Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 2)

Универсальность дробеударного формообразования обусловлена отсутствием специальной оснастки, широким диапазоном размеров заготовки, а так же возможностью регулирования степени наклёпа. При изготовлении обшивок такой метол позволяет снизить трудоёмкость в 2 – 5 раз, в 2 – 3 раза повышается ресурсная способность детали благодаря сопутствующему процессу упрочнения.

В процессе нагружения заготовка находится в условиях чистого упругого изгиба; в процессе разгрузки, т. е. в момент снятия деформирующих напряжений в поверхностном слое, обрабатываемом дробью. Таким образом, заготовке, подверженной процессе дробеударного формообразования, несвойственно пружинение в смысле упругого возврата формы.

Такой процесс практически исключает возможность разрушение, так как для получения заданной деформации требуется значительно меньшее напряжение изгиба, чем при пластическом изгибе. На прессовом оборудовании.

Как правило, все детали типа панелей являются особо ответственными по прочностным показателям и по точности заданных размеров. Детали оболочки должны с высокой точностью повторять теоретические обводы самолёта, соответствовать требования по качеству внешней поверхности и обеспечивать высокую знакопеременную нагрузку. Дробеударное формообразование совмещает в одну операцию гибку на прессах, и частично упрочнение, а это позволяет создать высокие значения механических свойств, коррозионную стойкость, сопротивление деталей знакопеременным нагрузкам, контактной усталости и в целом повышает конструкционную прочность, в значительной степени снижая производственные затраты [4].

1.2 Классификация и принцип действия дробеструйных и дробемётных установок

ГОСТ 31335-2006 даёт следующие определения относительно классификации дробемётных и дробеструйных аппаратов.

Дробемётным аппаратом называется аппарат, в котором абразивный материал, подаваемый на лопатки вращающегося ротора, разгоняется до рабочей скорости и направляется на обрабатываемую поверхность (рисунок 1 а).

Дробеструйный аппарат – аппарат, в котором абразивный материал разгонятся сжатым воздухом до рабочей скорости и направляется на обрабатываемую поверхность (рисунок 1 б).

Несмотря на то, что понятие дробемет является синонимом дробеметная турбина, на практике часто под ним подразумевается дробеметная установка в целом. Дробемет - аппарат для создания направленного потока абразива при дробемётной или дробеструйной обработке поверхности.

По способу использования на предприятии:

• дробеметы периодического действия:

а) подвесного типа (рисунок 1 д);

б) поворотным столом (рисунок 1 ж);

в) барабанного типа (рисунок 1 в);

г) проходные (рисунок 1 г);

д) очистные камеры (рисунок 1 е);

• дробеметные установки непрерывного действия подразделяются:

а) проходные для обработки труб;

б) туннельные;

в) с роликовым конвейером;

в) проходные с гусеничным конвейером.

Рисунок 1.1 – Дробемётные и дробеструйные установки

Дробемёт с подвесным конвейером (рисунок 1 д) эффективно используется в литейном производстве, машиностроении, производстве металлоконструкций. Этот вид дробеметных установок позволяет производить обработку поверхности заготовок, конструкций, изделий, деталей и служит для дробенаклепа, очистки от пригара, удаления формовочной смеси, удаления заусенцев, упрочнения. Для работы с крупногабаритными деталями дробемет с подвесным конвейером снабжается крюками с электроподъемниками.

Туннельная дробеметная установка рассчитана на самодостаточную обоработку заготовок, изделий, деталей, конструкций. Туннельная дробеметная установка осуществляет непрерывную работу. Данное оборудование дверей не имеет. Изолирование рабочей камеры делается при помощи комплекта специальных жалюзи. Туннельная дробеметная установка может использоваться для очистки от окалины после сварки, окислов, ржавчины.

Дробемет барабанного типа со стальным транспортером и дробемет барабанного типа с резиновым транспортером. Назначение обоих разновидностей - очистка после термообработки, удаление окалины, ржавчины, песка, заусенец, загрязнений, упрочняющая обработка. Этот вид дробеметов эффективно используется в литейной промышленности, машиностроительном производстве, кузнечно-прессовом производстве и электроэнергетике, а также в отраслях, где имеется необходимость обработки большого количества мелких или средних деталей. Дробемет барабанного типа со стальным транспортером используется также для горячих изделий, для тяжелых изделий. Камера может быть оснащена фильтром с противовзрывной системой, преобразователем частоты скорости турбин.

