Магнітно-імпульсне оброблення під час прямого підключення листового металу до джерела електричного струму
DOI:
https://doi.org/10.30977/AT.2219-8342.2020.47.0.58Ключові слова:
магнітно-імпульсне притягання, тонкостінний металевий лист, «пряме проходження струму», теоретичне обґрунтування, рихтування автомобільних кузовівАнотація
Відмінна риса цієї роботи полягає в тому, що вона об'єднує теоретичні та експериментальні дослідження електродинамічних про-цесів в інструменті для оброблення листових металевих матеріалів. Запропоновано використання явища магнітно-імпульсного притягання під час прямого підключення оброблюваного листового металу до джерела електричного струму. Досліджуваний інструмент розглядається в умовах, близьких до відповідної реальної виробничої експлуатації. У більш ранніх наукових публікаціях такий інструмент називався інструментом з «прямим пропусканням струму» через оброблюваний об'єкт. У цій статті отримано аналітичні вирази для збуджених струмів і сил притягання за допомогою розв'язання граничної електродинамічної задачі, що містить інтегрування рівнянь Максвелла. Переваги низькочастотного режиму за інтенсивного проникнення полів крізь провідні компоненти досліджуваної системи проілюстровані під час чисельних аналізувань, зокрема з'ясовано, що зменшення ширини основного провідника-індуктора дозволяє істотно підвищити енергетичні характеристики системи. За отриманими співвідношеннями для струмів і сил притягання розраховані відповідні характеристики та спроектована конструкція експериментальної моделі магнітно-імпульсного пристрою притягання листового металу з «прямим пропусканням струму» крізь оброблювану поверхню. Продемонстровано, що дозований магнітно-імпульсний силовий вплив дозволяє контролювати деформацію листового металу в зоні оброблення. Практично доведено, що запропонована методика може бути досить ефективною під час конструювання технологічного устаткування, яке застосовується для усунення деформацій як на об'єктах зі сталі, так і на алюмінієвих об'єктах. Успішна практична апробація запропонованого інструменту була здійснена в умовах, близьких до реального виробництва.
Посилання
Patent № US 2018105373-A1. United States. Sheet metal blank destaker. 04.19.2018.
Welcome to BETAG Innovation. Retrived from: http://www.betaginnovation.com (accessed: 09.10.19).
Patent № US 3,998,081 United States. Electro-magnetic dent puller The Boeing Company. 21.12.1976.
Electromagnetic Dent Removal. Retrived from: http://www.electroimpact.com/EMAGDR/overview.asp. (accessed: 09.10.19).
Batygin Yu.V., Gnatov A.V. (2012). The features of the electrical magnetic forces excitation in the magnetic pulse sheet ferromagnetic metal workin, Technical electrodynamics. № 1. 71–77.
Batygin Yu. V, Golovashchenko S. F, Gnatov A. V. Pulsed electromagnetic attraction of sheet metals. Fundamentals and perspective applications. Journal of Materials Processing Technology. 2013. № 213 (3). P. 444–452.
Batygin Yu. V, Golovashchenko S. F, Gnatov A. V. Pulsed electromagnetic attraction of nonmagnetic sheet metals. Journal of Materials Processing Technology. 2014. № 214 (2). P. 390–401.
Pulsed electromagnetic attraction processes for sheet metal components / Batygin Yu. V., Chaplygin Y. A., Gnatov A. V., Golovaschenko S. F. 6th International Conference on High Speed Forming. (May 2014) 2014. P. 253–260.
Batygin Yu., Barbashova M., Sabokar O. (2018). Electromagnetic Metal Forming for Advanced Processing Technologies. Springer International Publishing AG.
The main inventions for technologies of the magnetic-pulsed attraction of the sheet metals. A brief review / Batygin Yu. V., Chaplygin E. A., Shinderuk S. O., Strelnikova V. A. Electrical Engineering & Electromechanics». 2018. №5. P. 43–52.
Patent № US 6,538,250 United States. Apparatus and method for vacuum dent repair. 03.25.2003.
Electromagnetic Forming – A review / Psyk V., Risch D., Kinsey B.L., Tekkaya A.E. & Kleiner M. Journal of Materials Processing Technology. 2011. 211. P. 787–829.
Shneerson G. A. (1992). Polya i perehodnyie protsessyi v apparatah silnyih tokov [Fields and transient processes in apparatuses of strong currents]. Energoizdat [in Russian].
Batyigin Yu. V., Lavinskiy V. I., Himenko L. T. (2003). Impulsnyie magnitnyie polya dlya peredovyih tehnologiy [The pulsed magnetic fields for advanced technologies]. V dvuh tomah. Tom 1. Harkov: Most-Tornado [in Russian].
Batyigin Yu. V., Lavinskiy V. I., Himenko L. T. (2004). Fizicheskie osnovyi vozmozhnyih napravleniy razvitiya magnitno-impulsnoy obrabotki tonkostennyih metallov [Physical fundamentals of possible directions of magnetic-pulsed processing thin-walled metal development]. Elektrotehnika i elektromehanika. № 2. 80–84 [in Russian].
Bondarenko A. Yu., Finkelshteyn V. B., Stepanov A. A. (2014). Eksperimentalnaya aprobatsiya elektricheskoy dinamicheskoy sistemyi s «pryamyim prohozhdeniem impulsnogo toka» dlya vneshnego vyiravnivayuschego kuzova avtomobilya [Experimental approbation of electrical dynamical system with «direct passage of pulsed current» for external flattening body car]. Elektrotehnika i elektromehanika. № 4. 50–52 [in Russian].
Bondarenko A. Yu., Finkelshteyn V. B., Gavrilova T. V. (2014). Vneshnyaya rihtovka kuzovov avtotransporta s pomoschyu elektrodinamicheskih sistem pri pryamom propuskanii impulsnogo toka [External flattening of bodies car with help of electrodynamics system with «direct passage of pulsed current»]. Visnik «HPI». Temat. vyip. Avtomobile- i traktorostroenie. 9 (1052), 66–72 [in Russian].
Pursell E. N., Morin D. J. Electricity and Magnetism, (2013). 3rd Edition. First Published by Cambridge University Press.
Kantorovich L. Mathematics for Natural Scientists. Fundamentals and Basics. (2018). Springer Nature Switzerland AG.
