Висвітлено проблему використання енергії імпульсних електромагнітних полів у прогресивних технологіях, що відповідають вимогам сучасності: екології, енерго- і ресурсоощадженні. Особливу увагу приділено електродинамічним процесам в індукторних системах - інструментах магнітно-імпульсного методу. Запропоновано варіанти конструкцій індукторних систем для обробки масивних металів у режимі скін-ефекту і тонкостінних провідників у разі істотної дифузії поля. Розкрито аспекти міцності магнітно-імпульсного штампування тонкостінних заготівель за умов істотної дифузії поля. Обгрунтовано та практично апробовано магнітно-імпульсне штампування друкованих плат для електротехнічних пристроїв різного призначення. Наведено техніко-економічні показники даної прогресивної технології. Зроблено імовірнісні оцінки граничних напружень, обумовлених неоднорідністю оброблюваного металу.

Освещена проблема использования импульсных электромагнитных полей в прогрессивных технологиях, которые отвечают требованиям современности: экологии, энерго- и ресурсосбережению. Охарактеризованы электродинамические процессы в индукторных системах - инструментах магнитно-импульского метода. Описаны магнитные поля и процессы в индукторных системах для обработки массивных проводников, а также магнитные поля в данных системах для обработки тонкостенных металлов. Обоснована и практически апробирована магнитно-импульсная штамповка печатных плат для электротехнических устройств разного назначения.

Дисертація присвячена дослідженню й аналізу магнітно-імпульсної обробки товстостінних (s/d=0,1... 0,2) сталевих трубчатих деталей, енергійні і частотні режими обробки котрих відрізняються від відповідних режимів для тонкостінних трубчатих заготовок деталей або трубчатих деталей, виконаних із кольорових металів. Висока енергія електричного імпульсу батареї конденсаторів при неправильному виборі енергетичного режиму може привести до швидкої руйнації оправки або до браку деталей, що виготовляються. Аналіз літературних джерел, виконаний із позиції його застосування для розробки магнітно-імпульсної обробки товстостінних трубчатих деталей вказує на те, що теоретичні питання обробки такого виду деталей досліджувані недостатньо. Тому в роботі проведені теоретичні і експериментальні дослідження динаміки деформування трубчатих сталевих деталей з урахуванням інерційних сил. Математична модель кінематики при магнітно-імпульсній обробці грунтується на рівнянні руху. При допущенні, що швидкість в осьовому напрямку заготовки дорівнює нулю, рівняння руху зведено до нелінійного диференціального рівняння, котре при розкладанні правої частини в ряд Тейлора вирішувалось шляхом подання рішення у вигляді ступінчатого ряду. Результатом розв'язання рівняння є швидкість деформування металу, величина котрої повинна бути меншою за припустиму, тобто меншою за швидкість, при котрій відбувається руйнація оправки. З урахуванням дії інерційних сил покладається, що рух виникає за декілька імпульсів електромагнітного поля, а права частина диференціального рівняння апроксимується функцією, аналогічною функції тиску електромагнітного поля на

Дисертацію присвячено питанням розробки обладнання для імпульсної металообробки. Запропоновано принципово новий тип енергоприводу для установок імпульсної металообробки з вільним поршнем (пресгармат), що використовує енергію, якою запасається перегріта рідина (вода). На основі розробленої моделі розгону поршня двофазним середовищем розглянуто енергетичні можливості перегрітої води, проаналізовано вплив її початкових термодинамічних параметрів і геометричних характеристик енерговузла на енергетичні характеристики установки. Запропоновано конструкцію та одержано робочі характеристики ряду систем та вузлів рідинного енергоприводу. Експериментально доведено доцільність застосування даного типу енергоприводу для оснащення установок гідродинамічного штампування.

Визначено профіль соленоїда для магнітно-імпульсної обробки металів. Встановлено, що центральна ділянка головної частини контуру профілю соленоїда визначається розв'язком задачі продовження поля з поверхні оброблюваної заготовки та металізацією однієї з віднайдених ділянок ізоліній поля, а периферійні ділянки - мінімізацією розбіжностей заданого й обчислювального межових розподілів поля. Вдосконалено метод розрахунку профілю масивного провідника або електрода. Спроектовано та виготовлено експериментальний стенд для вимірювання відносного розподілу магнітного поля впродовж твірної циліндричної оброблюваної заготовки. Проведено фізичне моделювання магнітного поля системи соленоїд обчисленої форми - провідна циліндрична заготовка.

Описаны конструкция установок для магнитно-импульсной обработки инструмента, деталей машин и рабочих органов технологического оборудования, методы повышения их надежности. Изложены теория и технология магнитной обработки (МО) инструментов и деталей машин (ДМ), методы снижения остаточных напряжений (ОН) и повышения стойкости режущего инструмента. Проанализированы взаимосвязь магнетизма с трением и разрушением ДМ, влияние МО на уменьшение ОН и смазку деталей в узлах трения, особенности магнитного упрочнения материалов и деталей горных машин. Рассмотрены вопросы разработки новых способов и устройств для МО, конструирования магнитных установок для упрочнения и обработки.

Розглянуто історичні аспекти розвитку та використання магнітно-імпульсної обробки металів у різних галузях промисловості. Здійснено аналіз наявних теоретичних та експериментальних напрацювань у досліджуваній сфері. Проведено фізико-математичне обгрунтування протікання вихрових струмів і магнітних полів у плоских листових тонкостінних металевих заготовках. Теоретично доведено перспективність переваги практичного використання низькочастотних струмів перед високочастотними. Розроблено та виготовлено індукційну індукторну систему для експериментальних досліджень реальних електромагнітних процесів у широкому діапазоні робочих частот струмів, достатніх для якісних вимірів амплітуди генеруючих сигналів та індукованих полів і струмів. Теоретично та експериментально досліджено можливості варіанта циліндричної індукторної системи з додатковим екраном, що забезпечує притягнення визначеної ділянки тонкостінної металевої заготовки.

