Многопостовая магнитно-импульсная установка

Полезная модель относится к устройствам для магнитно-импульсной обработки и может быть использована для штамповки, калибровки и других технологических операций в частности, для обработки крупногабаритных и длинномерных деталей.
Известна магнитно-импульсная установка, содержащая: зарядное устройство, накопитель энергии, коммутаторы тока (разрядники), подключенные к индукторам, блок управления поджигом разрядников [Патент RU №32713, МПК B21D 26/14, 20.03.2003 г.]. Установка производит последовательные разряды накопителя энергии на отдельные индукторы при обработке различных деталей.
Недостатком является то, что в установке не предусмотрен режим работы с многосекционными индукторами при обработке крупногабаритных деталей.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемой полезной модели является магнитно-импульсная установка с системой позиционного программного управления, содержащая: зарядное устройство, состоящее из трансформатора и выпрямителя, энергетические модули с емкостными накопителями, разрядники, индукторы, блок управления [Патент RU №134832 U1, МПК B21D 26/14, 27.11.2013 г.].
Недостатком установки является то, что она содержит общее зарядное устройство и отдельные модули накопителя по числу рабочих позиций, что усложняет конструкцию оборудования в целом.
В основу полезной модели поставлена задача обеспечения возможности последовательной обработки элементов крупногабаритного изделия на каждом рабочем посту с различными уровнями энергии и финишной обработки изделия в целом синхронным подключением всех постов, обеспечивая оптимальный режим обработки и экономичность технологического процесса.
Технический результат заключается в упрощении конструкции установки, расширение функциональных возможностей использования технологии магнитно-импульсной обработки крупногабаритных и длинномерных деталей, используя последовательную обработку отдельных элементов и завершающую калибровочную операцию во всех секциях многосекционного индуктора без механических переключений, обеспечивая оптимальный режим обработки и экономичность технологического процесса.
Технический результат достигается за счет того, что многопостовая магнитно-импульсная установка, включающая емкостный накопитель энергии, зарядное устройство, содержащее трансформатор и выпрямитель, разрядники, установленные в канале разряда секций индуктора на рабочих постах обрабатываемого изделия и программный блок управления, снабжена отдельными блоками запуска разрядников, цепи питания и управления которых скоммутированы двумя нормально открытыми контактами реле по числу постов, при этом реле каждого поста подключено непосредственно к соответствующей позиции и через диодную схему совпадения к общей позиции в одной группе сдвоенного переключателя режимов работы, которая соединена с программным блоком управления, вторая группа переключателя подключена к задатчику напряжения заряда с возможностью обеспечения управления уровнями запасаемой энергии на каждом посту, а нормально замкнутые контакты каждого реле одним концом соединены с общим заземляющим проводом, а вторым концом с проводом питания соответствующего блока запуска.
Устройство представлено следующим чертежом, на котором представлен пример схемы трехпостовой магнитно-импульсной установки, где:
1 - зарядное устройство с высоковольтным трансформатором и выпрямителем; 2 - накопитель энергии с батареей импульсных конденсаторов; 3 - обрабатываемая деталь; 4 - программный блок управления; 5 - задатчик напряжения заряда; 6…8 - блоки запуска разрядников; J1…J3 - разрядники; L1…L3 - секции индуктора рабочих постов; К1…К3 - реле переключения рабочих постов; S1.1, S1.2 - переключатель режимов обработки.
Работа многопостовой магнитно-импульсной установки.
Обработка изделия производится последовательными разрядами на секции индуктора на каждом рабочем посту. Переключателем S1.1 выбирается позиция, соответствующая режиму обработки на рабочем посту, например, «Пост 1». Реле К1 разблокирует нормально замкнутые контакты К1.3 в блоке запуска 6 и подключает цепи питания и управления нормально разомкнутыми контактами К1.1 и К1.2, активируя соответствующий блок запуска 6. Остальные реле К2, К3 отключены, цепи питания и управления остальными блоками запуска разомкнуты и заблокированы нормально замкнутыми контактами К2.3 и К3.3. Вторая группа переключателя S1.2 задает необходимый уровень заряда в задатчике напряжения 5.
После поступления команды «Пуск» накопитель энергии заряжается до требуемого уровня напряжения. По команде «Стоп» задатчика напряжения 5 останавливается заряд и блок управления 4 формирует сигнал «Разряд», который поступает на блок запуска 6. Разрядник J1 разряжает накопитель энергии на секцию индуктора L1, где происходит обработка первого элемента детали в зоне рабочего поста 1.
Затем блок управления переключателем S1.1 отключает реле К1, включается реле К2 и одновременно устанавливает переключателем S1.2 требуемый уровень заряда для обработки на посту 2. При этом блок запуска 7 активируется, а блоки 6, 8 заблокированы. По второй команде «Пуск» происходит заряд-разряд накопителя энергии на секцию индуктора L2 во втором посту.
Аналогичным образом происходит обработка изделия на третьем посту.
Для финишной обработки детали, переключатель подключает все три реле К1, К2, К3 с помощью диодной схемы D1…D3 с логической функцией «И». Производится синхронный разряд на секции индуктора LI, L2, L3, одновременно на трех постах. Требуемый уровень заряда в этом режиме устанавливается переключателем S1.2 при положении «Синхр.». В этом режиме производится общий калибрующий импульс на все изделие.
Переключатель S1 может быть выполнен в виде двунаправленного кольцевого регистра для автоматического переключения режимов в одном технологическом цикле.
Пример практической реализации многопостовой магнитно-импульсной установки.
Разработана четырехпостовая установка, состоящая из общего зарядного блока и накопителя энергии с максимальной энергией 30 кДж и напряжением заряда 10 кВ, к которому подключен ряд автономных вакуумных разрядников РВУ-47. Блок управления последовательно или синхронно запускает разрядники по заданной программе после каждого цикла заряд-разряд накопителя энергии на отдельные рабочие посты.
В работе установки использована технологическая схема формовки-калибровки крупногабаритных пространственных оболочек ожевальной конструкции. Крупногабаритные заготовки обрабатываются отдельными элементами для снижения запасаемой энергии, необходимой для выполнения технологической операции. Например, вначале штампуется нижняя часть заготовки разрядом на секцию индуктора. Затем последовательно обрабатываются средняя и верхняя части разрядами в соответствующих секциях. Окончательная калибровка заготовки производится синхронным разрядом на секции индуктора одновременно на всех постах установки.
Секции индуктора подключаются к рабочим постам установки переходным кабелем, состоящим из 5 параллельных высоковольтных коаксиальных кабелей РК50-9-11. Кабельное соединение с секциями индуктора позволяет работать с крупногабаритным обрабатываемым изделием, расположенным на стапеле на расстоянии до 5 метров.
Применение многопостовых установок позволяет увеличить производительность, уменьшить стоимость оборудования. При этом исключаются операции переключения секций индуктора высоковольтным коммутатором с электромеханическим или пневматическим приводом, что способствует повышению надежности и ресурса работы оборудования.