Электрохимико-механические установки,магнитоимпульсные установки (МИУ)

Принцип действия.
Магнитоимпульсная обработка (МИО) — это способ пластической деформации металлов и их сплавов при прямом преобразовании электрической энергии в механическую непосредственно в обрабатываемом изделии.
Обработка производится под действием электродинамических сил, возникающих в проводящем теле, помещенном в переменное электромагнитное поле.
МИУ (рис. 1.4-1)состоят из:
- источника питания — зарядного устройства (ИП);
- батареи конденсаторов — накопителя энергии (БК);
- коммутирующего устройства (КУ) с индуктором (И).
«БК» от «ИП» через выпрямительное устройство (ВУ) заражается до установленного напряжения заряда (Uз).
По окончании заряда «КУ» собирает цепь разряда «БК» через «И».
Ток разряда, проходя по «И», создает магнитный поток, который действует на металлическую деталь (МД) и создает в ней вихревые токи.
Импульс тока при разряде «БК» на «И» имеет длительность и форму, определяемые параметрами разрядного контура: R, L, С.
Энергия разряда определяется выражением:

Операции: развальцовка тонкостенных металлических заготовок любых форм, опрессовка, выдавливание гофров, раздача труб, чеканка, штамповка.
Опрессовка кабельных наконечников, обжатие тонкостенных металлических труб с образованием резьбы, напрессовка металлических колпачков на фарфоровые изоляторы, изготовление многогранных торцевых ключей из цилиндрических заготовок, соединение деталей напрессовкой соединительных колец, соединение металлических деталей с неметаллическими, сборку узлов и изделий, напрессовку втулок на тросы.
Преимущества:
- отсутствие движущихся и трущихся частей;
- легкость управления и регулирования мощности;
- компактность, простота обслуживания, ремонтоспособ-ность и возможность встраивания в поточные линии;
- несложность механизации и автоматизации обработки;
- высокая производительность при лучших условиях труда по сравнению с другими методами обработки деталей давлением.
Недостатки:
- относительно невысокий КПД процесса;
- сложность обработки деталей с отверстиями или пазами, мешающими прохождению тока;
- недостаточная долговечность индукторов при работе в электрических полях высокой напряженности;
- сложность обработки деталей большой толщины.

Элементы МИУ

На рис. 1.4-2 показана функциональная электрическая схема МИУ, которая состоит из трех основных узлов: ИП, подготовительного и исполнительного (технологического).

К первому узлу относятся зарядное устройство (ЗУ) для заряда батареи-накопителя (БК) энергии до требуемого напряжения.
Ко второму узлу относятся:
- БК — батарея конденсаторов, для накапливания энергии;
- КУ — коммутирующее устройство для замыкания и размыкания цепи БК-И.
- система управления с элементами:
• ПУ — поджигающее устройство, для подачи команды на включение коммутатора;
• БАУ — блок автоматического управления, для подачи импульса на включение поджигающего устройства при достижении установленного напряжения заряда БК;
• ДК и ДН — датчик команд и делитель напряжения, для регулирования значения запасаемой энергии в автоматическом режиме работы;
• УУКС — устройство управления, контроля и сигнализации;
• КЗ — короткозамыкатель, для снятия остаточного напряжения с накопителя энергии и блокировки.
К третьему узлу относится индуктор (И) и связанная с ним технологическая оснастка (токопровод).
Работа схемы:
Напряжение промышленной частоты поступает на ЗУ, в которое входит повышающий трансформатор, высоковольтный выпрямитель и пускорегулирующая аппаратура.
Генератор импульсов тока (ЗУ, БК, КУ и ПУ) преобразует электрический ток промышленной частоты в импульсы тока большой амплитуды, которые образуются при разряде мощной батареи на технологическую установку.
При наборе БК применяются импульсные конденсаторы, что обусловлено их способностью отдавать накопленную энергию в виде коротких импульсов большой мощности.
Они должны иметь минимальную индуктивность, а их конструкция должна обеспечивать возможность работать длительно в режиме, близком к режиму КЗ.
Коммутатор должен выполнять следующие функции:
- подавать импульс напряжения на рабочую катушку индуктора в заданный момент;
- пропускать возникающий импульсный ток за определенный промежуток времени и регулировать напряжение на БК.
Выполнением этих функций управляет ПУ.
Индуктор — технологический узел, должен отвечать следующим требованиям:
- иметь высокую эффективность преобразования электрической энергии в механическую энергию деформации заготовки;
- обладать высокой механической и электрической прочностью;
- конструктивная н технологическая простота.
В зависимости от назначения индукторы выполняют в виде одно- и многовитковых катушек, плоской спирали и др.