Теоретичні та експериментальні дослідження магнітно-імпульсного преса для керамічних порошків
DOI:
https://doi.org/10.20998/2409-9295.2019.4.03Ключові слова:
Магнітно-імпульсний прес, циклічна дія, математична модель, теплові процеси, експериментальні дослідження, керамічний порошок, імпульсне пресування.Анотація
Розроблено математичну модель магнітно-імпульсного преса циклічної дії, яка на кожному робочому циклі розраховує комплекс взаємопов'язаних електромагнітних, механічних і теплових процесів. Встановлено, що при циклічному режимі роботи перевищення температури якоря вище, ніж у обмотки індуктора. При слідуванні імпульсів зі шпаруватістю 200 під час паузи перевищення температури індуктора незначно збільшується, а якоря помітно знижується. Перевищення температури індуктора в пресі з аперіодичним імпульсом збудження і повним розрядом ємнісного накопичувача вище, ніж при використанні однонапівперіодного імпульсу збудження індуктора і збереженні частини енергії в накопичувачі протягом всього циклічного процесу. Перевищення температур якоря в обох випадках практично однакові. При експериментальних дослідженнях на модельному магнітно-імпульсному пресі на кожному робочому циклі забезпечувався силовий імпульс тиску на керамічний порошок з амплітудою 85 МПа і тривалістю 1 мс. Показано, що збільшення кількості силових імпульсів ущільнює керамічний порошок, збільшуючи механічну міцність зразка, знижуючи його пористість і водопоглинання. Встановлено, що імпульсне пресування дозволяє отримати зразки, щільність яких на 12% більша за щільність зразків, отриманих статичним пресуванням.Посилання
Balikci A. Zabar Z., Birenbaum L. Improved performance of linear induction launchers. IEEE Transactions on Magnetics, 2005, vol. 41, no 1, pp. 171–175.
Chemerys V.T., Bolyukh V.F. Prospectives of new coilgun design development. Artilleriyskoye i strelkovoye vooruzheniye – Artillery and small arms, 2008, no 3, pp. 44-52.
Bissal A., Magnusson J., Engdahl G. Comparison of two ultra-fast actuator concept. IEEE Transactions on Magnetics, 2012, vol. 48, no.11, pp. 3315–3318.
Mironov V.A. Magnitno-impul'snoye pressovaniye poroshkov [Magnetic pulse pressing of powders]. - Riga: Zinatne, 1980. – 192 p.
Sjoberg G., Fischmeister H., Mironov V.. Die filling and densification in hot extrusion forrging of porous preforms. Powder Metalurgy international, 1977, Vol. 9, no. 4, pp. 160–164.
Bokov A.A.,.Boltachev G.Sh, Volkov N.B. Odnoosnoye kompaktirovaniye nanoporoshkov na magnitno-impul'snom presse [Uniaxial compaction of nanopowders on a magnetic pulse press]. Journal of Technical Physics, 2013, Vol. 83, no. 10, pp. 68–77.
Kim J.H., Rumman M.R., Rhee C.K., Lee J.G., Lee M.K., Hong S.J. Fabrication and densification behavior analysis of metalizing targets using ZrO2 nanopowders by magnetic pulsed compaction. Materials Transactions, 2011, Vol. 52, no. 6, pp.1156–1162.
Akarachkin S.A., Annenkov Yu.M., Ivashutenko A.S., Sivkov A.A. Radial'nyy magnitnooimpul'snyy press sovmeshchennoy elektrodinamicheskoy i induktsionnoy sistemy [Radial magnetic pulse press combined electrodynamic and induction systems]. Electricity, 2012, no. 6, pp. 65–69.
Bolyukh V.F., Luchuk V.F., Rassokha M.A., Shchukin I.S. Highefficiency impact electromechanical converter. Russian Electrical Engineering, 2011, vol. 82, no. 2, pp. 104–110.
Bolyukh V.F., Oleksenko S.V., Shchukin I.S. Sravnitel'nyy analiz lineynykh impul'snykh elektromekhanicheskikh preobrazovateley elektromagnitnogo i induktsionnogo tipov [Comparative analysis of linear pulsed electromechanical converters of electromagnetic and induction types]. Technical Electrodynamics, 2016, no. 5, pp. 46–48.
Li W., Koh C.S. Parametric analysis of Thomson-coil actuator using adaptive equivalent circuit method, 14th biennial IEEE conference on electromagnetic field computation, digital object identifier, 2010, pp. 1–9.
Bolyukh V.F., Kocherga A.I., Schukin I.S. Issledovaniye lineynogo impul'sno-induktsionnogo elektromekhanicheskogo preobrazovatelya pri razlichnykh skhemakh pitaniya induktora [Investigation of a linear pulse-induction electromechanical converter with various inductor power supply circuits]. Electrotekhnika i Electromekhanika – Electrical engineering & electromehanics, 2018, no. 1, pp. 21–28.
Bolyukh V.F., Shchukin I.S. The thermal state of an electromechanical induction converter with impact action in the cyclic operation mode // Russian Electrical Engineering, 2012, Vol. 83, no 10. – pp. 571 – 576.
Bolyukh V.F., Markov A.M., Luchuk V.F., Shchukin I.S. Energeticheskiye protsessy i effektivnost' induktsionno-dinamicheskogo preobrazovatelya udarnogo deystviya [Energy processes and efficiency of an induction-dynamic shock transducer]. Electrotekhnika i Electromekhanika – Electrical engineering & electromehanics, 2009, no 2, pp. 9–14.
Shchukina L.P., Bolyukh V.F., Ligеzin S.L., Zakharov A.V., Protiven O.S. Vplyv metodu konsolidatsiyi poroshkiv na fazoutvorennya tekhnichnoyi keramiky [Influence of the method of consolidation of powders on the phase-formation of technical ceramics]. Intehrovani tekhnolohiyi ta enerhozberezhennya – Integrated Technologies and Energy Saving, 2018, no. 3, pp. 3–7.
