ЭЛЕКТРОГИДРАВЛИЧЕСКИЙ ВИБРАТОР УДАРНОГО ДЕЙСТВИЯ Российский патент 1997 года по МПК B21D26/12 B21J9/06 

Изобретение относится к области обработки металлов давлением и предназначено для использования в заготовительно-штамповочном производстве при изготовлении листовых деталей больших габаритов и масс двойной и знакопеременной кривизны на обтяжных прессах.

Известно устройство для получения высоких давлений, в котором электрические высоковольтные разряды в жидкости осуществляют импульсами на нескольких разрядниках в заданной последовательности [1] Разрядники питаются от отдельных контуров, фронты ударных волн в разрядной камере сталкиваются друг с другом, создается суммарный фронт ударных волн и получают высокие давления.

Известно устройство для формовки под давлением, вызванным электроискровым разрядом в жидкой среде [2] Устройство имеет цилиндрическую взрывную камеру с расположенными внизу двумя регулирующими зазор между ними электродами, поршень с расположенным над ним пуансоном, устройство для регулирования зазора между пуансоном и заготовкой, а также устройство для дренажа и заливки жидкости во взрывную камеру. Устройство обеспечивает деформирование листовых материалов (обтяжку, вытяжку и т.п.) при перемещении поршня с пуансоном под воздействием давления, вызванного электроискровым разрядом.

Недостатки устройства:
невозможно вести деформирование габаритных заготовок;
невозможно обеспечить равномерную передачу усилий на поверхность заготовки;
значительные трудности возникают при деформировании низкопластичных материалов;
невозможно из-за малой мощности разряда создать перемещение больших масс.

Известен электрогидравлический вибратор ударного действия, содержащий корпус с рабочим столом и заполненной жидкостью разрядной камерой, в которой смонтированы электроды, входящие в состав разрядного контура, соединенного с источником питания, при этом рабочий стол установлен с возможностью колебательного перемещения в вертикальном направлении под действием импульсов давления [3] Устройство может работать как вибромолот или вибропресс и рекомендуется для повышения эффективности прокатки.

Недостатки устройства: невозможно вести деформирование габаритных заготовок и создать перемещение больших масс; отсутствует возможность регулирования величины искрового разряда и силы ударного давления на деформируемый материал; отсутствует возможность регулирования амплитуды виброколебаний в зависимости от марки и массы деформируемых заготовок.

Технической задачей на решение которой направлено изобретение, является расширение технологических возможностей при деформировании низкопластичных материалов и улучшение качества деталей.

Для решения этой задачи изобретение характеризуется следующими общими с [3] признаками: рабочий стол и корпус, разрядная камера, внутри которой находится жидкость и смонтированы электроды, входящие в состав разрядного контура, источник питания разрядного контура, при этом рабочий стол может колебательно перемещаться в вертикальном направлении.

У изобретения по отношению к [3] имеются следующие отличительные признаки.

В разрядной камере размещается несколько разрядных контуров, как минимум два, питающих каждый от самостоятельного контура источника высоковольтного питания.

Разрядные контуры имеют возможность переустанавливаться внутри разрядной камеры для создания равномерных усилий при деформировании низкопластичных материалов больших габаритов и сложной формы поверхности.

Рабочему столу придаются колебательные движения в вертикальном направлении с их ограничением по амплитуде в зависимости от формы листовых заготовок и марки материала.

Имеются регулируемые ограничители амплитуды вертикального перемещения рабочего стола с учетом создаваемой мощности ударной волны в жидкости разрядной камеры.

