泥的活性,分析了各影响因素的相关性,找出了最佳水平搭配.实验结果表明,用最佳水平搭配下的磁化水拌和两种实验用水泥时比用未磁化的自来水拌和两种水泥,其活性分别提高了36.1%和38.2%,效果很明显.这些研究结果对磁化水的应用研究和理论研究都具有指导意义.

多磁极旋转磁场的钛合金表面磁性剪切增稠光整加工特性

目的探究多磁极旋转磁场下钛合金(Ti-6Al-4V)表面磁性剪切增稠光整加工特性。方法设计不同磁极排布的多磁极旋转磁场,通过仿真分析和实验测量,分析N-S-N、N-S-N-S和N-S等3种磁极排布下的磁场特性。基于研制的磁性剪切增稠光整介质,构建光整加工实验装置,探究磁极排布、主轴转速、旋转平台转速和加工间隙对工件表面粗糙度的影响规律,并通过扫描电子显微镜对加工前后的工件表面微观形貌进行对比分析。结果在N-S-N磁极排布下,加工区域的磁场强度较大,磁力线闭合回路较多,能够形成刚性较大和数量多的磁力刷。在N-S-N磁极排布、主轴转速600 r/min、旋转平台速度160 r/min、加工间隙0.7 mm的实验条件下,光整加工效果最优,工件表面粗糙度下降趋势明显,表面粗糙度由初始的1.2μm下降至67 nm,表面光洁度提高94%。通过扫描电子显微镜观测,工件表面的划痕显著去除,仅残留磨粒切削造成的微细划痕。结论调控多磁极旋转磁场的磁极排布可以有效控制光整加工效率,配合磁性剪切增稠光整介质和加工工艺参数优化,钛合金表面能够实现纳米级光整,表面质量显著改善。

4/24远极比电机磁密的研究

针对4/24远极比E7/5(E7/5A)型高速精梳机主电机,通过在装配环境要求限定电机尺寸下,研究两极电机绕组设计和定、转子冲片设计及强度分析校核,探讨两极电机磁密的理论设计,并给出两种极数下电机各部分的磁密值,分析及计算结果说明电机磁密设计是合适的,以此表明此类电机设计与制造的可行性.

磁力研磨法去除复杂轮廓蒙皮微孔边缘毛刺

目的去除复杂轮廓的钛合金蒙皮壁板微孔边缘毛刺和积瘤。方法采用磁针磁力研磨法对蒙皮壁板微孔边缘的毛刺和积瘤进行去除。设计了3种不同磁极排布方案的磁极盘,并利用仿真软件模拟了3种不同磁极排布方案的磁场分布,使用排列优化后的磁极盘对蒙皮壁板进行研磨加工,利用3D超景深电子显微镜对加工前后的微孔形貌进行对比观察。结果根据模拟结果选择了磁极排布的最佳方案。该方案中加工区域的磁场分布更均匀,优化后的磁极排布方式消除了加工区域的磁场盲区,使该处的磁感应强度峰值由300 mT增加到了500 mT,增大了圆周上磁感应强度梯度,有利于加工区域磁针的翻滚。基于该方案对蒙皮壁板进行研磨加工,确定了最佳试验参数:1 kgϕ1.2 mm×8 mm的磁针,磁极盘转速为1000 r/min,进给速度为8 mm/s。在此参数下,对8张蒙皮壁板加工50 min(每5 min改变一次磁极盘转向),利用3D超景深显微镜观察蒙皮微孔形貌。研磨后,蒙皮微孔边缘毛刺和积瘤被有效去除,毛刺去除率可以达到95%以上,微孔边缘形貌完整、圆滑,蒙皮表面粗糙度得到改善,由加工前的2.6886μm降低到1.7002μm。结论采用磁力研磨法对复杂轮廓蒙皮微孔进行精密研磨,可以有效去除微孔边缘的毛刺和积瘤,相较于原始手工加工,其加工效率提高了64倍,同时表面粗糙度得到改善,加工后的工件满足实际使用要求。

