326817

(32) ПриоритетОпубликовано 05.07,74. Бюллетень25Дата опубликования описания 20.11.74 51) М. Кл, В 231 с 21/00В 23 р 13/00Н 011 5/02 Государственный комитет Совета Министров СССР ео делам изобретений и открытий(54) СПОСОБ МАГНИТНОЙ ОБРАБОТКИ ПРОВОДЯЩИХ ДЕТАЛЕЙряда, определяется по ф ский режиммуле 2 I - ,Р=г о внутреннеи поде 1 - ток, протекающииверхности соленоид1 е - индукционный токг - расстояние междуверхностью соленоским телом. етали;внутренней пода и металличе Изобретение относится к способам магнитной обработки проводящих деталей и может быть применено в электрофизических установках и промышленных технологических устройствах для формования и сварки металлов. 5В современных установках для формирования и сварки металлов импульсное магнитное поле создают путем разряда конденсаторной батареи, на соленоид, в непосредственной близости к внутренней поверхности витков 10 которого помещают электропроводное тело, подлежащее воздействию магнитного поля.Форма магнитного поля, необходимая для решения конкретной электр офизической или технологической задачи, определяется режи мом разряда конденсаторной батареи - параметрами колебательного контура.В процессе деформации металла под действием импульсного магнитного поля, создаваемого соленоидом, имеет значение лишь 20 величина нарастания и амплитуда тока в первую четверть периода разряда. Поэтому апериодическая форма разряда в этом случае является наиболее рациональной.Переход от периодического к апериодиче скому режиму разряда емкости на индуктивность определяется соотношением активного и реактивного сопротивлений контура.Величина активного сопротивления контура гр, при которой начинается апериодиче где 1. - индуктивность, с - емкость контура,Несмотря на преимущества апериодической формы разряда, на практике переход к этому режиму, особенно при больших импульсных токах, очень труден и, кроме того, энергетически невыгоден из-за больших потерь энергии на активном сопротивлении контура.При разряде конденсаторной батареи на соленоид вследствие скин-эффекта ток в основном протекает по внутренней поверхности соленоида. Если внутри соленоида помещена металлическая деталь, то в ней под действием переменного магнитного поля возникают индукционные токи. Взаимодействие этих токов создает силу, равнуюПод действием силы Р металлическая деталь деформируется (со скоростями, достигающими сотен метров в секунду). Сила Г действует также и на соленоид. При периодическом режиме разряда соленоид испытывает ударные нагрузки в течение всего периода прохождения тока, хотя для воздействия на металлическое тело необходима лишь первая четверть периода тока. В установках подобного типа частота колебательного разряда составляет от 104 до 5 10 гц, и определяемая ею толщина скин-слоя на внутренней поверхности витка соленоида составляет 0,3 - 0,8 мм, В результате прохождения электрического тока через столь малый слой металла его температура может достигать величин, превышающих температуру плавления. Гри высоких температурах наступает уменьшение механической прочности соленоида. В результате величина напряженности магнитного поля, при котором начинается разрушение соленоида, уменьшается.Целью изобретения является увеличение срока службы соленоида.Поставленная цель достигается тем, что через соленоид пропускают ток разряда четверть периода, а затем, после достижения максимума тока, когда напряжение на соленоиде приобретает противоположную полярность, соленоид закорачивают через газоразрядный промежуток. В результате ток в соленоиде превращается в квазипостоянный, убывающий по экспоненциальному закону.Обычно закорачивание соленоида применяется для получения магнитных полей, квазипостоянных во времени.В рассматриваемом случае при взаимодействии поля соленоида с проводящим металлическим телом закорачивание приводит к уменьшению паразитных факторов - нагрева витков соленоида и приложенных к нему механических усилий - при полном сохранении полезного импульса, воздействующего на тело, без уменьшения энергетического к.п.д. системы. Это объясняется тем, что полезными являются лишь силы, возникающие в первую четверть периода разряда.На фиг. 1 изображена принципиальная схема, позволяющая осуществлять закорачивание индуктивности вблизи максимума токапервого полупериода; на фиг. 2 - принципиальная схема, позволяюгцая осуществлятьзакорачивание индуктивности в любой задан 5 ный момент времени.Схемы содержат соленоид 1, батарею конденсаторов 2, включающее коммутирующееустройство 3, закорачивающее коммутирующее устройство 4, в схему на фиг. 2 включен10 блок задержки 5 запускающих сигналов.11 осле включения коммутирующего устройства 3 в цепи соленоид - батарея .конденсаторов возникает периодический процесс. Токнарастает до максимума, а напряжение за это15 время падает до нуля, Затем, когда напряжение на соленоиде меняет знак на обратныйи достигает значения нескольких сотен вольт,срабатывает коммутирующее устройство 4,соленоид закорачивается и в его цепи начи 20 нает течь квазипостоянный ток, убывающийпо экспоненциальному закону.В результате температура скин-слоя соленоида падает в 5 - 10 раз и не превышает200 С. При этой температуре прочностные25 свойства соленоида не уменьшаются, как вслучае протекания периодического тока, Величина суммарного импульса силы такжеуменьшается в 5 - 10 раз,Расширяется диапазон полей соленоида и30 увеличивается срок его службы. Кроме того,режим закорачивания индуктивности значительно увеличивает срок службы конденсаторной батареи, уменьшая величину электродинамических сил, возникающих в конденса 35 торах, снижая их нагрев. Предмет изобретенияСпособ магнитной обработки проводящих 40 деталей, состоящий в воздействии на детальимпульсного магнитного поля, создаваемого электрическим током периодического разряда электрического накопителя через соленоид, расположенный вблизи обрабатываемой де тали, отличающийся тем, что, с цельюувеличения срока службы соленоида, после нарастания тока в соленоиде до заданной величины соленоид закорачивают, например, газоразрядным коммутатором.Заказ 319/1 Изд.993 Тираж 944 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Типография, пр. Сапунова, 2