[發明專利]一種熱電制冷砂輪及其自冷凝微量水潤滑精密磨削系統

有效

• 申請號: 201811341002.1
• 申請日: 2018-11-12
• 公開（公告）號: CN109249315B
• 公開（公告）日: 2019-08-23
• 發明（設計）人: 姚鵬;閆勇敢;黃傳真;劉含蓮;朱洪濤;郭立杰;岳義
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: B24B49/14
• 分類號: B24B49/14;B24B55/02;B24B41/04
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 趙敏玲

1.一種熱電制冷砂輪，其特征在于，包括環形砂輪磨削層、制冷裝置和循環散熱裝置；所述的環形砂輪磨削層固定到安裝了制冷裝置的輪轂上；所述的制冷裝置采用熱電制冷片，所述的熱電制冷片的冷面與環形砂輪磨削層接觸，磨削區的熱量以熱傳導的方式首先傳遞到砂輪磨削層內環面上，再傳遞到熱電制冷片的冷面上，熱電制冷片的熱面與循環散熱裝置的冷卻液接觸，通過冷卻液的流動將熱量帶走；

所述的熱電制冷片包括多個，多個熱電制冷片串聯在一起形成一個環形的熱電制冷環，所述的熱電制冷環的外環表面為冷面，內環表面為熱面；熱電制冷環的外表面與環形砂輪磨削層的內環接觸對砂輪磨削部分進行降溫；

所述的循環散熱裝置包括測溫熱點偶、溫度控制系統和電液組合滑環，所述的測溫熱點偶位于熱電制冷環的冷面和熱面；所述的熱電制冷環通過導線與電液組合滑環的轉子導線出線端相連，電液組合滑環的定子導線出線端與電源相連，電液組合滑環的轉子固定在所述的輪轂上，隨砂輪旋轉，定子固定在砂輪罩上保持靜止。

2.如權利要求1所述的一種熱電制冷砂輪，其特征在于，所述的環形砂輪磨削層為環狀結構，磨削層中的結合劑采用導熱系數較高的金屬結合劑或陶瓷結合劑；環形砂輪磨削層通過結合劑與金屬基體外圈粘結，金屬基體用螺栓連接固定在輪轂上，磨削過程中環形砂輪磨削層外表面與工件表面接觸，其環內表面與熱電制冷環的冷面接觸。

3.如權利要求1所述的一種熱電制冷砂輪，其特征在于，所述的輪轂由主體和密封蓋組成，所述的密封蓋分別安裝在輪轂的兩側，與輪轂之間密封連接，在所述的密封蓋上設有冷卻液進水口和冷卻液出水口。

4.如權利要求3所述的一種熱電制冷砂輪，其特征在于，所述的冷卻液進水口和冷卻液出水口分別與電液組合滑環轉子端兩通路液體導管相連，電液組合滑環定子端兩通路液體導管分別與冷卻水供給裝置和冷卻水箱體連接，實現冷卻水的供給及排出。

5.如權利要求1所述的一種熱電制冷砂輪，其特征在于，所述的熱電制冷環和輪轂的側面通過前密封擋圈和后密封擋圈與砂輪主體密封連接。

6.一種磨削系統，其特征在于，包括權利要求1-5任一所述的熱電制冷砂輪。

7.如權利要求6所述的磨削系統，其特征在于，砂輪卡盤后端和砂輪卡盤前端對砂輪主體進行裝夾，并安裝到精密磨床主軸上，通過磨床主軸進行旋轉，電液組合滑環的轉子與砂輪同步旋轉，電液組合滑環的定子保持靜止。

8.如權利要求7所述的磨削系統，其特征在于，采用小型加濕裝置和濕度傳感器主動控制砂輪周圍的局部空氣的相對濕度，利用砂輪表面的低溫，使空氣中的水蒸氣快速凝結到砂輪表面形成冰霜或小水滴，并通過砂輪旋轉運動將微量水帶入磨削區，起到微量潤滑作用，實現自冷凝微量水潤滑磨削。