CC BY
11
6. Ильичев A.B. Начала системной безопасности. — М: Научный мир. 2003. — 456 с.
7. Сердюк B.C. Моделирование технологического процесса высокоскоростного обжима трубы по оправке с кольцевой канавкой // Механика и процессы управления: Серия «Проблемы машиностроения». Труды XXXIII Уральского семинара. — Екатеринбург, 2003. — С. 56-64.
8. Недвига A.B. Методика исследования импульсных электромагнитных полей применительно к оценке их влияния на биологическую среду // Новое в разрядно-импульсной технологии. Сборник научных трудов. — Киев: Наукова думка, 1979. - С. 57-64.
9. Евтушенко Г.И. К гигиенической оценке ИЭМП низкой частоты // Гигиена и санитария. — М., 1972, №8. - С. 35.
10. Максименко Н.В., Евтушенко Г.И., Гончаров H.H. Основные принципы экранирования ЭМП // Гигиена и санитария. - М., 1972, №8. - С. 28.
11. Сердюк B.C. Модели количественных оценок уровней рисков производственных процессов // Научный вестник Новосибирского государственного технического университета, №2 (20), 2005. - С. 52-57.
12. Сердюк B.C., Игнатович И.А., Крысов И.С. Программный продукт «Автоматизация инженерной методи-
ки расчета процесса электромагнитного обжима». - М.: ВНТИЦ, 2005.-№50200500503.
13 Сердюк B.C. Программный комплекс экспресс-анализа производственных рисков. - М.: ВНТИЦ, 2005.-№50200500488.
14. СердюкВ.С. Программный комплекс для решения задач оптимизации уровней рисков от производственных факторов технологических процессов. - М.: ВНТИЦ, 2005.-№50200500487.
15. Сердюк B.C. Моделирование процесса профессиональной подготовки челозека-оператора. — М.: ВНТИЦ, 2005. - №50200500547.
16. Сердюк B.C., Игнатович И.А., Крысов И.С. Моделирование процесса профессиональной подготовки человека-оператора. Обучение оператора до уровня, при котором затраты на ликвидацию критической ситуации не превосходят затрат на обучение. - М.: ВНТИЦ, 2005.-№50200501005.
СЕРДЮК Виталий Степанович, к.т.н., доцент, заведующий кафедрой «Безопасность жизнедеятельности».
Дата поступления статьи в редакцию: 14.02.06 г. © Сердюк B.C.
удк 621.98 В. С. СЕРДЮК
Омский государственный технический университет
МЕТОДИКА РЕГИСТРАЦИИ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ ОБРАЗУЮЩЕЙ ТРУБЧАТОЙ ЗАГОТОВКИ ПРИ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОМ ОБЖИМЕ
Рассмотрена методика высокоскоростной киносъемки перемещения образующей трубчатой заготовки во времени при электромагнитном обжиме с помощью индуктора с боковым отверстием.
Съемка в проходящем свете дает возможность оценить качественную картину перемещения различных точек трубы для задания в расчетах процесса, например, функции перемещения.
Создание и совершенствование летательных аппаратов (ДА), в том числе крупногабаритных конструкций в космосе [1], в условиях жесткой конкурентной борьбы на рынке, связано с поиском и внедрением в производство прогрессивных конструкторско-технологических решений.
Одной из эффективных технологий сборки трубчатых узлов ДА, является магнитно-импульсная обработка материалов (МИОМ), обладающая известными преимуществами перед традиционными технологиями (сваркой, механической обработкой и др.) [2].
Разработка основ проектирования технологических процессов сборки с помощью МИОМ связана с исследованием механизма формоизменения образующей цилиндрической оболочки, кинематических и силовых параметров процесса в любой момент времени для любой точки образующей трубы под действием импульса внешнего давления электромагнитного поля (3].
Представляющие определенный научный и практический интерес сведения по механизму формоизменения цилиндрической оболочки под действием импульса внешнего давления электромагнитного поля, необходимы, например, для выбора формы образующей канавки стержня, в которую входит при деформировании труба. При этом форма образующей трубы, в момент ее соприкосновения с поверхностью канавки, должна соответствовать форме канавки. Это позволяет устранить, как показывает практика, вероятный для канавок другой формы, осевой и радиальный люфт в соединении. Полное прилегание трубы к поверхности канавки позволяет повысить стабильность работы при повторно-статической нагрузке, а также минимизировать потребную энергию для получения соединения с заданной осевой прочностью.
Использование для регистрации перемещений образующих оболочек тензометрических, емкост-
Рис. 1. Блок-схема устройства для регистрации перемещения образующей трубчатой заготовки при электромагнитном обжиме: 1а - одновитковый индуктор с одним боковым сквозным отверстием; 16 - одновитковый щелевой индуктор; 2 - скоростной фоторегистратор СФР-2М; 3 - импульсная лампа; 4 - оптический конденсор; 5 - собирательная линза; 6 - деформируемая заготовка; 7 - типовая кинограмма процесса
ных, индуктивных и др. датчиков связано с трудностями из-за помех, вызываемых сильными электромагнитными полями. Поэтому регистрация перемещения оболочки во времени производится с использованием метода высокоскоростной киносъемки с помощью скоростного фоторегистратора СФР-2М.