На чертеже изображен схематично электрогидравлический вибратор. Он состоит из рабочего стола 1, корпуса 2, в котором размещена разрядная камера 3 значительной протяженности вдоль стола, заполненная жидкостью 4. В разрядной камере 3 размещены на разном удалении друг от друга несколько, как минимум два, разрядных контура, питающихся каждый от самостоятельного контура источника высоковольтного питания, с регулируемым зазором между электродами 5, электроизолятор 6. Рабочий стол 1 имеет возможность перемещаться в вертикальном направлении и изолируется от корпуса 2 упругопластичной, например, резиновой, прокладкой 7. Он имеет ограничители 8 по верхнему контуру разрядной камеры 3 и штифты 10, установленные в корпусе 2. Ограничение перемещения обеспечивают пружинные загружатели 11, регулирующие усилие P.

Работа электрогидравлического вибратора.

При подаче напряжения от генератора импульсного тока на электроды 5 происходит электрический разряд в жидкости 4, создается импульсное давление в виде ударной волны, воздействующей на подвижный стол 1, загруженный, например, обтяжным пуансоном. Частота и количество импульсов, количество включаемых разрядных контуров зависит от марки деформируемого листового материала, накладываемого на пуансов, его габаритов и требуемой формы деформируемой заготовки. Ограничение воздействия импульсного давления (ударной волны) регулируется усилиями P пружинных загружателей 11, или устройствами, например, обтяжного пресса (на фиг. не показан). Усилие P при снятии импульса возвращает рабочий стол в исходное положение.

Пример. В лаборатории ОНИЛ 1 создана установка для экспериментальных исследований, в которой использовали разрядное устройство с двойным искровым промежутком. На подвижный рабочий стол (виброплиту) устанавливали обтяжной пуансон, с помощью которого произвели продольную обтяжку листового материала, толщиной 1,2 и 1,5 мм марок Д16ТТ, В95АТ, 1451. Наложение вибраций от электрогидравлического вибратора позволило повысить пластические свойства материала в зависимости от его марки на 20-25% Утонение материала по всей длине заготовки в процессе пластического деформирования оказалось равномерным. Коэффициент обтяжки находился в пределах 0,10-0,12.

Данное изобретение позволяет создавать вибрационные колебания для изделий большой массы, что весьма важно в производстве широкофюзеляжных самолетов, обеспечивает заметное повышение (до 25%) пластических свойств материала, интенсифицирует процесс деформирования листовых материалов, повышая, например, коэффициент обтяжки на 16-20% повышается качество заготовок благодаря равномерности деформаций по сечению, что обеспечит рост ресурса изделий.

Изобретение не оказывает отрицательного воздействия на состояние окружающей среды.

Использование: в области обработки давлением при изготовлении листовых деталей больших габаритов и масс двойной кривизны на обтяжных прессах. Сущность изобретения: электрогидравлический вибратор ударного действия содержит корпус с рабочим столом и заполненной жидкостью разрядной камерой. В разрядной камере смонтированы электроды, входящие в состав разрядного контура, соединенного с источником питания. Рабочий стол имеет возможность колебательного перемещения в вертикальном направлении под действием импульсов давления. В разрядной камере размещен также по меньшей мере один дополнительный разрядный контур, связанный с источником питания, электроды которого, как и электроды основного разрядного контура, имеют возможность регулировочного перемещения и изменения величины искрового промежутка. Рабочий стол оснащен регулируемыми упорами для ограничения амплитуды колебаний и подпружинен относительно этих упоров по направлению к разрядной камере 1 ил.

Электрогидравлический вибратор ударного действия, содержащий корпус с рабочим столом и заполненной жидкостью разрядной камерой, в которой смонтированы электроды, входящие в состав разрядного контура, соединенного с источником питания, при этом рабочий стол установлен с возможностью колебательного перемещения в вертикальном направлении под действием импульсов давления, отличающийся тем, что он снабжен по меньшей мере одним дополнительным разрядным контуром, связанным с источником питания, электроды которого, как и электроды основного разрядного контура, установлены с возможностью регулировочного перемещения и изменения величины искрового промежутка, а рабочий стол снабжен регулируемыми упорами для ограничения амплитуды колебаний и подпружинен относительно этих упоров по направлению к разрядной камере.