DOI: https://doi.org/10.20998/2413-4295.2020.04.01

Магнітно-імпульсне притягання листових заготовок при «прямому пропусканні струму»

Yuriy Batygin, Olena Yeryomina, Svitlana Shinderuk, Viktoria Strelnikova, Evgeniy Chaplygin

Анотація


Представлено теоретичне обґрунтування працездатності методу магнітно-імпульсного притягання листового металу з «прямим пропусканням струму» через оброблюваний об'єкт. Проведено аналіз відомих робіт в цій галузі, показано, що відсутність досить повних теоретичних досліджень не дозволяє ефективно виконувати задану виробничу операцію. Шляхом вирішення крайової електродинамічної задачі отримані аналітичні вирази для фазових залежностей струмів в експериментальній системі і порушених сил притягання оброблюваного об'єкта. Доведено чисельними оцінками, що низькочастотний режим електромагнітних процесів, що протікають, кращий при інтенсивному проникненні полів через провідні компоненти досліджуваної системи. Встановлено, що розрахована залежність сил, що розвиваються, від напруги розряду ємнісного накопичувача дозволяє приблизно оцінити ефективність притягання при роботі в прийнятому діапазоні енергетичних можливостей джерела живлення. Показано, що ступінь неоднорідності поперечного розподілу сил притягання в досліджуваній області не перевищує ~ 20%. Спроектована і створена діюча експериментальна модель, що складається з інструменту магнітно-імпульсного притягання листового металу і джерела живлення - енергетичного блоку. На основі отриманих співвідношень розраховані характеристики дослідної установки та режими проведення випробувань. Практично реалізовано дозований магнітно-імпульсний силовий вплив, що дозволяє контролювати деформацію листового металу в зоні обробки. Були проведені експерименти з усунення вм'ятин на зразках, виготовлених з різних видів стали в умовах, наближених до відповідної реальної виробничої операції. Успішно продемонстровані практичні можливості засобів магнітно-імпульсного притягання певних ділянок листових металів при «прямому пропущенні струму» через них. Доведено ефективність розглянутого методу при використанні показників технологічної операції, розрахованих на підставі теоретично отриманих залежностей.


Ключові слова


магнітно-імпульсне притягання; тонкостінний листовий метал; електромагнітні процеси; “Пряме проходження струму”; експериментальна апробація; сплющування автомобільних кузовів

Повний текст:

PDF (English)

Посилання


Golovaschenko S. F., Batygin Yu. V. Sheet metal blank destaker. Patent US2018105373-A1. Oakland University. Publication Date: 04/19/2018.

Hansen K. A., Hendrickson G. I. Electromagnetic dent puller Patent US 3,998,081. The Boeing Company. Publication Date: 21/12/1976.

Electromagnetic Dent Removal. Available at: http://www.electroimpact.com/EMAGDR/overview.asp (accessed 15.12.2019)

Welcome to BETAG Innovation. Available at: http://www.betaginnovation.com (www.beulentechnik.com)(accessed 15.11.2017)

Batygin Yu. V., Chaplygin Y. A., Gnatov A. V., Golovaschenko S.F. Pulsed electromagnetic attraction processes for sheet metal components. In Proceedings of the 6-th International Conference on High Speed Forming, (May 26-29, 2014, Daejeon, Korea). Daejeon, 2014, pp. 253–260.

Psyk V., Risch D., Kinsey B. L., Tekkaya A. E., Kleiner M. Electromagnetic Forming – A review. Journal of Materials Processing Technology. 2011, 211, pp. 787–829, doi: 10.1016/j.jmatprotec.2010.12.012.

Batygin Yu., Barbashova, M., Sabokar O. Electromagnetic Metal Forming for Advanced Processing Technologies. Cham, Switzerland: Springer International Publishing AG. 2018. 95 p.

Borchert Donald Paul. Apparatus and method for vacuum dent repair. Patent US 6,538,250. Dent Defyer Inc. Publication Date: 03/25/2003.

