ГЕНЕРАТОР ИМПУЛЬСОВ ДЛЯ ЭЛЕКТРОИСКРОВОГО ЛЕГИРОВАНИЯ

Генератор импульсов для искрового легирования
Полезная модель относится к устройствам для электроискрового легирования (ЗИЛ) токоцроводящих материалов и связано с увеличением прочностных характеристик деталей и оборудования, в частности: износостойкости, твердости, усталостной прочности, разгаропрочности и др.
Известны генераторы импульсов с использованием резистора Ж - генератора), В IRQ -генераторах значительная часть энергии теряется на нагрев резистора и другие потери. КЩ таких генераторов не превышает 25%, Мощность  - генераторов обычно ограничивают 04-7 КВТ, т.е. используют в основном для чистовой обработки. Включением в зарядную цепь ивдуктивного элемента (  С - генератор) удается ускорить процесс зарядки конденсаторов и увеличить напряжение на нем. За счет сокращения времени прохождения тока через резистор снижаются потери на его нагрев, поэтому КЩ И. С - генератора несколько выше (4, стр.47).
Недостатками  С и С - генераторов также является то, что после разряда напряжение резко снижается до нуля, затем меняет знак. Возникает так называемая обратная полуволна. Она ускоряет износ электрод-инструмента.
Необходимость использования резистора или индуктивности объясняется тем, что после разряда накопительных конденсаторов, в результате замыкания легирующего электрода на обрабатываемую деталь, через зарядную цепь протекает ток короткого замыкания и резистор или индуктивность необходимы для его ограничения.Однако применение резистора или индуктивности значительно понижает КЦД
МКИ B23H
(5, стр, ; 6, стрЛОЗ -Иб ; I
(7, стр.48-61 ; 8, стрЛ54 155,)
Известно устройство электроискрового легирования, используе МО© на заводе им,Ильича, где производилось поверхностное упрочне ние валков и роликов. На заводе использовали десятиканальную установку с Я С генератором. Обрабатывали детали диаметром  и длиной до 1700 мм. Производительность каждого канада установки составляла  см /мин. Электроды располагались в плоскости пер« пендикулярной оси валка. Обработку валков проводили электродами из нержавеющей и инструментальной стали. Сплошность рабочей поверхности валка достигалась после 10 проходов электрода, (I)
К недостаткам следует отнести отклонение от заданной шерохо- ватости на отдельных участках, что приводило к образованию местной неплоскности при прокатке. Появление дефектов связано с нестабильностью выходных параметров применявшихся источников питания и неудовлетворительной конструкцией электрододержателей.
Известна 40 канальная установка Элитрон 315, которая ис пользовалась на Новолипецксш метал, комбинате на стане 2030. На установке работал генератор, в разрядную и зарядную цепь которого были введены управляющие тиристоры, которые позволяли более полно использовать энергию накопительных конденсаторов.
Обрабатывающий инструмент использовался безвибрадионным, т.е. электрод находился в постоянном контакте с обрабатываемой поверх- ностью. Как известно, любая поверхность имеет определенный уровень шероховатости, поэток у контакт поверхностей происходил практически по микровыступам. При разряде конденсаторов микровыступы, вслед ствие большого переходного сопротивления, перегорали и происходил перенос некоторого объема материала электрода на валок, Установ кой Элитрон -315 управляли с пужьта, позволяющего одновременно включать все источники технологического тока, (2, стр,52)
Недостатком этой установки является невозможность регулиро ванш частоты следования импульсов тока, поэтому производитель ность этой установки не очень высока. Наиболее близкими по техни« ческой сущности являются генераторы импульсов Элитрон-52, (3)
Установка Элитрон -52 состоит из зарядно разрядной цепи, цепи управления выбровозбудителем, цепи управления зарядш нако-пительных конденсаторов и цепи управления разрядным тиристором, Зарядно «разрядная цепь состоит из трансформатора Т2; конденсате ров СЮ,,, CI5, 096,,. CII4, токоограничиваюпщх резисторов ,, / 17; транзисторного ключа УТ4« VT5; трех батарей накопитель ных конденсаторов 042,,,G45, 047,,,052, 053,,,094 и разрядного тиристора VS5,
Питание вибровозбудителя осуществляется Фт обмотки 24в трансформатора Т2 через контакты реле KI и КЗ, резистор  55 и резистор регулировки амплитуды вибрации R39, Цепь управления зарядом накопительных конденсаторов состоит из: транзисторов VTI,,, УТ5; диодов УД27, УД28; стабилитрона иД26; резисторов Я34,,, R38, R44, ,,, 49;
Цепь управления разрядным тиристором включает в себя выпрямитель на диодахУД1,,, УМ, конденсатор 05, времязадающую цепоч-ку 309, резисторы R5, , диод УД17, стабилитрон VJtt9 и терис TOpVe, (3)
Недостатком этой установки является очень сложная эл,схема, а также большие токовые потери в зарядной цепи накопительных конденсаторов и следовательно низкий КПД процесса легирования.
