Электрогидравлический эффект и его применение в промышленности
Электрогидравлическая раздача, развальцовка, обжатие
Использование электрогидравлического эффекта для раздачи, развальцовки, обжатия различных цзделий представляется весьма перспективным. Так, широкое промышленное внедрение электро - гидравлической развальцовки трубок позволяет устранить тяжелую и малопроизводительную ручную операцию раздачи и запрессовки трубок в трубных досках теплообменных аппаратов, механизировать, ускорить и удешевить этот процесс. Электрогидравлическая раздача позволяет также эффективно восстанавливать размеры изношенных и бракованных полых изделий [6, 19,
23, 24]. В настоящее время электрогидравлические установки моделей «Молния-3», «Молния-5М», «Молния-бу», «Молния-8», «Молния-9» и другие для закрепления труб в трубных решетках теплообменных аппаратов различного назначения выпускаются' серийно. Еще в начале 1950-х годов впервые было разработано несколько вариантов осуществления основного способа электро - гидравлической раздачи изделий (например, развальцовки) как с применением теплового взрыва ВТЭ [23], так и искрового разряда [34].
Электрогидравлическая развальцовка может осуществляться несколькими способами: прямым действием электрогидравлического удара, возникающего на устройстве, размещенном в раздаваемой трубке, заполненной жидкостью; электрогидравлическим ударом, действующим через эластичную стенку специального, заполненного жидкостью патрона, помещаемого в раздаваемую трубку (рис. 4.28); электрогидравлическим ударом, возникающим в жестком металлическом устройстве (рис. 4.29), усилия которого передаются через окна корпуса устройства и действуют на заданный участок стенки раздаваемой трубки и т. п. [6].
Во всех указанных вариантах развальцовки могут использоваться и искровой разряд, и тепловой взрыв. При тепловом взрыве ВТЭ размещают и в жидкости, и в пластмассе, и в само - твердеющем материале, а устройства для развальцовки выполняют как для одноразового, так и для многоразового действия
|
Рис. 4.29. Устройство для электро - гидравличеСкой развальцовки трубок жестким патроном: 1 — положительный электрод; 2 — патрубки для подвода и отвода воды; 3 — корпус устройства; 4 — отрицательный электрод (выступ корпуса); 5—соединительная перемычка корпуса; 6 — сальники; 7 — вальцуемая трубка; 8 — трубная доска; 9 — окна корпуса |
|
Рис. 4.28. Устройство для электро - гидравлической развальцовки трубок эластичным патроном: } — отражатель; 2 — эластичный патрон (оболочка); 3—трубки подачи и отвода воды; 4 — электроды; 5 — выступ упора (фиксатор); 6 — трубная доска; 7 — вальцуемая трубка; 8—место контакта отрицательного электрода с телом трубки |
(в том числе используют и способ непрерывной подачи на разряд проволочного ВТЭ и размещение ВТЭ в жестком или эластичном патроне).
В одном из вариантов устройство выполнено из пластмассового стержня, по оси которого размещен ВТЭ. К переднему концу ВТЭ, выступающему из пластмассы, подается импульс. Задний конец ВТЭ отогнут и контактирует со стенкой вальцуемой трубки (рис. 4.30). Токопровод к ВТЭ и токопровод от него, контактирующий с вальцуемой трубкой, выполняют из толстого проводника, в силу чего взрывается только локально расположенный участок ВТЭ, выполненный из тонкой проволоки. Этим достигается точная фиксация вальцующего усилия в строго заданном месте трубки [6].
В другом варианте подводящие контакты ВТЭ от большой группы вальцующих устройств соединяют с питающей силовой установкой через коммутирующее устройство, задающее последовательные подачу импульсов и срабатывание вальцующих устройств-патронов, а следовательно, и одновременную развальцовку и запрессовку большой группы (до нескольких десятков штук) вальцуемых трубок в трубных досках теплообменных аппаратов.