Shneerson G. A. Polya i perekhodnye processy v apparature sverkhvysokogo impul'snogo toka [Fields and transient processes in apparatuses of strong currents]. Moscow, Energoizdat, 1992. 413 p.

Bondarenko A. Yu., Finkelshtein V. B., Stepanov A. A., Ehksperimental'naya aprobaciya ehlektrodinamicheskoj sistemy s “pryamym propuskaniem toka” dlya vneshnej rikhtovki avtomobil'nykh kuzovov [Experimental approbation of electrical dynamical system with «direct passage of pulsed current» for external flattening body car]. Electrical Engineering & Electromechanics, 2014, no. 4, pp. 50–52.

Bondarenko A. Yu., Finkelshtein V. B., Gavrilova T. V., Vneshnyaya rikhtovka kuzovov avtotransporta s pomoshch'yu ehlektrodinamicheskikh sistem pri “pryamom propuskanii impul'snogo toka”. [External flattening of bodies car with help of electrodynamic system with «direct passage of pulsed current»]. Bulletin of NTU “KhPI”, 2014, no. 9 (1052), pp. 66–72.

Tamm I. E. Osnovy teorii ehlektrichestva [Fundamentals of the Theory of Electricity]. M., Nauka Publ., 1989. 504 p.

Korn T., Korn G. Spravochnik po matematike (dlya nauchnykh rabotnikov i inzhenerov) [Mathematical Handbook for Scientists and Engineers]. Moscow, Nauka Publ., 1973. 832 p.


Пристатейна бібліографія ГОСТ


  1. Golovaschenko S. F., Batygin Yu. V. Sheet metal blank destaker. Patent US2018105373-A1. Oakland University. Publication Date: 04/19/2018.
  2. Hansen K. A., Hendrickson G. I. Electromagnetic dent puller Patent US 3,998,081. The Boeing Company. Publication Date: 21/12/1976.
  3. Electromagnetic Dent Removal. URL: http://www.electroimpact.com/EMAGDR/overview.asp (accessed 15.12.2019)
  4. Welcome to BETAG Innovation. URL: http://www.betaginnovation.com(www.beulentechnik.com) (accessed 15.11.2017)
  5. Batygin Yu. V., Chaplygin Y. A., Gnatov A. V., Golovaschenko S. F. Pulsed electromagnetic attraction processes for sheet metal components. In Proceedings of the 6-th International Conference on High Speed Forming, (May 26-29, 2014, Daejeon, Korea). Daejeon. 2014. P. 253-260.
  6. Psyk V., Risch D., Kinsey B. L., Tekkaya A. E., Kleiner M. Electromagnetic Forming – A review. Journal of Materials Processing Technology. 2011. 211. P. 787–829. doi:  10.1016/j.jmatprotec.2010.12.012.
  7. Batygin Yu., Barbashova, M., Sabokar O. Electromagnetic Metal Forming for Advanced Processing Technologies. Cham, Switzerland: Springer International Publishing AG. 2018. 95 p.
  8. Borchert Donald Paul. Apparatus and method for vacuum dent repair. Patent US 6,538,250. Dent Defyer Inc. Publication Date: 03/25/2003.
  9. Шнеерсон Г. А. Поля и переходные процессы в аппаратуре сверхвысокого импульсного тока. М.: Энергоиздат, 1992. 413 с.
  10. Бондаренко А. Ю., Финкельштейн В. Б., Степанов А. А. Экспериментальная апробация электродинамической системы с прямым пропусканием тока для внешней рихтовки автомобильных кузовов Електротехніка і Електромеханіка. 2014. № 4. С. 50–52.
  11. Бондаренко А. Ю., Финкельштейн В. Б., Гаврилова Т. В. Внешняя рихтовка кузовов автотранспорта с помощью электродинамических систем при прямом пропускании импульсного тока. Вісник Національного технічного універсітету «ХПІ». 2014. № 9 (1052). С. 66–72.
  12. Тамм И. Е. Основы теории электричества. 10-е изд., испр. Москва: Наука, 1989. 504 с.
  13. Корн Г., Корн Т. Справочник по математике (для научных работников и инженеров). Москва: Наука, 1973. 832 с.