Виявлено основні чинники, які визначають підвищення силових показників даних систем. Розроблено та виготовлено модельне джерело потужності, яке проводить експериментальні дослідження характеристик електромагнітних процесів у діапазоні робочих частот діючих полів. Запропоновано спосіб вимірювання струмів у плоских листових заготовках за допомогою упаяних електродів. Наведено практичні рекомендації, які розширюють існуючі можливості використання технологій магнітно-імпульсної обробки металів у автомобілебудуванні та під час ремонту автотранспорту.

Предложено конструктивное решение по повышению эффективности устройства для магнитно-импульсного притяжения листовых металлов. Проведенная апробация экспериментальной модели показала ее практическую действенность.

Сформульовано і обгрунтовано фізичний механізм силової дії імпульсних магнітних полів на тонкостінні листові заготівки з феромагнітних провідників. Показано, що за низьких робочих частот превалюють сили притягання, обумовлені магнітними властивостями металу оброблюваних об'єктів. У разі підвищення частот понад певне граничне значення притягання змінюється відштовхуванням, обумовленим превалюючим впливом сил Лоренца.

Рассмотрены основные операции, совершаемые с помощью традиционных и новых (прогрессивных) технологий магнитно-импульсной обработки металлов. Рассмотрены альтернативные методы рихтовки листовых металлов и проанализированы источники, в которых описаны методы исследования и расчета процессов при магнитно-импульсном воздействии. Проведен анализ электромагнитных процессов в режиме существенной диффузии полей сквозь обрабатываемые объекты. Рассмотрены процессы возбуждения вихревых токов и возникающие при этом особенности. Внимание уделено инструментам магнитно-импульсной рихтовки на основе индукционных индукторных систем цилиндрической геометрии, где силы притяжения создаются за счёт специальных технических решений. Принцип действия данных инструментов основан на взаимном притяжении проводников с одинаково направленными токами. Проанализированы модели тонкого кругового витка с разрезом над идеально проводящим массивным проводником, над тонкостенным листом металла и между двумя тонкостенными металлическими листами.

Рассмотрена одновитковая индукторная система для операции магнитно-импульсной обработки тонкостенных металлических заготовок. С использованием метода конечных элементов получены основные характеристики динамического электромагнитного поля. Определены качественные и количественные характеристики, позволяющие рассчитывать силовое взаимодействие поля индуктора с полем заготовки. Результаты расчета сравнены с аналитическими и экспериментальными результатами других авторов.

Рассмотрены процессы в цилиндрической индукционной индукторной системе с массивным вспомогательным немагнитным экраном и тонкостенной ферромагнитной листовой заготовкой. Получены расчетные соотношения для индуцированных токов и напряженности возбуждаемых полей.

Розглянуто питання зносостійкості та довговічності машин, зокрема через зниження ресурсу вузлів тертя, та можливості вирішення цієї проблеми за допомогою застосування магнітно-імпульсної обробки. Розглянуто укрупнені схеми планування об'єктів для магнітного зміцнення, а також раціонального розташування установок на технологічних лініях, які можна використовувати в провідних галузях народного господарства.

На примере применения магнитно-импульсной обработки деталей, в том числе крупногабаритных, на предприятиях судо-, приборо- и машиностроения Украины показана ее высокая эффективность. Использование данной технологии позволит повысить долговечность обрабатывающего инструмента, деталей машин и механизмов, безопасность работы технологического оборудования, увеличить рентабельность промышленного и ремонтного производства, снизить металлоемкость вновь проектируемых механизмов и оборудования.

Определены особенности процесса магнитно-импульсной обработки (МИО) изделия. Предложена система управления режимами МИО изделий. Применение предложенной системы позволяет автоматизировать процесс МИО изделий разной геометрической формы и массы.

Для технологической операции магнитно-импульсного притяжения листовой металлической заготовки к индуктору проанализированы электродинамические процессы в симметричной индукционной индукторной системе с прямоугольной формой рабочей зоны. Определены распределение плотности тока в заготовке, силы притяжения и отталкивания, действующие на нее, при частоте разрядного тока магнитно-импульсной установки ~ 2 кГц. Показаны преимущества исследуемой системы по сравнению с цилиндрической индукционной индукторной системой.

Індекс рубрикатора НБУВ: В334.5 + К571-1

Рубрики:

Електромагнітна індукція

Магнітноімпульсна обробка металів

Шифр НБУВ: Ж24839 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Представлен анализ способов бесконтактного измерения удельной электропроводности тонкостенных листовых металлов при магнитно-импульсной обработке металлов. Раскрыты методы, основанные на компенсации электромагнитных полей двух соленоидов во внутренней полости системы с двумя листовыми металлическими образцами. Показаны различные конструктивные исполнения источников поля (в частности, их обмоток). Приведены аналитические соотношения для расчета основных электромагнитных характеристик рассматриваемых систем.

Раскрыты особенности построения системы контроля и управления магнитно-импульсной установки при работе в униполярном режиме. Предложен алгоритм работы системы управления установки в режиме многократного повторения разрядных импульсов. Приведено описание структурных схем системы контроля и управления, их назначение.