4 Установки для розмірної електрофізичної та

ЕЛЕКТРОХІМІЧНОЇ ОБРОБКИ МАТЕРІАЛІВ

4.1 Установки для електроерозійної обробки металів

4.1.1 Фізичні основи

6

82 85 83 84

90

90 91

137

5. Поясніть різницю між електроіскровою та електроіскровою

високочастотною обробками металів?

6. Як визначити густині струму, що протікає через електроліт?

7. Які особливості анодно-механічної обробки металів?

8. Назвіть переваги ультразвукової обробки?

9. Якими ефектами супроводжуються звукові хвилі?

10. Що таке диспергування?

11. Який принцип дії магнітострикційних перетворювачів?

12. Для чого використовують ультразвукові методи?

13. Що називається лазером?

4.1.2 Види і параметри імпульсних розрядів

4.1.3 Генератори імпульсів для електроерозійної обробки

4.1.4 Електроімпульсна обробка металів

4.1.5 Електроіскрова обробка металів

4.1.6 Електроіскрова високочастотна обробка металів

4.1.7 Електроконтактна обробка металів

4.2 Електрохімічні методи обробки матеріалів

4.2.1 Анодно-гідравлічна розмірна обробка

4.2.2 Анодно-механічна розмірна обробка

4.2.3 Анодно-абразивна обробка металів

4.3 Ультразвукові установки

4.3.1 Ультразвукові перетворювачі і концентратори 4.3.2 Джерела живлення ультразвукових установок

4.3.3 Технологічне застосування ультразвукуу промисловості

4.3.3.1 Ультразвукова розмірна обробка матеріалів

4.3.3.2 Ультразвукова очистка поверхонь виробів

4.3.3.3 Ультразвукові зварювання, паяння і лудження

4.4 Електрогідравлічні установки

4.4.1 Технологічне використання електрогідравлічної обробки

матеріалів

4.4.1.1 Очистка литва

4.4.1.2 Формоутворення

4.4.1.3 Здрібнення

4.5 Обробка металів світловим променем

Контрольні заптання

ЛІТЕРАТУРА

93

95

100 101 102

102

103 104 106 110 112 115 118 119 119 121

123

128

129

129 130 132 133 134 136

136 7

ВСТУП

Значення електротехнологічних установок (ЕТУ) у промисловому виробництві безперервно зростає. Це обумовлено перевагами електроенергії, як енергоносія, який за своїми специфічними властивостями повністю відповідає задачам створення високопродуктивних установок і нових технологій, що забезпечують технічний прогрес.

В системі електропостачання промислового підприємства ЕТУ є електричним приймачем з відповідними електроенергетичними показниками (потужністю, напругою, частотою струму, ККД, коефіцієнтом потужності, режимом роботи, питомою витратою електроенергії, тощо) й вимогами до надійності електропостачання та якості електроенергії; деякі ЕТУ створюють завади (наприклад, дугові печі - коливання напруги, електролізери ‒ вищі гармоніки) в електричних мережах підприємства, а інколи і в енергосистемах. Отже, для проектування та експлуатації систем електропостачання зі заданою надійністю, якістю електроенергії та раціональним режимом електроживлення необхідно засвоїти

достатньо глибокі фізичні уяви про:

 технологічне використання електрики;

 галузі застосування та перспективи розвитку ЕТУ;

 е л е к тр о е н е р г е т и чні х а р а к т е р ис ти к и , як і ви з на ча ю т ь

особливості перетворення енергії та характер технологічного

процесу;

 конструктивні атрибути, електрообладнання;

 автоматизацію ЕТУ;

 шляхи раціонального перетворення електроенергії.

Всі способи технологічного застосування електрики в ЕТУ

мають загальну енергетичну основу - перетворення електричної енергії із безпосереднім використанням у технологічних процесах теплової, хімічної або механічної дії електричного струму або с т во р е н о г о н и м м а г н і т н о г о п о л я . З а к о н о м і р н о с т і т а к и х перетворень розглянемо на прикладах основних ЕТУ у межах програми.

Посібник призначений для підготовки інженерів електриків за спеціальністю "Електропостачання промислових підприємств" і відповідає програмі дисципліни "Електротехнологічні установки та пристрої".

МЕТА І ЗАДАЧІ ДИСЦИПЛІНИ

Мета викладання дисципліни - вивчення основних технологічних процесів,у яких застосовують електричну енергію

8

Тривалість імпульсу випромінювання в основному складає

від 0.2 до 5 мс, їх частота 1-10 Гц. Такий режим дозволяє одержати високу концентрацію енергії в момент імпульсу у промені лазера за невеликої середньої потужності.

Завдяки порівняно малій середній потужності променю, діаметр світлової плями на виробі не може перевищувати 1-2 мм, тому лазери на твердому тілі можуть застосовуватись лише в тих технологічних процесах, які не потребують великих затрат енергії. Це - точкове зварювання дрібних деталей (в основному тонких дротів), прошивання дрібних отворів, зокрема в алмазних волокнах і в годинникових каменях, різка тонких напівпровідникових матеріалів, обробка тонких плівок у виробництві інтегральних мікросхем.