磁力研磨外圆面的磁极设置及工艺参数优化

对磁力研磨Q345外圆面的磁极设置形式和工艺参数进行研究。采用控制变量法研究四种磁极设置形式(N、NS180、N-S90和N-S-N)对磁力研磨后工件表面质量的影响;应用正交实验方法进行四因素(加工间隙、工件转速、磨料比重和磨料粒度)三水平的正交实验组设计;分析对比不同实验条件下得到工件表面粗糙度改善率(%ΔSa)和表面形貌,确定较优的磁极设置形式和主要工艺参数组合。从实验结果中得出:磁力研磨外圆面的较优磁极设置形式为N-S-N型;优化的工艺参数组合为:加工间隙1mm、工件转速830r/min、SiC占磁性磨料总比重40%和SiC磨料粒度240#;磁力研磨加工后的工件表面尖峰与凹谷的最大高度差Sz从10.944μm降至3.441μm,有明显降低。

磁力抛光磁极阵列优化设计及实验研究

为了提升目前磁力抛光机的加工效率,通过改变磁极数量和位置的方式对其磁极布置方式进行重新设计对比。使用Maxwell16. 0软件仿真分析3种不同设计方案下磁感应强度的变化规律,预测加工时的磁针流态并加以实验验证。观察在不同磁极阵列下磁针流态的变化,对比了同等参数水平下不同磁极布置方式对于工件微观表面形貌与材料去除量的影响。实验结果表明:在不改变永磁极材料的前提下,优化磁极布置方式可以得到更好的磁针流态并扩大加工区域,进而提升加工效率,改善加工效果;通过加工小模数齿轮进行实验验证,观察齿轮齿根棱边倒角及毛刺去除情况,在相同参数水平条件下,使用经过优化的磁极阵列方案3的加工效率更高,效果更好。

励磁器磁极布置及提离值的确定

介绍钢丝绳故障电磁监测方法所涉及的永久磁铁励磁装置的设计方法。为了研究磁极布置方式对钢丝绳通过时产生的励磁效果,用ansoft maxwell软件进行仿真,确定了N-N-S-S磁极布置方式具有最好的磁化效果,该方式下钢丝绳的磁感应强度B接近2 T,满足将钢丝绳磁化至饱和状态B≥1 T的要求。利用磁偶极子理论和有限元分析,采用MATLAB软件仿真不同提离值下的漏磁场强度,利用Ansoft maxwell软件进一步验证,结合实际工况,确定了传感器在钢丝绳径向安装、提离值的范围2~3 mm时监测效果较好。在实验室搭建电梯钢丝绳检测实验台,对所做的仿真研究进行实验验证,该N-N-S-S励磁器磁极布置方式及2.5 mm的提离值有较好的应用效果。

新型开放磁系永磁筒式强磁选机的研制与应用

以COMSOL仿真优化了开放磁系磁场力HgradH模型,设计了基于开放磁系小极面排斥磁极布置的强磁磁路结构,使筒表分选区磁场强度可达到800 mT以上,试验结果表明,与常规开放磁系永磁筒式磁选机相比,新型开放磁系永磁筒式强磁选机分选某细粒铬铁矿、钛铁矿,回收率分别提高了34.11%、16.99%,说明该新型磁选机更有利于细粒弱磁性矿物的回收。

组合式多极电磁除铁器的设计及应用

针对常规除铁器无法有效脱除深埋煤流底部细小铁器的行业性难题,通过采取磁极单元化、网格化组合式创新理念,设计制作一种组合式多极电磁除铁器,将其安装在原煤分级筛筛面上方,利用物料在筛面上充分松散的特点,对煤流中掺杂的细小铁器进行吸附脱除。应用结果表明:该产品每日可清理细小铁器约20 kg,磁性杂物净化率可高达100%,每年可节约成本投入上百万元,同时还大大降低了职工的劳动强度,为促进重介选煤工艺的自动化、智能化开辟了新思路。