CC BY
15
для всего многообразия манипуляторов, имеющих любое число степеней подвижностей и любую структуру кинематический цепей. Результаты исследований могут быть применены при виртуальном моделировании технологических процессов, выполняемых манипуляторами в организованных средах, а также при разработке алгоритмов управления с помощью ЭВМ интеллектуальными роботами.
Литература
1. Кобринский А.А., Кобринский А. Е. Манипуляционные системы роботов. М.: Наука, 1985. 344с.
2. Тихомитов В.Г Метод геометрического анализа манипуляторов, обладающих маневренностью // Изв. вузов "Машиностроение". 1986. №9. С.48-51.
3. Иовлев В.Ю., Смольников Б.А. Критерий локальной маневренности манипулятора // Проблемы машиностроения и надежности машин. 1991. № 1С. 86-90
В. М. ХАУСТОВ
Омский государственный технический университет
УДК 621.7.044.7
Техническое решение относится к области обработки металлов давлением и может быть использовано при многопереходной штамповке энергией импульсного магнитного поля изделий из трубчатой заготовки преимущественно в ракето- и авиастроении, при проектировании подводных и надводных судов, в химической и атомной промышленностях и других областях техники.
В настоящее время для изготовления деталей из трубчатых заготовок используют техническое решение для деформирования трубчатых заготовок способом раздачи при помощи энергии импульсного магнитного поля [9-11], которые содержат индуктор в виде жесткой нетокопровод-ной оправки с навитой на ее поверхность электроизолированной спиралью и разъемную матрицу.
Однако известные устройства обладают рядом недостатков:
- низкие технологические возможности, из-за того что данные устройства осуществляют процесс деформирования трубчатой заготовки за один переход при высоких значениях энергии разряда генератора импульсных токов (30... 100 кДж). Данное обстоятельство приводит к обрыву материала трубчатой заготовки в очаге деформации, низкой долговечности устройства (не более 200...300
4. Лебедев П.А. Аналитический метод определения коэффициента сервиса манипулятора// Проблемы машиностроения и надежности машин, 1991, №5 С. 93-98.
5. Притыкин Ф.Н., Кузнецов С.А. Планирование целенаправленных движений манипуляторов в организованных средах//Мехатроника, 2000, №6, С. 31-34
6. Притыкин Ф.Н. Исследование маневренности манипулятора с помощью определения объемов движения / Механика процессов и машин..- Омск: Изд-во ОмГТУ, 2000 С. 119-122
ПРИТЫКИН Федор Николаевич - к.т.н., доцент, докторант каф. прикладной геометрии МАИ;
КУЗНЕЦОВ Сергей Анатольевич - студент 2-го курса факультета автоматизации ОмГТУ.
циклов разряда). Кроме того, известные устройства исключают возможность операции калибровки заготовки, что ведет к невозможности получения изделия с качественной поверхностью и геометрической формой.
Известно также устройство для электромагнитной формовки [12]. Оно содержит индуктор, на который надеты эластичная деталь с жидким металлом и эластичная втулка. При разряде генератора импульсных токов возникает отталкивающее усилие, ускоряющее жидкий металл в направлении от оси устройства. Усилие через эластичную деталь и втулку передается на поверхность заготовки и деформирует ее по кольцевой канавке разъемной матрицы.
Однако данное устройство обладает следующими недостатками:
-для достижения относительной степени деформации заготовки более 15... 18 % необходимо увеличить энергию разряда генератора импульсных токов до 50. .100 кДж, что ведет к резкому снижению долговечности индуктора и эластичной детали с жидким металлом (не более 20... 30 циклов);
- увеличение энергии разряда приводит к обрыву металла трубчатой заготовки в очаге деформации.
УСТРОЙСТВО для ДЕФОРМИРОВАНИЯ ТРУБЧАТОЙ ЗАГОТОВКИ ЭНЕРГИЕЙ ИМПУЛЬСНОГО МАГНИТНОГО ПОЛЯ_
ЗАДАЧЕЙ НАСТОЯЩЕГО ТЕХНИЧЕСКОГО РЕШЕНИЯ ЯВЛЯЕТСЯ ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРОЦЕССА ДЕФОРМИРОВАНИЯ И ДОЛГОВЕЧНОСТИ ИНДУКТОРА.
ПОСТАВЛЕННАЯ ЗАДАЧА ДОСТИГАЕТСЯ ТЕМ, ЧТО ИНДУКТОР ДЛЯ МАГНИТНОГО ИМПУЛЬСНОГО ФОРМООБРАЗОВАНИЯ, С ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫМ СТАТИЧЕСКИМ НАГРУЖЕНИЕМ ПЕРЕД НАЧАЛОМ КАЖДОГО ПЕРЕХОДА ДЕФОРМИРОВАНИЯ, ДО ВЕЛИЧИНЫ (0,8 - 0,9)0,, СОДЕРЖИТ УПРУГИЙ, ЭЛАСТИЧНЫЙ, ПОЛЫЙ КОРПУС И ТОКОВЕДУЩУЮ СПИРАЛЬ С ИЗМЕНЯЮЩЕЙСЯ ГЕОМЕТРИЕЙ ФОРМЫ. ПОЛОСТЬ КОРПУСА ИНДУКТОРА ЗАПОЛНЕНА ЖИДКОСТЬЮ ДЛЯ ПЕРЕДАЧИ ДАВЛЕНИЯ.
