авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 |   ...   | 4 | 5 ||

«ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ МОЛДОВЫ УДК 621.791 КИСЕЛЕВ ЮРИЙ ЯКОВЛЕВИЧ ИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ И ...»

-- [ Страница 6 ] --

в - горение дуги при однополупериодном выпрямлении тока управления;

г - рабочий режим горения дуги;

д - отключение плазмотрона В режиме холостого хода выпрямленное напряжение источника питания равно 500 В, ток в рабочей цепи отсутствует, величина тока управления 5 А и давление воздуха на входе в плазмотрон 2,2· 105 Па. Наличие на осциллограмме колебаний всех параметров с частотой 300 Гц обусловливается выпрямлением трехфазного переменного тока.

При включении плазмотрона ток дуги быстро нарастает до 200 А, а напряжение источника питания снижается до 320 В. В источнике питания с управляемым дросселем использован принцип свободного подмагничивания, поэтому при увеличении рабочего тока возрастает и ток управления. Через 0,7 с после включения плазмотрона шунтируется балластное сопротивление, что приводит к уменьшению сопротивления цепи рабочего тока, а, следовательно, к возрастанию последнего. Одновременно наблюдается скачок тока управления. Рабочее напряжение снижается. Еще через 0,7с замыкается контакт реле в цепи выпрямителя тока управления. Схема выпрямления еще больше переходит из однополупериодной в двухполупериодную. Ток управления возрастает, увеличивается также рабочий ток дуги. Наступает установившийся рабочий режим резки. Величина тока дуги 300 А, тока управления 10 А и рабочего напряжения 300 В.

Эксплуатация установки плазменно-дуговой резки металлов требует строгого выполнения правил технической эксплуатации электроустановок и правил техники безопасности и производственной санитарии.

Вредными факторами для здоровья оператора установки могут быть шум плазменной струи, пыль и продукты сгорания металлов, световое излучение плазменной дуги.

Защита от шума осуществляется путем использования шумозащитных наушников или противошумных тампонов. Для удаления вредных газов и пыли, образующихся при резке металлов, выполнена интенсивная отсасывающая вентиляция. С целью защиты оператора от действия излучения плазменной дуги и брызг металла, его рабочее место находится за щитом, и наблюдение за дугой производится через защитные темные стекла.

Кроме того, оператор обеспечивается спецодеждой.

Корпус источника питания, машина для перемещения плазмотрона и раскройный стол надежно заземляются. Перестановка шаблона, опробование движения машины и перемещения плазмотрона производятся только при снятом рабочем напряжении.

Работа непосредственно с плазмотроном: его отсоединение от силовой, воздушной и водяной магистралей, разборка и замена деталей плазмотрона на месте работы, закрепление плазмотрона на машине и т.д., а также работа с токоподводом и осцилля тором производится при полном снятии напряжения с установки автоматическим выключателем.

На рис 6.15 показана установка ПРОВ-2 с использованием газорезательной машины СГУ, а на рис.6.16 приведены изделия, вырезанные из листового проката плазмотронами с медным электродом.

Установки ПРОВ-2 и ПРОВ-3 внедрены на ПО "Молдавгидромаш", ПО "Уралхиммаш", "Молдпродмонтаж", "Молдстромремонт", "Молдвинпром", Окницком опытном заводе технологического оборудования, Фалештском машиностроительном заводе, а также на других заводах стран СНГ. Экономический эффект от внедрения одной установки составил от 11 до 33 тыс. руб. (СССР) в год в зависимости от объема выпускаемой заводом продукции. Суммарный годовой эффект от внедренных установок плазменно-дуговой резки листового проката толщиной до 0,1 м составляет около 0,4 млн.

руб., а с учетом накопительного эффекта - более 2 млн. руб.

.Рис.6.15.Установка воздушной плазменной резки металлов ПРОВ- Рис.6.16. Заготовки, вырезанные плазмотроном ПB- 6.2. Резка листового проката толщиной до 0,2 м Создание плазмотронов ПВ, работающих на обратной полярности тока, открыло большие возможности расширения области применения плазменно-дуговой резки металлов, в частности, для резки листовой стали толщиной от 0,1 м до 0,2 м. Такая возможность обусловлена особенностями работы плазмотронов с медным полым электродом и поведением режущей дуги в полости реза при обратной полярности, рассмотренными в главах 2 и 3.

Во-первых, плазмотроны с медным электродом позволяют увеличить их электри ческую мощность до 200 кВт и более, что необходимо при расширении диапазона толщин разрезаемого металла.

У ведущих ученых и практиков в области плазменной резки металлов сложилось устойчивое, но не достаточно корректное мнение, что плазменно-дуговая резка мало углеродистой листовой стали эффективна при толщине листа до 40 – 50 мм, а при большей толщине листа более экономична газокислородная резка.

