[发明专利]一种可调节式弯管内表面电磁研磨抛光装置及方法

权利要求书

1.一种可调节式弯管内表面电磁研磨抛光装置，其特征在于，包括圆柱电磁铁、柔性调整链，柔性调整链围绕在被加工弯管四周，并首尾相连接，柔性调整链上均布有圆柱电磁铁，使圆柱电磁铁在弯管径向均布；圆柱电磁铁端面平行于弯管外表面切线方向，且圆柱电磁铁端面距弯管外表面2mm～3mm；所述的柔性调整链通过法兰与六自由度机械手连接，弯管内设置永磁极，永磁极外部包覆有磁性磨粒；通过控制各个圆柱电磁铁的通电方向，产生沿弯管中心轴旋转的旋转磁场，永磁极在旋转磁场的作用下压附在弯管内表面做旋转磨削运动，同时六自由度机械手沿弯管中心轴线做往复进给运动。

2.根据权利要求1所述的一种可调节式弯管内表面电磁研磨抛光装置，其特征在于，所述的柔性调整链由三个以上链节单元首尾相接组成，链节单元包括链节本体、连接轴，链节本体为弧形板状结构，链节本体一端为凸起结构，另一端为可与凸起结构匹配的豁口，链节本体上开有用于固定安装圆柱电磁铁的长圆孔；凸起结构开有带键槽的通孔，豁口处开有与连接轴相配合的圆孔，凸起结构可与相邻的链节本体的豁口通过连接轴连接，所述的连接轴中间带有与键槽相配合的键结构。

3.根据权利要求2所述的一种可调节式弯管内表面电磁研磨抛光装置，其特征在于，所述的链节单元还包括锁紧手柄、垫片、锁紧螺销、锁紧螺母，从圆孔处向链节本体中间开通槽，且延伸到链节本体下表面，在链节本体端部形成弹片，锁紧螺销穿过链节本体带有弹片处与锁紧螺母螺纹连接，锁紧螺销顶端通过垫片与锁紧手柄连接，锁紧手柄下压带动锁紧螺销上提，在压力作用下弹片上压，凹槽结构可产生弹性变形，使圆孔缩小。

4.根据权利要求1所述的一种可调节式弯管内表面电磁研磨抛光装置，其特征在于，所述的圆柱电磁铁外径为空间弯管外径的0.3～1.1倍。

5.根据权利要求1所述的一种可调节式弯管内表面电磁研磨抛光装置，其特征在于，所述的永磁极为球形永磁极，其直径为空间弯管直径的0.25～0.3倍。

6.一种利用权利要求1-5任意一项所述的装置实现的可调节式弯管内表面电磁研磨抛光方法，其特征在于，将安装在柔性调整链上的圆柱电磁铁依次沿顺时针方向或逆时针方向分别标号为1#、2#、3#……n#；圆柱电磁铁若通正向电流，则为N极，若通负向电流则为S极；控制圆柱电磁铁的通电电流：通过调整流过电磁铁的恒定电流的大小来调节圆柱电磁铁的磁感应强度，通过控制相邻磁极的通电间隔，调整磁场的旋转速度，进而控制弯管内部永磁极旋转时离心力的大小，从而得到理想的研磨压力。

7.根据权利要求5所述的一种可调节式弯管内表面电磁研磨抛光方法，其特征在于，当圆柱电磁铁为4个时，旋转电磁场的工作原理及弯管内表面的研磨抛光过程：

1)起始给1#圆柱电磁铁通正向电流，使其形成N极磁场，弯管内部被磁性磨粒包裹的球形永磁极在外磁场的作用下发生自旋转，旋转后使得S极被外部磁场吸引，紧紧压覆在弯管内表面正对1#圆柱电磁铁的位置；

2)经过时间间隔T后，1#圆柱电磁铁、2#圆柱电磁铁分别同时通负向电流、正向电流，使其分别同时形成S极磁场、N极磁场，构成闭合磁感线回路，永磁极紧贴弯管内壁旋转滑动，永磁极的N极、S极分别被1#圆柱电磁铁、2#圆柱电磁铁产生的S极、N极吸附，使其处于1#圆柱电磁铁与2#圆柱电磁铁连线所构成圆弧的中间位置；

3)经过时间间隔T后，2#圆柱电磁铁通负向电流，使其形成S极磁场，吸附空间弯管内部球形永磁极的N极，弯管内部球形永磁极紧贴弯管内壁旋转滑动，被吸附到正对2#圆柱电磁铁的位置；

4)经过时间间隔T后，2#圆柱电磁铁、3#圆柱电磁铁分别同时通正向电流、负向电流，使其分别同时形成N极磁场、S极磁场，构成闭合磁感线回路，弯管内部球形永磁极紧贴弯管内壁旋转滑动，球形永磁极的S极、N极分别被2#圆柱电磁铁、3#圆柱电磁铁产生的N极、S极吸附，使其处于2#圆柱电磁铁与3#圆柱电磁铁连线所构成圆弧的中间位置；

5)经过时间间隔T后，3#圆柱电磁铁通正向电流，使其形成N极磁场，吸附空间弯管内部球形永磁极的S极，弯管内部被球形永磁极紧贴弯管内壁旋转滑动，被吸附到正对3#圆柱电磁铁的位置；

6)经过时间间隔T后，3#圆柱电磁铁、4#圆柱电磁铁分别同时通负向电流、正向电流，使其分别同时形成S极磁场、N极磁场，构成闭合磁感线回路，弯管内部球形永磁极紧贴弯管内壁旋转滑动，球形永磁极的N极、S极分别被3#圆柱电磁铁、4#圆柱电磁铁产生的S极、N极吸附，使其处于3#圆柱电磁铁与4#圆柱电磁铁连线所构成圆弧的中间位置；

7)经过时间间隔T后，4#电磁铁通负向电流，使其形成S极磁场，吸附空间弯管内部球形永磁极的N极，使被球形永磁极紧紧压附在弯管内表面正对4#圆柱电磁铁的位置；

8)经过时间间隔T后，4#圆柱电磁铁、1#圆柱电磁铁分别同时通正向电流、负向电流，使其分别同时形成N极磁场、S极磁场，构成闭合磁感线回路，弯管内部球形永磁极紧贴弯管内壁旋转滑动，球形永磁极的S极、N极分别被4#圆柱电磁铁、1#圆柱电磁铁产生的N极、S极吸附，使其处于4#圆柱电磁铁与1#圆柱电磁铁连线所构成的圆弧中间位置，完成一个循环周期；

9)同一圆柱电磁铁在相邻时间间隔通相反方向的电流，使其在相邻时间间隔形成极性相反的磁场；当n为偶数时，一个循环周期的通电顺序按照以上步骤依次类推；当n为奇数时，一个循环周期的通电顺序与将电磁铁数量看成2n时的偶数通电顺序相同。