Задачей технического решения является обеспечение возможности получения детали с произвольной формой кольцевого рифта, повышенной глубины, а также изделий изтруднодеформируемых металлов путем многопереходного деформирования заготовки индуктором и повышения относительной степени деформации трубчатой заготовки в доступных и труднодоступных местах, а также повышение долговечности устройства.
Поставленная задача может быть решена за счет того, что устройство для деформирования трубчатой заготовки энергией импульсного магнитного поля, содержащее разъемную матрицу и цилиндрический индуктор с токопро-водящей спиралью, дополнительно снабжено нетокопро-водными торцевыми крышками, скрепленными между собой гибкими стяжными элементами с возможностью регулирования их осевых размеров. Корпус кондуктора выполнен в виде эластичной оболочки, заполненной жидкостью для передачи давления, а токоведущая спираль выполнена с изменяющейся геометрией из жидкого сплава на основе олова, галлия, индия.
Изложенная сущность нового технического решения поясняется чертежом на рис. 1, где показан индуктор и трубчатая заготовка после первого и перед началом второго (последу-ющего) перехода деформирования кольцевого рифта по разъемной матрице.
Техническое решение для деформирования трубчатых заготовок энергией импульсного магнитного поля содержит разъемную матрицу 1, цилиндрический индуктор, включающий полый корпус 2 из эластичного материала, в частности, из уретанового каучука типа термопласта, с торцевыми крышками 3 из нетокопроводного материала и токоведущую спираль 4 из сплава на основе олова, галлия, индия. Полость корпуса индуктора заполнена жидкостью 5 Для передачи давления, например, индустриальным маслом И-12А, подаваемым по трубопроводу 6, закрепленному в одной из торцевых крышек 3 из нетокопроводного мате-
риала. Крышки между собой скреплены гибкими стяжными элементами 7, осевой размер которых может изменяться в зависимости от установки индуктора в труднодоступном месте трубчатой заготовки. Например, при помощи гаек 8 и шайб 9. Токоведущая спираль индуктора подсоединена к генератору импульсных токов 10.
Предлагаемое техническое решение работает следующим образом.
В разъемную матрицу 1 устанавливают трубчатую заготовку 11 с размещенным в ее полости индуктором 2. Затем в полость корпуса индуктора 2 подают жидкость 5 по трубопроводу 6. При этом токоведущая спираль 4 индуктора 2 находится в жидком состоянии. Затем создают давление в полости индуктора 2. При создании давления в жидкости 5 обеспечивается постоянное прилегание стенок индуктора 2 к заготовке 11 в процессе ее многопереходного деформирования. При этом обеспечивается возможность деформирования различного типа и размеров кольцевых рифтов на поверхности трубчатой заготовки с высокой эффективностью. В момент достижения заданного давления на эластичные стенки корпуса индуктора 2 подают импульс от источника 10 ктоковедущей спирали 4.
При прохождении импульсного тока по спирали 4 возникают электромагнитные силы, которые деформируют заготовку 11 по матрице 1 до образования кольцевого рифта на первом переходе деформирования. Одновременно под действием давления, создаваемого в жидкости 5, эластичный корпус индуктора 2 совместно со спиралью 4 принимает форму формоизменяющейся заготовки 11, плотно прилегая к ее внутренней поверхности. Далее давление в жидкости 5 увеличивается до следующей заданной величины, к спирали 4 индуктора 2 подают очередной импульс от источника 10, осуществляется следующий переход деформирования кольцевого рифта на поверхности трубчатой заготовки 11.
После окончания деформирования корпус индуктора принимает исходную форму, после чего проводит смену заготовки, и цикл повторяется.
Использование предлагаемого технического решения позволяет повысить эффективность процессов деформирования трубчатой заготовки сложной формы, долговечность индуктора и получение кольцевого рифта в труднодоступных местах трубчатой заготовки.
Кроме того, на каждой стадии деформирования происходит качественные изменения в микроструктуре материала, из которого изготовлена заготовка. Эти изменения приводят к повышению в 2-4 раза прочностных характеристик изделия и ресурса работы детали.
Промышленный образец установки находится в стадии изготовления на Омском заводе подъемных машин.
Литература
1. Патент ФРГ № 1279619. Устройство для электромагнитной формовки. -М.кл.7 с 28/14: В2Ю, заявл. 31.03.65, опубл. 4.06.69.
2. Патент ФРГ № 1303528. Устройство для электромагнитной формовки. М.кл. 7 с.26/14 В210, заявл. 10.06.64, опубл. 14.12.72.
3. Патент США № 3108325. Устройство для электромагнитной формовки. М.кл. 18-16.5, опубл. 29.10.63.
4. Патент США № 3888098. Устройство для электромагнитной формовки. М.кл. 72-56, В2Ю 26/14, опубл. 10.06.75.
ХАУСТОВ Виктор Михайлович, к.т.н., инженер кафедры "Сопротивление материалов" ОмГТУ.