Задача полезной модели  ускорение заряда накопительных конденсаторов большой емкости и повышение коэффициента полезного действия установки путем разделения электрической цепи заряда накопительных конденсаторов и тока короткого замыкания.
Поставленная задача решается за счет того, что генератор импульсов установки для ЗИЛ содержит трансформатор с разделенными вторичными обмотками (возможно использование раздельных трансфер маторов) для цепи заряда накопительных конденсаторов и для цепи тока короткого замыкания. Каждая цепь питания имеет однополупе риодную схему выпряшгения, причем выводы вторичных обмоток включены в противофазе. Синхронизация работы инструмента для ЗИЛ (электроискрового легирования) достигается автсшатически путем включения обмотки электромагнита вибратора в цепь тока короткого замыкания через выпрямительный диод.
Заявляемое техническое решение поясняется эл.схемой генератора импульсов и диаграммой токов, (см.рис.1 и рис.2). Устройство и принцип работы.
Генератор импульсов состоит из трансформатора (2), катушек индуктивности (4,6), выпрямительных диодов (5,7,9,11), переклкь
чателей режимов работы И,8,18) и накопительных конденсаторов (10,14,15,16,17).
Генератор предназначен для создания рабочих импульсов тока, питания обмотки электромагнитного вибратора, а также контроля и управления параметрами процесса электроискрового легирования металлов.
В первоначальный момент накопительные конденсаторы (10,14, 15,16,17) не заряжены. При замыкании включателя (I) в первую очередь нечетного полупериода накопительные конденсаторы заря- жаются током из обмотки цепи зарйда через переключатель режимов работы (В), выпрямительный диод (9) до амплитудного значения Ис. Легирующий электрод в данный момент находится в исходном положении, В следующий  четный полупериод ток из обмотки цепи тока короткого замыкания через переключатель режимов работы (3), индуктивность (4) и выпрямительный диод (7) подводится к легирую.:  . .
щему электроду (12) и одновременно же через вшгряштельный диод (5) к электромагниту вибратора (6), Легирующий электрод (12) касается поверхности детали (13),атак как сопротивление разрядной цепи (накопительные конденсаторы, выпрямительный диод, легирующий электрод, деталь и общий провод) незначительно, то происходит быстрый разряд накопительных конденсаторов за , практически до нулевого значения. Ввиду наличия в цепи обмотки тока короткого замыкания индуктивности (4) ток короткого замыкания достигает максимального значения после полного разряда нако пительных конденсаторов и действует весь четный полупериод. При этом происходит возникновение эл.дуги в момент отхода легирующего электрода от обрабатываемой детали В этот момент происходит перенос материала с электрода-инструмента (12) ш диффундирование его в поверхность обрабатываемого электрода-заготовки (13). При сравнении заявляемой полезной модели с прототипом выявлено, что разделение цепей заряда накопительных конденсаторов и тока короткого замыкания приводит к тоцу, что повышается коэффициент полезного действия из-за отсутствия потерь электрической энергии на сопротивлении и индуктивности в зарщщой цепи. Это позволяет заряжать накопительные конденсаторы до амплитудного значения за одну четверть периода, а не в течение каждого прлупериода. Все это ведет к уменьшению потребляемой мощности и стабилизирует процесс заряда накоштельных конденсаторов. Поэтому появляется возможность в широких пределах с помощью переключателей режимов (3,8,18) раздельно регулировать величину тока при заряде-разряде накопительных конденсаторов и величину тока короткого замыкания, а также синхронизировать касание легирующего электрода с обрабатываемой деталью только после заряда накопительных конденсаторов.
Заявляемое техническое решение полностью выполняет постаВ ленную задачу. Заявленное техническое решение не известно в Российской Федерации и за рус5ежом и отвечает требованиям критерия Новизна. Заявляемое техническое решение является ориги« нальным, с помощью упрощенной эл. схемы генератор импульсов дости гает высокого КПД процесса электроискрового легирования металлов и сплавов и режим его работы не вытекает очевидным образом из существующего уровня техники и отвечает -требованиям критерия Изобретательский уровень. Техническое решение может быть pea лизовано промышленным способом в условиях серийного производства с использованием известных технических средств, технологий и материалов и отвечает требованиям критерия Промышленная примени- мость.