КШО Бочаров (1244845), страница 80
Текст из файла (страница 80)
Электрическая энергия из сети напряжением 110... 220 В пост))„", пает в трансформаторный блок 1 (рис. 37.1, а), где напряжен' ',", повышается до 20 кВ (в отдельных конструкциях — до 25 кВ)„" затем выпрямляется с помощью выпрямительного блока 2. Энеф; гия накапливается в течение определенного промежутка време в конденсаторном блоке 3 с конденсаторной батареей 5 емк".. стью С. После достижения на электродах конденсаторной бата,' ' напряжения Г, свидетельствующего о накоплении нужного кол)~";.-,, чества электрической энергии С(7' Ая Е = — = — "' 2 прг1р конденсаторная батарея разряжается с помощью разрядника «6~„.': реключателя) 4 в искровом промежутке и между электродами,Ф,'':,,' жидкости 7 с КПД разрядного контура т~р.
Инициатором раз ". „ служит вольфрамовая проволока, перекинутая через электро' „,, При импульсном разряде проволока испаряется, создавая и 428 Рис. 37.1. Принципиальная схема (а), диаграммы разряда конденсаторной батареи (б) н электродов (в) электрогидравлнческого пресса: 1 — трансформаторный блок; 2 — выпрямительный блок; 3 — конденсаторный блок; 4 — разрядник; 5 — конденсаторная батарея; б — электроды; 7 — рабочая жидкость; 8 — деформируемая заготовка; Ь вЂ” искровой промежуток; Ц вЂ” начальное напряжение на конденсаторной батарее; Ц» — напряжение пробоя; 1, — длительность импульса ник ударных волн, которые с помощью жидкости 7 передаются запловке 8 и деформируют ее с КПД т)л.
После достижения определенного напряжения пробоя Г'„, (рис. 37.1, б) происходит разряд. Длительность импульса 1„составляет около 400 мкс (рис. 37.1, и). При этом скорость деформирования металла в полости матрицы достигает нескольких сотен метров в секунду, давление ударных волн на метюш — до 3 500 МПа. Электрогидроимпульсные прессы серии Т и ПЭГ для ЭГШ с запасаемой энергией до 45 кДж разработаны ПКБ электрогидравлики (г. Николаев, Украина). Для штамповки и калибровки крупногабаритных изделий разработаны электрогидравлические прессы типа «Удар», дпя развальцовки и сварки труб — типа чМолния» [15). Аналогичные электрогидроимпульсные прессы выпускают фирмы США, Великобритании и Японии.
429 Электрогидравлический пресс состоит из генератора импуль-:;, сов электрического тока, технологического блока и блока управ- " ления. Технологический блок (рис. 37.2, а) представляет собой гидравлический пресс с насосным приводом механизма прижима штамповой оснастки, в рабочем пространстве которого размеща-: ется штамповая оснастка и разрядная камера.
Разрядная камера ': совмещена с матрицей пресс-формы (рис. 37.2, 6). Разрядные ка-.' меры изготавливают из стали 45 (ГОСТ 1050 — 88), а их рабочие,':. Рис. 37.2. Схема конструкции: а — технологического блока элсктрогидравлического пресса: 1 — нижняя попе-.„'!;: речина; 2 — направляющие колонны; 3 — направляющая втулка; 4 — ползунГХ»",~~',, 6 — клиновой прижимной механизм; у — верхняя поперечина; 8 — неподвнз~-., ' ный полый инок; 9 — подвижный гилропилинлр; 10 — регулировочный пустотФ!:; () лый винт; П вЂ” гайка; 12 — разрядная камера с щтамповой оснасткои; 13 — --,". опорная плита: б — разрядной камеры, объединенной с матрицей вресс-формы"- и) 1 — КОРПУСНЫЕ ДЕтаЛИ РаЗРЯДНОИ КаМЕРЫ; 2 — ЭЛЕКЗРОД-аНОД; 3 — тОКОПРОВОД.