Выполненный анализ показал, что, во-первых, при газокислородной резке малоуг леродистой листовой стали толщиной 100 мм в полости реза выделяется тепловая мощность около 150 кВт. В то же время мощность режущей дуги серийно выпускаемых плазмотронов ПВР-402 не превышает 80 кВт, а, следовательно, эффективность резки значительно меньше. Если же повысить тепловую мощность дуги в полости реза, то возрастет эффективная толщина разрезаемого металла.

Во-вторых, при работе плазмотрона с медным электродом на обратной полярности катодное пятно, обладая большей подвижностью, чем анодное, легче углубляется по фронтальной поверхности полости реза, что обеспечивает прорезание листовой стали большей толщины. Здесь следует подчеркнуть, что выпускаемые серийно плазмотроны с термохимическими катодами не могут работать на обратной полярности. Для таких плазмотронов это аварийный режим, поскольку электрод выходит из строя в течение нескольких секунд горения дуги.

И, наконец, в - третьих, более подвижное катодное пятно сильнее контрагировано, чем анодное, что обеспечивает образование полости реза меньшей ширины, а, следова тельно, эффективность процесса также возрастает.

На рис.6.17 приведены зависимости изменения скорости плазменно-дуговой резки нержавеющей стали от толщины разрезаемого листа вплоть до 0,2 м и при изменении тока дуги до 600 А, а на рис. 6.18 показан образец реза листа толщиной 160 мм.

Резка проводилась плазмотроном ПВ-57, который имеет следующую техническую характеристику Электрическая мощность, кВт Рабочий ток дуги, А 300- Рабочее напряжение дуги, В 320- Расход плазмообразующего воздуха, г/с 1- Давление воздуха, 105 Па 3- Расход охлаждающей воды, кг/с 0, Давление охлаждающей воды, 105 Па 2- Диаметр соплового отверстия, мм 3,5-5, Длина соплового отверстия, мм 8- Габариты: диаметр, мм длина, мм Масса, кг Для обеспечения работы режущего плазмотрона разработан конденсаторный источник питания на напряжение холостого хода 850 В. Основные исследования и отработка режимов резки малоуглеродистой и нержавеющей сталей выполнено в течение 1981-84 г.г. в лаборатории сварки ПО "Молдавгидромаш". В 1984-85гг. плазмотрон ПВ- испытан в лаборатории института ВНИИЭСО при резке нержавеющей стали толщиной 120, 140 и 160 мм. Установки для плазменно-дуговой резки металлов толщиной до 160 200 мм внедрены в 1985-88 г.г. на ПО Пензхиммаш, ПО Уралхиммаш, ПО Факел и Окницком опытном заводе технологического оборудования с экономическим эффектом - 80 тыс. руб. в год. Плазмотрон ПВ-57 испытан также на Минусинском заводе, выпуска ющем газорезательные машины "Енисей".

Рис. 6.17. Изменение скорости резки высоколегированной стали в зависимости от толщины листа при разных значениях тока, А: 1 - 300;

2 - 400;

3 - 500: 4 - Рис.6.18. Образец реза листового проката толщиной 160 мм 6.3. Плазменно-кислородная резка листовой стали Отмеченные достоинства и особенности плазмотронов с полым медным электро дом дают основание считать перспективным их применение и для плазменно-кислородной резки металлов, которая осуществлялась на ряде промышленных предприятий с использо ванием плазмотронов с гафниевым катодом. Причем ресурс работы последних значитель но меньше одной смены, что сдерживает широкое применение плазменно-кислородной резки металлов.

Однако проблема использования плазмотронов с медным электродом для плазменно-кислородной резки металлов потребовала решения многих вопросов, касающихся усовершенствования конструкции плазмотрона, источника его питания, исследования и оптимизации основных конструктивных и режимных параметров плазмотрона, а также оптимизации процесса плазменно-кислородной резки, испытания и внедрения разработанного оборудования в цеховых условиях.

Как показали исследования, вольт-амперные характеристики плазмотрона с медным электродом при использовании в качестве плазмообразующего газа кислорода аналогичны характеристикам при использовании воздуха. Однако величина рабочего напряжения при прочих равных условиях меньше на (10 - 20)%. Эрозия медного электрода при использовании кислорода примерно в два раза больше.

Совершенствование конструкции плазмотрона сводилось в основном к улучшению параметров разрядной камеры и усилению электродинамического вращения радиального участка и опорного пятна дуги в полом электроде с целью снижения его эрозии.

Применение кислорода вызвало также необходимость использования для уплотнения разъемов кислородостойких резиновых уплотнительных колец и прокладок.

Основные технические данные плазмотрона ПВК-310 для кислородно-плазменной резки металлов следующие Электрическая мощность, кВт 50 - Рабочий ток дуги, А 200 - Рабочее напряжение дуги, В 240 - Расход плазмообразующего кислорода, г/с 1 – 1, Давление кислорода, 105 Па 3- Расход охлаждающей воды, кг/с 0, Давление охлаждающей воды, 105 Па 2- Диаметр сопла, мм 2,5 - Длина канала сопла, мм 6- Габариты: диаметр, мм длина, мм Масса, кг 1, Испытания плазмотрона ПВК-310 в лабораторных условиях проводились на установке ПРОВ-3 с конденсаторным источником питания, а в цеховых условиях - на машине с числовым программным управлением "Кристалл" с источником питания АПР 403, переоборудованным на напряжение холостого хода 500 В.

