Техника - молодёжи 1972-01, страница 38

ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ катушка

источник конденсаторная тока батарея

Схема установки для электромагнитной формовки.

ной стороны контейнер накрывается матрицей, в которой вырезано отверстие нужной формы, с другой стороны в него входит пуансон.

В контейнер помещается металлический слнток. Пуаисон идет вперед, н под его давлением слиток, осажи-ваясь, наполняет все пространство контейнера, а затем выдавливается через отверстие.

Но вот беда — течение внешних слоев металла сдерживается трением о стенки контейнера и матрицу. Деформация сжатия происходит неравномерно. Следовательно, и механические свойства изделия оказываются неодинаковыми по сечению. Поэтому прессовать можно только материалы с ярко выраженной пластичностью. Малопластичные же перед обработкой приходится покрывать смазкой, снижающей трение. Однако для многих сплавов и смазка ие помогает — заготовка осаживается в контейнере и не успевает достичь щели в матрице.

От всех этих недостатков можно было бы избавиться, окружив заготовку жидкостью, которая и давила бы иа нее. Именно такой способ обработки разработали в свое время академик С. Губкин и профессор Л. Прозоров.

Вот что, например, представляет собой модериизироваиное выдавливание. Цилиндрическую заготовку заостряют с одного конца и плотно вставляют в конусообразное отверстие матрицы. Контейнер закрывают крышкой и закачивают в него жидкость под высоким давлением. Поскольку жидкость давит на цилиндр только с торца и с боков (под конус она проникнуть не может), иа ваготовку действует осевое усилие, выдавливающее металл через отверстие. А поскольку ваготовка нигде не соприкасается с контейнером, вто усилие на 30—40% меньше, чем прежде.

Несколько лет назад энергетики ряда стр&н встали в тупик. Увеличение мощности генераторов тепловых влектростанций затормозилось ив-га «второстепенной» детали — стальных бандажей, или капп, которые надеваются на валы роторов, чтобы ие

дать центробежным силам вырвать обмотку из павов. Каппы разрывались во время работы. Их изготавли-вили из аустеиитных сталей раскаткой на гидропрессах, а такой способ ие может дать равномерный предел прочности по всему объему кольца.

Даже каппы «рядовых» генераторов мощностью 60—150 тыс. квт имеют метровый диаметр. Каппы же генераторов на 500—800 тыс. квт, наиболее выгодных с экономической точки зрения, достигают в поперечнике 1,5 м — предел для старой технологии.

Проблему решили советские ученые из ЦНИИТМАШа. Произошло это случайно. На вращающемся стенде испытывали стальные метровые кольца. При скорости вращения 4000 об/мин они вдруг начали вспучиваться, превращаясь в нечто вроде неправильного многогранника. Налицо была пластическая деформация под действием центробежных енл, отразившая, как в зеркале, неравномерность механических свойств кольца.

Установка для взрывной штамповки.

Сразу же возникла идея — использовать эти «невидимые силы» для получения капп с абсолютно одинаковыми свойствами по всему объему. Нужно только поместить на центрифугу «сырой» бандаж, ие отягощенный пороками предыдущей обработки, а дальше центробежные силы сами «растянут» его до необходимых размеров. Одновременно металл упрочнится, предел текучести увеличится почти до 200 кг/мм².

Еще одна интересная особенность: при изготовлении автоматически гарантируется качество изделия. Ведь «обработочная» скорость вращения создает более высокие напряжения, чем те, которые возникают «на рабочем месте» — в генераторе. Например, одна нз деталей была получена при 5800 об/мин, а в генераторе она раввивает «всего» 2400 об/мин. Ясно, что при столь «малой» скорости вращения деталь уже не разорвется.

В заводских условиях растягиваемое кольцо заключено в стальные Диафрагмы, которые постепенно расходятся. Это делается для того, чтобы случайные пороки, оставшиеся в металле после литья, не повлияли иа форму бандажа. Само цеитрифу-. гирование происходит в шахте, обложенной свинцовыми тюбингами и закрытой стальной крышкой: если кольцо случайно разорвется, никто ие пострадает.

Новые каппы, изготовленные по способу ЦНИИТМАШа, открыли возможность совдания генераторов на миллион киловатт.

ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ ФОРМОВКА

Вспомните школьный курс физикн. Если в катушку вложить ^тальной стерженек и пропустить по ней электрический ток, иа металл будут действовать довольно вначительные силы.

Еще в 20-е годы академик П. Капица с помощью этого явления деформировал образцы. Но лишь в 1958 году в США была продемонстрирована первая промышленная установка для электромагнитной обработки металлов. При величине тока 30 а давление достигает нескольких тысяч кг/мм².

Установка состоит из катушки, источника тока, конденсаторной батареи и устройства для ее разрядки. При разрядке конденсаторов возникает необходимый нмпульс продолжительностью 10—20 микросекунд.

Первоначально новым способом обрабатывали трубные заготовки. Если нужно уменьшить диаметр трубы, ее вкладывают в катушку. А для увеличения диаметра поступают наоборот — катушку всовывают внутрь трубы. Давление на ваготовку тем больше, чем меньше зазор между ней и соленоидом.

Чтобы получить деталь с фигурной поверхностью, заготовку помещают в штамп-матрицу- Такие штампы

ДО ФОРМОВКИ

^ЭЛЕКТРОД

подвижная __матрица

' вода

ОТВЕРСТИЕ ДЛЯ ВЫХОДА ВОЗДУХА

заготовка НЕПОДВИЖНАЯ матрица

подштамповая паи та

выталкиватель

36