За счет электрогидравлической развальцовки трубчатой части анкера могут быть осуществлены закрепление анкерной крепи
|
Рис. 4.31. Устройство для обжатия изделий тепловым |
|
Взрывом: |
|
|
 |
|
Стикового патрона:
1—токопровод; 2—пластик; 3— трубная доска; 4 — проволочный ВТЭ; 5 — вальцуемая трубка; 6 — токопровод к контакту с трубкой 1 — обжимаемое изделие; 2 — диэлектрическая прокладка; 3 —
Витки проволочного ВТЭ
В скважинах шахт и многие другие трудоемкие операции. При осуществлении всех вариантов электрогидравлической раздачи и развальцовки для повышения степени энергопередачи могут также использоваться утяжеление рабочей жидкости [85] и замена жидкости сыпучим или пластичным материалом, в том числе и самотвердеющим [66].
Кроме развальцовки или раздачи изделий, электрогидравли - ческая обработка применима и для обжатия изделий [76]. Для этого искровые разряды или тепловые взрывы организуют по внешней поверхности обжимаемого изделия (рис. 4.31).
При этом поверхность изделия в месте обжатия покрывают тонким слоем какого-либо диэлектрика (например, лака, слюды, асбеста или бумаги), с тем чтобы избежать прямого контакта накладываемой на эту поверхность спирали ВТЭ с поверхностью ' изделия. Спиральный ВТЭ накладывают или наматывают на обжимаемый участок изделия, обеспечивая заданное значение обжимающего усилия на этом участке, а параметры ВТЭ и подаваемого на него импульса выбираются такими, чтобы осуществить всю операцию обжатия за один прием [71], например, с помощью спиральных ВТЭ, размещенных на втулках изношенных и потерявших размер окон поршневых пальцев, последние могут быть эффективно обжаты за один прием. Для всестороннего объемного обжатия особо прочных изделий может быть применен ВТЭ, выполненный в виде двух полых конусов, сопряженных основаниями.
Электрогидравлическая раздача изделий действием искрового разряда или теплового взрыва ВТЭ (например, для восстанов - / ления размеров изношенных или бракованных полых изделий)
Может осуществляться внутри толстостенной металлической формы, имеющей внутренние размеры, соответствующие заданным размерам изделия. Раздаваемое полое изделие (например, поршень) устанавливается в эту форму, полость поршня и формы заполняется жидкостью и форма закрывается крышкой, через которую в изолирующей оболочке пропущен электрод. Для локализации^ разряда, между электродом и раздаваемым изделием на дно поршня устанавливается металлический стержень.
|
Рис. 4.32. Электрогидравлические устройства Для восстановления размеров: а — полых Деталей машин с применением эластичной оболочки; б — изношенных поршневых пальцев, втулок; 1 — электроды; 2 — эластичная оболочка, заполненная жидкостью; 3 — толстостенная «обойма»; 4 — восстанавливаемая деталь; 5 — крышка из диэлектрика; 6—токопровод к ВТЭ; 7—проволочный ВТЭ |
|
Рис. 4.33. Электрогидравличе - ское устройство для восстановления формы помятой тары: 1 — положительный электрод; 2 — корпус изделия; 3 — железобетонная матрица; 4—отрицательный электрод |
В устройстве для электрогидравлической раздачи изделий может применяться и эластичный патрон, например, раздаваемый поршневой палец или траковая втулка устанавливается в толстостенную форму-обойму (рис. 4.32, а), а в полость поршневого пальца вставляется заполненная жидкостью трубчатая эластичная оболочка-патрон с электродами [34]. Тот же эффект может быть достигнут и воспроизведением в полости раздаваемого изделия теплового взрыва ВТЭ в каком-либо сыпучем материале, например в песке (рис. 4.32,6). Указанными способами изношенные детали могут быть расширены до заданного предела, определяемого размерами прочной матрицы, а затем обработаны и возвращены в эксплуатацию. Электрогидравлической обработкой могут быть устранены и всякого рода помятости на кузовах вагонеток или автомашин, в емкостной металлической таре (флягах, бочках, бидонах). Для этого, например, деформированный бидон устанавливают в разъемную железобетонную матрицу, заполненную водой, и осуществляют в ней электрогидравлическиё удары (рис. 4.33). Операции восстанов
ления размеров могут быть подвергнуты многие виды изделий (в том числе и такие громоздкие, как полые судовые валы).
При изготовлении многослойных газовых баллонов или химических реакторов высокого давления, подвергаемых автофрет - тажу, все операции автофреттажа, осуществляемые обычно с помощью сложной и дорогостоящей аппаратуры, могут быть заменены электрогидравлической обработкой.
