[发明专利]一种自导向弯管内表面磁力研磨装置及方法

权利要求书

1.一种自导向弯管内表面磁力研磨装置，其特征在于，包括旋转驱动机构、保持机架、旋转机架、磁极夹持机构及导向行走机构；所述保持机架和旋转机架均为环形部件，套设在弯管外围；旋转机架与保持机架可转动地连接，旋转机架能够在旋转驱动机构的驱动下绕弯管周向旋转；保持机架上设导向行走机构，在导向行走机构带动下，磁力研磨装置能够整体沿弯管轴线方向移动；旋转机架上设磁极夹持机构，磁极夹持机构中的磁极与填充在弯管内的磁性磨料配合，实现对弯管内表面的磁力研磨。

2.根据权利要求1所述的一种自导向弯管内表面磁力研磨装置，其特征在于，所述旋转驱动机构包括调速电机和直角齿轮箱总成；直角齿轮箱总成包括直角箱体、安装在直角箱体中的主动轴和输出轴，其中主动轴的一端与调速电机的动力输出轴连接，另一端设主动伞齿轮与输出轴一端的被动伞齿轮啮合传动，输出轴另一端安装传动齿轮；主动轴上设第一轴承，第一轴承靠近主动伞齿轮一侧安装，第一轴承外侧设衬套，通过内卡环轴端固定；主动轴伸出端与调速电机动力输出轴通过联轴器连接传动；输出轴与直角箱体之间设第二轴承，输出轴一侧的直角箱体一端设法兰盘用于与保持机架通过螺栓固定连接。

3.根据权利要求1所述的一种自导向弯管内表面磁力研磨装置，其特征在于，所述旋转机架的外圈设轮齿与旋转驱动机构中的传动齿轮啮合，并能够在传动齿轮的带动下绕中心轴线旋转，旋转机架的内圈设环形轨道；保持机架内侧沿周向均匀设置多个螺旋调节钮；螺旋调节钮由偏心轴和锥度轴承组成，偏心轴的中部穿设在保持机架内，偏心轴的一端安装锥度轴承，锥度轴承的外侧通过轴承端盖及内六角螺钉固定；旋转机架转动时，多个锥度轴承沿旋转机架上的环形轨道滚动，实现旋转机架与保持机架的相对转动；偏心轴的另一端通过弹簧垫圈和螺母锁紧。

4.根据权利要求1所述的一种自导向弯管内表面磁力研磨装置，其特征在于，所述磁极夹持机构包括磁极架、磁极和压板，所述旋转机架背离保持机架的一侧沿周向开设多个磁极定位槽，磁极架固定在磁极定位槽内；磁极架上沿径向开设磁极安装槽，磁极置于磁极安装槽内，磁极的一端靠近弯管，并能够沿径向调节与弯管之间的距离，磁极与磁极架之间通过压板和螺栓固定。

5.根据权利要求1所述的一种自导向弯管内表面磁力研磨装置，其特征在于，所述导向行走机构包括行走轮、轮架和螺杆；行走轮通过轮架固定在保持机架内侧，轮架与保持机架之间通过螺杆固定；沿保持机架周向均匀设置有多个行走轮，多个行走轮均与弯管外表面接触，其中一个行走轮为主动行走轮，其余为被动行走轮，主动行走轮中设轮毂电机和电池。

6.根据权利要求1所述的一种自导向弯管内表面磁力研磨装置，其特征在于，所述保持机架上设位移传感器，用于检测研磨行程，位移传感器与轮毂电机通过控制芯片联动，实现磁力研磨装置沿弯管轴线方向的往复移动。

7.根据权利要求1所述的一种自导向弯管内表面磁力研磨装置，其特征在于，所述磁极为2对，每对磁级中的2个磁极相邻设置，即4个磁极中的2个N极相邻，2个S极相邻，每个磁极间隔90°设置。

8.一种基于权利要求1所述装置的自导向弯管内表面磁力研磨方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)将预加工的弯管穿设到磁力研磨装置的环形结构中，并设定初始位置；向弯管中注入磁性磨料和研磨液；调节各个磁极的径向位置，使各磁极与弯管的距离相同；调整各行走轮的位置，使每个行走轮均与弯管外表面接触；通过控制芯片设定行走距离，该距离即为弯管内表面的磁力研磨加工区长度；通过转动偏心轴调节各个锥度轴承与环形轨道的贴合程度，保证保持机架与旋转机架相对转动时的稳定性；

2)启动调速电机，调速电机输出动力通过联轴器传递给主动轴，主动轴上的主动伞齿轮与输出轴上的被动伞齿轮啮合传动，并将动力传递给传动齿轮，传动齿轮与旋转机架外侧的齿圈啮合传动，带动旋转机架绕弯管转动；旋转机架上的多个磁极旋转，产生的旋转磁场驱动弯管内的磁性磨料对弯管内表面进行研磨抛光；

3)根据弯管材质及管径大小，调速电机设置不同的转速；根据弯管管径的大小，通过调整磁极的径向位置确定磁极与弯管外表面之间的距离即研磨间距，使研磨间距保持在1～2mm；

4)磁力研磨过程中，由导向行走机构带动整个磁力研磨装置沿弯管的轴线方向移动，移动过程中通过位移传感器检测研磨行程，当磁力研磨装置自初始位置到达指定终点位置时，整个弯管内的磁力研磨加工区均经过一次磁力研磨过程；控制芯片控制轮毂电机使行走轮反向转动，如此反复，实现磁力研磨装置在弯管磁力研磨加工区的往复运动；

5)在外部旋转磁场驱动，以及沿弯管轴向进给运动的双重作用下，磁性磨料在具有不规则弯曲形状的弯管内作螺旋状的复合运动，最终完成弯管内表面的光整加工。