Генератори імпульсів для електроерозійної обробки

Вимоги до генераторів імпульсів полягають у досягненні

високого ККД. Крім того, їх визначають властивості міжелектродного проміжку - різко нелінійного елемента електричного кола.

Імпульсні генератори розрізняють за принципом дії, конструкції і за параметрами імпульсів. Генератори імпульсів умовно розділяють на залежні, обмежено залежні і незалежні. У перших з них параметри генерованих імпульсів визначають за фізичним станом міжелектродного проміжку. В незалежних генераторах імпульси не зв'язані із станом міжелектродного проміжку.

Електрична енергія в нагромаджувачі може запасатися у вигляді електричного поля конденсатора або електромагнітного поля індуктивної котушки. Використовують також комбіновані нагромаджуючі, які мають активний опір, ємність і індуктивність - релексаційні генератори (рис 4.3).

 

 

або струму.

В електроерозійній обробці ti=10-7-10-1с, причому діапазон

ti < 10-4с переважно використовують в електроіскровій, а діапазон ti > 10-4с - в електроімпульсній обробці.

Для постійної частоти fi тривалість імпульсу і запасу

пов'язані зворотно пропорційною залежністю

 

Загальний діапазон частот, які використовують в

електроерозійній обробці - приблизно 0,5·102-2·106Гц.

Амплітуди імпульсів струму змінюють в електроерозійних установках від частини до десятків тисяч ампер, а амплітуди

імпульсів напруги - від десятків до декількох сотень Вольт.

Робочим інструментом для електроерозійної обробки є імпульс і електричний розряд. Тому важливі не тільки параметри, але і форми імпульсу. Їх можна розділити на чотири групи: уніполярні з постійною складовою (пульсуючий струм); с име тр ич ні ві д но с но по ча тк у к о о р д ина т зна к о з мі нні; асиметричні знакозмінні (рис. 4.2).

Імпульсні уніполярні і уніполярні з постійною складовою, (п у л ь с у ю ч и й с т р у м, р и с. 4. 2, а) в и к о р и с т о в ую т ь у електроімпульсних установках, асиметричні знакозмінні - в електроіскрових (рис. 4.2, б), симетричні знакозмінні і уніполярні (рис. 4.2, в) - відповідно в електроконтактних і анодномеханічних установках.

Форма імпульсів (прямокутна, синусо їдальна, трапецеїдальні т.д.) струму і напруги впливає на характеристику процесу тим більше, чим коротший імпульс.

 

має циліндричну або ступінчату форму 1. Всередині кожуха

розмішують вогнетривка футеровка 2. Поверх футерованого кожуха печі розміщене склепіння печі 3, через яке про­пущені електроди 4. Для запалювання дуги електроди спочатку опускають до стикування з розплавленим матеріалом, а потім трохи піднімають до збудження дуги 6.

 

 

Рисунок 2.19 ‒ Схема дугової сталеплавильної печі

У процесі плавлення електроди переміщають з допомогою

механізму підіймання електродів 5. Кожна піч має робочі вікна і зливні отвори. Через робоче вікно здійснюють завантаження

печі, а через зливний отвір ‒ злив готової продукції шляхом

нахиляння печі. Іноді піч завантажують зверху за знятого чи

відтягнутого склепіння

Для вирівнювання хімічного складу і температури металу у печах великої місткості застосовують електромагнітні пристрої для перемішування розплаву.

В процесі виплавки сталі у дуговій печі здійснюють такі операцій: розплавлення скрапу, виділення наявних у ньому шкідливих домішок і газів, відновлення металу, введення в нього необхідних легуючих компонентів, рафінування, виливання металу в ківш для подальшого розмивання.

Дугові сталеплавильні печі є трифазними і мають під із непровідного матеріалу. Ванна з металом у такій печі утворює природну нульову точку трифазного кола, тобто піч вмикають у

 

 

мережу за трипровідною схемою трифазного струму без

нульового проводу.

Електроди у дугових печах служать для вводу електроенергії в зону її споживання, для розплавлювання шихти і одержання необхідних матеріалів. Вони мають круглий поперечний переріз, діаметр 100‒1200 мм і довжину 1000‒І800 мм залежно від діаметра.

В Україні експлуатують дугові сталеплавильні печі міс­ткістю до 200 т, які живляться від трансформаторів потужністю до 80 МВА. У майбутньому мають бути створені печі місткістю 300‒400 т.

Вакуумні дугові печі

Для підвищення якості металу, одержаного в інших

уста­новках (наприклад у ДСП), Його переплавляють за низького тиску у вакуумних дугових печах (ВДП), у результаті чого в металі зменшується вміст шкідливих домішок і розчинених газів. ВДП застосовують в основному для виплавки зливків високореакційних металів (титану, вольфраму, ніобію, цирконію, танталу, молібдену), а також для переплавлення спеціальних високоякісних сталей, в результаті чого вони не тільки очищаються, але і отримують більш густу структуру. Робочі тиски в камері печі можуть складати 1.0‒0.001 Па залежно від вимог до металу. З допомогою сучасних ВДП

одержують зливки масою від сотень кілограмів до 50‒60 т, з

діаметром до 1.5 м.

Для виготовлення електродів ВДП використовують різні продукти металургійної переробки. Так для переплаву сталей в якості електродів застосовують прокат або спеціальні штанги, які одержують методом неперервного розливання чи кування. У деяких установках застосовують нерозплавні електроди, а метал, що переплавляється, кусками, або у вигляді шихти подають у кристалізатор. Схема вакуумної дугової печі з нерозплавним електродом приведена на рис. 2.20. Електрод 5 з вольфрамовим наконечником, який поміщений у камеру печі 4 через ущільнення 2, має підвід струму І. Між електродом і металічною ванною 6 кристалізатора 8 горить дуга.

 

 

глибина її залежать від параметрів імпульсного розряду. Для

електроіскрової обробки ця стадія є завершальною.

У момент закінчення другої стадії падіння напруги складає біля 30 В, тобто нижня межа співпадає з падінням напруги на дуговому розряді, що робить іскрову стадію початковою для електроімпульсної обробки.

Третя стадія - дуговий розряд великої енергії з великою кількістю знятого металу. В цій стадії одночасно проходять електричні процеси у дуговому розряді, теплові процеси на електродах, які обумовлюють знімання металу і гідродинамічні

процеси на електродах, що очищають проміжок