„о 4 — заюр, заполненный водой и исключающий развитие разряда по поверхно»':з» сги изоляции; у — изоляторы; б -- насадка электрола-анода; у — электрод-катод 8 — матрица; 9 — листовая заготовка 430 поверхности подвергают термообработке до получения поверхностной твердости 32...45 НКС. Изоляцией электродной системы служат стеклопластики, полиэтилен и вакуумная резина, а электродные насадки изготавливают из композиций медь — карбид, вольфрам — никель (МКВ70НЗ) и железоникелевых сплавов. Разрядный промежуток между электродами д 1 14 10 3(г4ЯС (37.2) 4 ЕЯк(1 1г)(6~+Дл)~о 1~~ (37.3) где А„ — энергия, передаваемая камере (матрице) согласно (37.1)„ Дж; Š— модуль упругости материала камеры (матрицы), МПа; р — коэффициент Пуассона; Ь, г( — соответственно глубина и диаметр матрицы (камеры), м; [о„1 — допускаемое напряжение на растяжение, МПа.
37.2. Принцип действия, классификация, элементы теории и расчета параметров, конструкции магнитно-импульсных машин Принцип действия. Принцип действия магнитно-импульсных машин заключается в использовании лля деформирования металла энергии импульсного электромагнитного поля, образующегося при разряде конденсаторной батареи в индукторе, которое, взаимодействуя с вихревыми токами, наводимыми в металле заготовки, создает импульсное электромагнитное давление. Силовое воздействие импульсного электромагнитного поля на металл использовалось в экспериментах академика П.Л. Капицы (1928).
Впервые такие машины были применены в промьшпенности США в 1960 — 1961 гг. В МВТУ им. Н. Э. Баумана первая экспериментальная установка с энергией 4,5 кДж была создана в 1962 г., а опытно-промышленная, с энергией 7,2 кДж — в 1964 г. Опытно-промышленные машины и установки разрабатывались в ЭНИКмаше (г. Воронеж), ХПИ (г. Харьков, Украина), ТГПУ (г. Тула) и других организациях. В настоящее время выпускают промышленные ма- 431 где Т, — индуктивность разрядного контура. Давление жидкости в разрядной камере при пробое разрядного промежутка носит импульсный„а возникающие давление и деформации — местный характер. В этом случае расчеты на прочность разрядных камер и связанных с ними матриц по энергетической теории прочности неприменимы. Толщину х (м) стенки камеры или матрицы сферической формы рекомендуется находить как указано в 1151 шины для деформирования металла, получившие название М1$ .:,.
(магнитно-импульсные установки), с запасаемой энергией ~О.;;1 400 кДж и более 151]. Классификация. Машины для магнитно-импульсной штампов; ки подразделяют на группы. Группа ! — для штамповки без срвдств автоматизации цветных металлов и сплавов, низкоуглеродистых:,. сталей; группа !! — для тех же целей, но для работы в автомати!' ческом режиме с высокой производительностью; группа И! — для,' деформирования тонколистовых материалов толщиной до О,1 маг.
при работе в линии в автоматическом режиме. По технологическому назначению МИУ подразделяют на еле-х дующие подгруппы: 1 — для разделительных операций„2 — для,' формовочных операций; 3 — для сборочных операций; 4 — дд®' сварки; 5 — для уплотнения (компактирования) порошков; 6 -..',:, для комбинированных процессов. Технологическое назначение) обеспечивается конструкцией рабочего инструмента (индуктора)", частотой и энергией разряда 151'1. Техиологическое назначение. Деформирование заготовок осу'.;1 ществляют различными способами (рис. 37.3). Обжим трубных за',:.
готовок производят при помощи индуктора 3, охватывающе ' заготовку 2 (рис. 37.3, и). Заготовка принимает в результате обжК'- ма форму оправки !. Раздача трубных заготовок осуществляета~ индуктором 3, расположенным внутри заготовки 2 (рис. 37.3, 6у) Заготовка принимает форму разъемной матрицы 4. На рис. 37.3 показана раздача трубной заготовки 2 охватывающим ее индуктФ,. ром 3 с матрицей 4. В этих случаях импульсы разрядного тока долз~'„„ ны иметь пологий фронт и крутой спад. Нарастание электромав',. нитного поля должно происходить настолько медленно, чт перепад его не создал давления, превышающего предел текуч ',, сти материала заготовки.
