УДК 621.314: 621.374: 621.9.048.4

С.Н. Захарченко, канд. техн. наук, Н.И. Шевченко, инж., С.А. Яцюк, инж., С.Н. Шевченко, инж.

ВЛИЯНИЕ ПАРАМЕТРОВ ГЕНЕРАТОРА И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ ПОЛУЧЕНИЯ ИСКРОЭРОЗИОННЫХ ПОРОШКОВ НА ИХ ХАРАКТЕРИСТИКИ И СТАБИЛЬНОСТЬ ПРОЦЕССА

        Улучшение динамических параметров разрядных импульсов, повышение их стабильности и эффективности регулирования позволяют решать задачу возрастания доли ультрадисперсных и нано¬структурных частиц в общем количестве искроэрозионных порошков, что дает огромный стимул развитию разрядно-импульсных систем [1-6].
        Цель данной работы – дальнейшее развитие теории разрядно-импульсных систем в направлении установления корреляции между параметрами разрядных импульсов, технологическими условиями процесса объемного электроискрового диспергирования и характеристиками искроэрозионных порошков.
        Основанием для выполнения работ является Техническое задание на научно-исследовательскую работу «Развить теорию формирования импульсных электрических токов в неоднородных средах и регулирования динамических процессов их объемной искроэрозионной обработки», шифр «Элис», номер гос. регистрации 0103U000257, которая завершена в отделе Систем электропитания технологических установок ИЭД НАН Украины в 2007 году.
        Исследовалось влияние: емкости разрядного конденсатора на энергию, мощность, длительность, стабильность напряжения и тока разрядных импульсов, а также на эквивалентное электрическое сопротивление гранулированных токопроводящих слоев при их объемной искроэрозионной обработке; высоты слоя гранул и скорости протока рабочей жидкости на эквивалентное электрическое сопротивление слоя; параметров разрядных импульсов и технологических условий получения искроэрозионных порошков Ni2MnGa, Ti-Va, Cr-C-Ni, Zr-Cu-Hf-Ti, Ti, Fe и Al-Ni на их химический, гранулометрический состав и структурно-фазовое состояние [2-5]. Кроме того, исследовалась эффективность очистки сточных вод от органических загрязнений электрофизическими методами в различных технологических режимах [1, 6]. Некоторые работы выполнялись совместно с Институтом металлофизики НАН Украины, а также с ЗАО «Научно-производственный центр «Борщаговский химико-фармацевтический завод».
        Результаты исследований:
        1. С ростом емкости разрядного конденсатора эквивалентное электрическое сопротивление гранулированного токопроводящего слоя уменьшается по гиперболическому закону.
        2. Энергия разрядных импульсов в нагрузке возрастает пропорционально увеличению емкости до некоторого значения (в нашем случае 150 мкФ), затем ее рост замедляется. На наш взгляд, замедление роста связано с изменением перераспределения энергии в системе «слой токопроводящих грянул – разрядный контур генератора импульсов – резистивный шунт» вследствие уменьшения электрического сопротивления гранулированного токопроводящего слоя.
        3. Зависимость средней мощности разрядных импульсов в нагрузке от емкости конденсатора имеет экстремум, соответствующий граничному случаю апериодического и колебательного разряда (в данном случае C приблизительно равно 140 мкФ). Длительность импульса возрастает с увеличением емкости конденсатора.
        4. С увеличением емкости разрядного конденсатора в диапазоне от 12,5 мкФ до 200 мкФ относительный разброс во времени амплитудных значений напряжения и тока разрядных импульсов уменьшается. Дальнейшее увеличение емкости конденсатора приводит к росту нестабильности разрядных импульсов. На наш взгляд, это связано с тем, что рост энергии разрядных импульсов приводит к возрастанию времени восстановления проводимости контактов в слое, которое становится больше периода следования импульсов. Наиболее ярко данное явление наблюдается в слоях с малым числом вероятных электрических контактов.
        5. Как показали исследования, увеличение высоты слоя гранул приводит к уменьшению его эквивалентного электрического сопротивления по гиперболическому закону. При высоте слоя h>30 мм для Fe и h>50 мм для Al снижение подвижности гранул приводит к отсутствию искрений в нижней части слоя, что снижает эффективность процесса получения порошков.
        6. Зависимость электрического сопротивления слоя от скорости протока рабочей жидкости близка к линейной. При этом направление протока рабочей жидкости снизу вверх приводит к увеличению сопротивления слоя, а сверху вниз – к уменьшению. Экспериментально установлено оптимальное значение давления на нижний слой гранул (p=12,7 кПа) с точки зрения эффективности искрообразования.