Однако существующие методики регистрации не позволяют проводить киносъемку движения образующей трубчатой заготовки при ее деформировании внутри непрозрачного инструмента (индуктора или матрицы). В свою очередь указанные сведения необходимы для изучения кинематики формоизменения при обжиме трубчатых образцов — без чего невозможно научно обоснованное проектирование технологических процессов обжима.
В данной работе в изложена методика высокоскоростной киносъемки образующей трубчатого образца при электромагнитном обжиме в непрозрачном индукторе. Регистрация перемещения образующей трубы производится в проходящем свете скоростным фоторегистратором СФР-2М, работающим в режиме лупы времени. Основным элементом при регистрации является одновитковый индуктор с одним или несколькими боковыми сквозными отверстиями в виде щелей, оси которых касательны и перпендикулярны к образующей трубчатой заготовки (рис.1). Индуктор с одним боковым отверстием обеспечивает более высокую точность результатов. Однако на основании измерений распределения давления магнитного поля по периметру заготовки было установлено, что индуктор
о i : i х,мы
L=4J5
Рис. 2. Формоизменение трубы при электромагнитном обжиме: (—) - теоретическое; (—) - экспериментальное (Д - первоначальный зазор между трубой и оправой, мм; XV — перемещение образующий трубы в канавку, мм; I. — половина ширины канавки, мм; I - текущее время формоизменения образующей трубы, с)
с боковым отверстием целесообразно применять для регистрации формоизменения только на малой (не более 12 мм) длине образующей заготовки, т.к., в противном случае, наличие бокового сквозного отверстия вызывает искажение давления магнитного поля по периметру заготовки более, чем на 10%. Поэтому при большой длине (более 12 мм) деформируемой части образующей заготовки целесообразно применять щелевой индуктор. Малая ширина (0,2...0,4 мм) щелей и перегородок между ними позволяют избежать вышеуказанного недостатка. В то же время, наличие перегородок между щелями затрудняет получение качественной картины формоизменения. Поэтому к типу индуктора при проведении экспериментов по исследованию кинематики формоизменения образующей трубчатой заготовки следует подходить с учетом указанных особенностей.
Подсветка производится с помощью импульсной лампы, питаемой от блока конденсаторов подсветки и оптической системы, состоящей из конденсора и собирательной линзы, концентрирующей световой поток в боковое сквозное отверстие индуктора.
По описанной методике была проведена регистрация перемещения образующих цилиндрических заготовок. Источником точечного света служила импульсная лампа ИФК-500. Длительность подсветки регулировалась подбором емкости конденсаторов подсветки, которая для указанного источника света составила 30 мкФ. Данная величина емкости была получена последовательным соединением пяти конденсаторов типа ИМ-5-150. Синхронизация срабатывания магнитно-импульсной установки и подсветки осуществлялась одновременным их запуском от СФР-2М. При экспериментах использовались трубы из АМцАМ длиной 50 мм, наружным диаметром 40 мм и толщиной стенки 1 мм. При помощи одновиткового индуктора с боковым сквозным отверстием регистрировалась кинематика формоизменения образующей заготовки в кольцевую канавку шириной 10 мм, а при использовании одновиткового индуктора со щелями, - при обжиме конца трубы по
конической оправке, с длиной деформируемой части заготовки — 13.5, 25 и 35 мм.
На основании полученных кинограмм были определены перемещения, скорости и ускорения каждой точки деформируемой части образующей трубы в любой момент времени обжима трубы в кольцевую канавку (рис.2) и обжима конца трубы по конической оправке, которые подтвердили результаты расчета.
Описанная методика может быть рекомендована для экспериментального исследования механизма формоизменения образующей цилиндрической оболочки под действием импульса внешнего давления электромагнитного поля, а также кинематических и силовых параметров процесса в любой момент времени для любой точки образующей трубы, определяющих технологические режимы операции электромагнитного обжима трубы при внедрении в производство.
Библиографический список
1. Завод в космосе. — Электрон, дан. (1 файл). — М., [2006]. — Режим доступа: http://epizodsspace.narod.ru/bibl/getlend/ 16.html. - Загл. с экрана.
2. B.C. Сердюк Разработка технологии процесса электромагнитного обжима трубчатых узлов летательных аппаратов в специальных условиях с учетом требований безопасности (в этом же журнале).
3. Сердюк B.C. Моделирование технологического процесса высокоскоростного обжима трубы по оправке с кольцевой канавкой // Механика и процессы управления: Серия «Проблемы машиностроения». Труды XXXIII Уральского семинара. - Екатеринбург, 2003. — С. 56-64.
СЕРДЮК Виталий Степанович, к.т.н., доцент, заведующий кафедрой «Безопасность жизнедеятельности».
Дата поступления статьи в редакцию: 14.02.06 г. © Сердюк B.C.