Дробеметная камера - рабочее помещение (рабочий объем) дробеметной установки, в котором непосредственно осуществляется процесс дробеметной обработки изделий, деталей, заготовок.

Дробеметная камера изготавливается из высококачественной конструкционной или марганцовистой стали, что обеспечивает защиту от износа вследствие постоянного соприкосновения с абразивами, вбрасываемыми с большой скоростью при помощи дробеметных турбин. Количество и размещение турбин в камере индивидуально.

Дробеметная камера в зависимости от назначения дробеметной установки может иметь различные габариты, оборудуется дверями, выполненными также из конструкционной или марганцовистой стали с внутренней стороны, как правило покрыты износостойкой резиной, защищающей от абразивного износа.

Нижняя часть дробеметной камеры представляет собой бункер, в который собирается абразив и примеси. Дробеметная камера может иметь дополнительные элементы, обусловленные назначением дробеметной установки и индивидуальным требованиям, предъявляемым к ней.

2 СУЩЕСТВУЮЩИЕ МЕТОДЫ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ ФЕРРОМАГНИТНЫХ МАТЕРИАЛОВ МАГНИТНЫМ ПОЛЕМ

Технология перемещения ферромагнитных тел не нова и широко применяется в промышленности. Например, в контакторах, при втягивании якоря в соленоид при протекании по нему тока цепи управления для замыкания силовых контактов, а так же в так называемых «пушках Гаусса», названных в честь Карла Гаусса заложившего основы математической теории электромагнетизма, предложившего устройство, состоящее из соленоида, внутри которого находится ствол. При протекании электрического тока в соленоиде возникает магнитное поле, которое разгоняет этот снаряд, втягивая его внутрь соленоида.

Так как целью работы является создание установки на основе ферромагнитного перемещения тел встаёт необходимость проведения анализа существующих патентов по данной тематике.

Патентный поиск проводился с использованием открытых источников патентной документации России и СССР, фонда ФГУ ФИПС (РОСПАТЕНТ). Глубина поиска составила тридцать один год, с 1977 по 2008 гг. Результаты поиска сведены в таблицу 2.1.

Таблица 2.1 – Результаты патентного поиска

Страна	Номера авторских свидетельств и патентов	Название
Россия	2331033	Многоступенчатый ускоритель с датчиком ускорения
Россия	2324249	Многоступенчатый ускоритель с бегущим переключением соленоидов.
Россия	2267074	Электромагнитный ускоритель метаемого тела
СССР	884840	Электромагнитное дробемётное устройство

Анализ результатов патентного поиска. Патентный поиск показал, что на сегодняшний день имеется немного работ, посвященных электромагнитному ускорению тел.

Для первых двух патентов характерно то, что изобретения относятся к области вооружения, в частности к электромагнитным пусковым установкам.

Многоступенчатый линейный электромагнитный ускоритель соленоидального типа содержит ферромагнитный снаряд, цилиндрический немагнитный ствол с соосно закрепленными на нем тяговыми соленоидами, средства коммутации обмоток соленоидов по сигналам управляющего устройства и конденсаторные источники энергии. Соленоиды объединены в группы с раздельным питанием. При выключении соленоида в одной группе его энергия самоиндукции направляется в конденсаторный источник питания другой группы. Соленоиды питаются посредством продольных силовых шин.

2.1 Многоступенчатый ускоритель с бегущим переключением соленоидов

Основной задачей предложенного решения является построение эффективного ускорителя с большим количеством ступеней, обеспечивающего частичную рекуперацию энергии самоиндукции при сильных магнитных полях, позволяющего разместить соленоиды на стволе без промежутков между ступенями, имеющего высокую надёжность и помехозащищенность при простой компактной конструкции и малом количестве силовых электрических цепей. На рисунке 2.1 показана схема соединения основных частей ускорителя с двумя поочерёдно включаемыми группами соленоидов.

Многоступенчатый электромагнитный ускоритель устроен следующим образом: ферромагнитный снаряд 1 движется внутри цилиндрического немагнитного ствола 2 и ускоряется за счёт магнитного поля тяговых соленоидов 3, соосно закрепленных на стволе. Соленоиды имеют дополнительные сенсорные обмотки 4, сигнал которых открывает тиристорные ключи 5 соленоидов.