Напряженность поля после достижен " определенного значения должна быстро упасть до нуля. Так напряженность внутри проводящей оболочки будет уменьша значительно медленнее, поле раздаст трубу изнутри. Импульс н ',=." обходимой формы можно получить при помощи специальных схеав Схема формовки листовых заготовок плоскими ицдуктори4ч' показана на рис. 37. 3, г. Индуктор 3 в этом случае выполнен плова( ким в виде спирали Архимеда.
Между индуктором и матрицей::;,, расположена заготовка 2. По такой схеме можно производить вЫ;-"".-: рубку заготовок и пробивку отверстий в плоских заготовках. Рабочие обмотки индукторов изготавливают из меди М1, М~" (ГОСТ 859 — 78) и из бериллиевых бронз, а матрицы для форМО41 образующих операций — из стали 45 (ГОСТ 1050 — 88) и стадй'-':; ЗОХГСА (ГОСТ 10702 — 78). При выполнении комбинированньь~:.'.-: формообразуюгдих и разделительных операций используются Мат-;;;-'! рицы из сталей марок У8А, У10А (ГОСТ 1435 — 90). Материалм Ф~~ сталей марок 45 и 30ХГСА защищают от коррозии покрытиями%: 432 4 3 2 з г ° ° ° ° ° ° ° ° ° +++++ + ~" 'г ~ Г "1 и г ° ° ° ° ° ° ° ° ° Рис.
37.3. Схемы способов магнитно-импульсной штамповки; а —. обжима трубной автогонки; б, в — раздачи трубной заготовки; г — формообразования плоской заготовки; 1-- оправка; 2 — заготовка; У вЂ” инаукзор; 4— матрица подвергают термообработке на твердость 38...42 НКС, а из сталей У8А, У10А — на твердость 50 ... 55 НКС. Вопросы расчета и проектирования индукторов для магнитно-импульсных машин рассмотрены в работе 15Ц.
Машины, в которых используется энергия электромагнитного поля для деформирования металла, имеют КПД 10...40%, который принципиально не может быть более 50%. В настоящее время считают целесообразным штамповать на магнитно-импульсных машинах металлы и материалы, проводимосп, которых не ниже 1/10 проводимости меди.
Для штамповки стали и других материалов с низкой проводимостью используют гальваническое покрытие медью или фольгу из алюминия и меди, которой покрывают поверхность заготовки. Элементы теории и расчет параметров. Магнитно-импульсное деформирование металла основано на принципе преобразования электрической энергии Е, накопленной в конденсаторной батарее (накопителе) С при разряде через индуктор, в энергию электромагнитного поля высокой напряженности (Н = 10ь... 10" А/м), которая преобразуется в механическую работу деформирования 433 СУ„' А« 2 т(тт1, (37.4),.
где У, — номинальное напряжение электрического тока; В„ц„- .," КПД соответственно установки и процесса де4юрмирования. Принципиальная и эквивалентная электрические схемы маг-:„.',,' нитно-импульсной машины представлены на рис. 37.4, а, б. Кон-"' денсаторная батарея емкостью С заряжается от блока питания 1 до) напряжения Н= 5... 10 кВ и разряжается разрядником 2 на индук-,'. тор 3. Ток в разрядной цепи (рис.
37.4, в) (37.5» ГС- "Е. »=Н1 — еы ап— ЕВСЕЕ 7' В заготовке, как вторичном проводнике, инлуктируются вих-' ревые токи, взаимодействующие с полем индуктора по известно-.'::, му в электротехнике «правилу левой руки«. Электромеханическая".„= сила взаимодействия индуктора и заготовки б ~21! й Е!12 (37.б);:: где с,, 1, — сила тока; Ен Ез, 1и 1 — индуктивность и длина сост-,":« ветственно индуктора и проводника-заготовки. Магнитное поле напряженностью Н оказывает в среде натяже-:., ние (давление), МПа: р = б,б 10 "рН~ (37,.7»::; мость среды; Н вЂ” напряженност~::; бочем (номинальном) напряже».;:".
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