Для проведення більш енергомістких процесів, таких як зварювання швом, різання товстих діелектричних матеріалів і металів, використовують більш потужні лазери. З цією метою застосовують газові лазери на азоті або вуглекислоті. Такі лазери мають потужності у променю за умови роботи в неперервному режимі сотні і тисячі ват (до 10-12 кВт). Лазери на вуглекислоті володіють найбільш високим ККД у порівнянні з іншими, але вони мають і суттєвий недолік - випромінюють промінь з довжиною хвилі 10.6 мкм (інфрачервоний діапазон). Оскільки більшість тіл погано поглинають світло з такою довжиною хвилі, то їх приходиться покривати спеціальними обмазками з високим коефіцієнтом поглинання, виготовлених на базі фосфатів або графітів.

Пот уж ні ла зе ри на йча с ті ш е за с тос о в ую ть д ля термообробки металічних виробів, у першу чергу для їх поверхневого загартування.

Контрольні питання

1 . Н а з ві т ь о с н о в н і п е р е в а г и е л е к т р о ф і з и ч н о ї т а

електрохімічної обробки металів?

2. Поясніть три стадії електричних процесів у розрядному

проміжку?

3. Які існують форми імпульсів струму і напруги?

4. Які основні недоліки RC-генераторів?

Література

135

неметалічними або діелектричними плівками або проти торців

встановлюють дзеркала.

Таким чином, систему перетворюють у резонатор, у якому виникає і після багатократного відбивання від торців - підсилюється когерентний потік променів, який виривається назовні через більш прозорий торець або через отвір у одному із дзеркал.

На рис 4.25 приведена схема одного із варіантів лазера на кристалі. Рубіновий стержень 2 розміщений всередині еліптичного корпусу-відбивача 4 з полірованою, дзеркальною внутрішньою поверхнею. На другій фокальній вісі еліпса паралельно стрижню 2 розміщена ксенонова імпульсна лампа 3 (лампа розжарювання), яка живиться від джерела живлення 1, що створює короткі імпульси струму у процесі розрядки на лампу конденсаторної батареї, яка у свою чергу заряджається через підвищувальний трансформатор від мережі змінного струму. Запалювання лампи здійснюють від автоматичного ключа в колі конденсатора. Промені 5, які виникають у рубіні, відбиваються від дзеркал 6 і в кінцевому рахунку виходять на фокусуючу оптичну лінзу 7. Для наведення проміння на певну ділянку оброблюваної заготовки 8 використовують оптична система 9. Використання сферичної або циліндричної оптики 7 дозволяє фокусувати промінь у точку або в лінію; у першому випадку в заготовці одержують круглі отвори; у другому - лінійні. Мінімальний діаметр фокусної плями на заготовці складає біля 0.05 мм.

Рисунок 4.25 ‒ Схема улаштування лазера

134

для зміни якісних показників виробів, перетворення в інші види

енергії, створення різних фізичних та фізико-хімічних явищ, пришвидшення обробки різних матеріалів та засвоєння основних конструктивних принципів побудови електричного технологічного обладнання, що набуло загального використання у промисловості та сільському господарстві.

Подальший розвиток дисципліни ‒ застосування

одержаних практичних навиків у процесі вивчення дисциплін:

електричні апарати, математичні методи та моделі систем електропостачання та електропостачання.

Задачі вивчення дисципліни ‒ вирішення основних проблем, які виникають у процесі засвоєння студентами цієї

дисципліни:

 створення у студента закріпленого відчуття існування різних

за своєю специфікою технологічних процесів та підходів для

забезпечення їхнього оптимального енергопостачання;

 практичного засвоєння різноманітних методів розв'язання

проблем та пошук найефективніших шляхів досягнення конкретної мети.

В результаті засвоєння дисципліни студент повинен

знати:

 електротермічні процеси, печі та установки, в яких

здійснюють перетворення електричної енергії в теплову з метою нагрівання, плавлення та структурних перетворень

матеріалів або виробів;

 п р о це с и е л е к т р о зв а р ю в а нн я т а у с т а н о в к и , в як их

перетворення електричної енергії в теплову здійснюють з

метою нерозривного з'єднання (зварювання) металів;

 електрохімічні технологічні методи та установки електролізу,

гальванотехніки, анодної електрохімічної обробки;

 електрофізичні методи та установки ультразвукової та

магнітно-імпульсної обробки;

 технологічні методи та установки електрогідравлічної

обробки матеріалів та об'єктів;

Внаслідок вивчення дисципліни студент повинен вміти:

 спрогнозувати необхідну потужність живлення та виявити

вплив різноманітних технологій на специфіку системи електропостачання підприємства.

9

Дисципліни, які забезпечують предмет:

„ Ф і з и к а " , „Х і м і я " , „Т е о р е т и ч н і о с н о ви „Теплотехніка".

ел е к т р о т е х н і к и " ,