1 – ферромагнитный снаряд; 2 – ствол; 3 - тяговый соленоид с основной силовой обмоткой; 4 - дополнительная сенсорная обмотка тягового соленоида; 5 - тиристорный ключ; 6 – силовые шины питания; 7 - управляющее устройство; 8 - транзисторный групповой ключ; 9 – силовые шины коммутации; 10 - цепь рекуперации энергии; 11 - конденсаторный источник энергии

Рисунок 2.1 – Схема соединения основных частей ускорителя

Питание соленоидов осуществляется посредством шин питания 6. Тиристорный ключ первой ступени управляется непосредственно сигналом управляющего устройства 7, а тиристорные ключи всех остальных ступеней управляются дополнительными обмотками. Нечётные и чётные соленоиды с индивидуальными тиристорными ключами объединены в две группы.

Управляющее устройство формирует сигналы для поочерёдного открытия и закрытия транзисторных групповых ключей 8. Каждый такой ключ коммутирует свою группу соленоидов через шины коммутации 9. При этом шины коммутации через рекуперационные цепи 10 соединены с конденсаторными источниками энергии 11 противоположной группы.

Силовые шины питания и шины коммутации проложены вдоль ускорителя, а индивидуальные тиристорные ключи установлены рядом с каждой ступенью и подключены к сенсорным обмоткам предыдущих ступеней. Такая компоновка позволяет при увеличении числа ступеней ускорителя сохранить компактность и малое количество соединительных и силовых цепей.

2.2 Многоступенчатый ускоритель с датчиком ускорения

Многоступенчатый электромагнитный ускоритель устроен следующим образом (рисунок 2.2): ферромагнитный снаряд 1 движется внутри цилиндрического немагнитного ствола 2 и ускоряется за счет магнитного поля тяговых соленоидов 3, соосно закрепленных на стволе и работающих поочередно.

В управляющее устройство 4 поступает от датчика 5 информация о линейном ускорении ствола, вызванном силой отдачи ускоряемого снаряда. На основе информации от датчика ускорения управляющее устройство производит управление средствами коммутации 6, поочередно подключая соленоиды к конденсаторному источнику 7.

Рисунок 2.2 – схема устройства электромагнитного ускорителя

Упрощенно работа ускорителя происходит следующим образом.
В начальный момент по сигналу управляющего устройства включается ток в обмотке первого соленоида. Сила электромагнитного взаимодействия, возникаю­щая между соленоидом и снарядом, действует на оба этих объекта, вызывая их встречное ускорение, противоположное по направлению. При этом сила, действующая на снаряд, вызывает его ускоренное движение внутрь соленоида, в сторону цели, а сила, действующая на соленоид, вызы­вает разгон всего ускорителя в сторону, противоположную движению снаряда – возникает отдача.

Датчик ускорения движется совместно со стволом и вырабатывает инфор­мационный сигнал, пропорциональный мгновенному значению ускорения ствола. В это время снаряд продолжает втягиваться внутрь солено­ида. По мере приближения снаряда к положению полного втягивания сила взаимодействия соленоида и снаряда уменьшается и в положении полного втягивания становится равной нулю.

В этот момент для предотвращения торможения снаряда при дальней­шем движении из соленоида необходимо отключить ток в этом соленоиде и включить ток в следующем. В этот же момент снаряд, покидая соленоид, дви­жется по инерции вперед, в сторону цели, к следующему соленоиду, а весь ускоритель под действием отдачи первой ступени движется по инерции назад.

В точке полного втягивания снаряда внутрь соленоида ускорение сна­ряда и сила отдачи равны нулю, и датчик ускорения выдает сигнал нулевого уровня. Такое значение сигнала от датчика является информацией о точном нахождении снаряда в положении полного втягивания внутри соленоида. На основе этого сигнала датчика управляющее устройство выключает ток в отрабо­тавшем соленоиде и включает ток в соленоиде следующей ступени.

Снаряд и следующий соленоид начинают взаимодействие и снова появляется ускорение, увеличивающее скорость движения снаряда к цели и увеличивающее отдачу, увеличивая скорость движения всего ускорителя в направлении, противоположном движению снаряда. На датчике ускорения снова возникает сигнал, соответствующий ускорению ствола при отдаче.

Характеристики

Список файлов ВКР