Проведено сравнительное испытание плазмотронов ПВК-310 с медным элек тродом и ПВКР-1 с гафниевым электродом при автоматической кислородной плазменной резки листовой корпусной стали толщиной 10 мм, 20 мм и 30 мм на машине "Кристалл", встроенной в поточный механизированный комплекс заготовительного отделения котельно-сварочного цеха завода им. 61 Коммунара.

Результаты сравнительных цеховых испытаний приведены в табл.6.3. Резка выполнялась на рабочем токе 275 А, при расходе кислорода 4 г/с и диаметре сопла 3,2 мм.

Таблица 6. Результаты сравнительных испытаний Толщина Плазмотрон ПВК - 310 Плазмотрон ПВКР - разрезае мого ме- e U V b зтв n U V b e зтв n талла, мм 10 240 65 3,8 2 1 5 150 42 3,6 2 2 0, 20 245 33 4,2 2 2 5 155 20 4,2 3 2 0, 30 250 17,5 4,5 2 2 5 160 11 4,8 3 3 0, Здесь U - рабочее напряжение дуги, В;

V- скорость резки, мм/с;

b - ширина реза, мм;

e - конусность кромок реза, класс по ГОСТ 14792-69, зтв- зона термического влияния, класс по ГОСТ 14792-69;

n - ресурс работы электрода, смен.

Как следует из табл.6.3, скорость резки плазмотроном с медным электродом в среднем на 40 % выше, чем плазмотроном с гафниевым электродом. Расход электро энергии на один погонный метр реза и ширина реза практически одинаковы. Конусность кромок реза и зона термического влияния, как правило, на класс лучше. Ресурс работы медного электрода в 5 - 10 раз превышает ресурс гафниевого электрода.

Разработанное оборудование внедрено в корпусообрабатывающем цехе завода для резки листовой корпусной стали толщиной до 32 мм, и может быть применено на других предприятиях различных отраслей народного хозяйства. Экономический эффект от внедрения одной установки плазменно-кислородной резки составляет 14 тыс. руб. в год.

6.4. Плазменно-дуговая резка труб Эффективность и экономичность процесса плазменно-дуговой резки трубного проката в значительной мере определяется выбранными параметрами режима резки и конструктивными параметрами режущего плазмотрона. Поэтому в лабораторных условиях проведены экспериментальные исследования по оптимизации режимов плазменно-дуговой резки трубного проката. Эксперименты проводились на действующей лабораторной установке с использованием плазмотрона ПВ-47 и конденсаторного источ ника питания напряжением холостого хода 500 В. Разрезаемые трубы закреплялись одним концом в шпинделе специально разработанной и смонтированной установки для вращения труб. Плавное регулирование скорости вращения трубы обеспечивалось благодаря использованию в качестве привода вращения трубы двигателя постоянного тока мощностью 1,5 кВт с независимым возбуждением. Запуск плазмотрона осуществлялся на вращающуюся трубу, поскольку при запуске плазмотрона над неподвижной трубой с последующим включением ее механизма вращения образовывалась выемка в месте врезки диаметром больше ширины реза. Кроме того, происходило интенсивное отражение от поверхности металла плазменного факела и расплавленных частиц металла, что вызывало образование двойной дуги.

При большой скорости вращения, когда разрезание трубы осуществлялось за два и более оборота, значительно ухудшалось качество кромок реза и увеличивалось время резки. Наилучшее качество реза и производительность процесса получены при разрезании трубы за один оборот.

Исследования, как и при оптимизации режимов резки листовой стали, проводились методом планирования эксперимента. Целевой функцией являлось время отрезки трубы.

Определяющими факторами, как показали предварительные опыты, оказались рабочий ток дуги, расход плазмообразующего воздуха, диаметр и длина цилиндрической части канала сопла, скорость вращения трубы.

Эксперименты проводились по матрице планирования на пять факторов из опытов. Полученное методом регрессионного анализа полиномиальное уравнение и оценка значимости коэффициентов этого уравнения с помощью t - критерия показали, что наиболее значимыми факторами являются: скорость вращения трубы, рабочий ток, длина и диаметр канала сопла. Оптимум целевой функции: времени резки обсадной трубы диаметром 0,14 м и толщиной стенки 8 мм, составил 6 с, при рабочем токе 280 А, длине цилиндрической части канала сопла 6 мм, диаметре сопла 3,5 мм, скорости вращения трубы 1,57 рад/с.

При проведении экспериментов использовались электрические измерительные приборы класса точности 0,5. Показания приборов снимались в установившемся режиме работы плазмотрона.

Проведенные лабораторные исследования технологических характеристик создан ной установки ПРОВ-5 и оптимизация режимов ее работы позволили перейти к цеховым испытаниям и внедрению этих установок.

На рис.6.19 показана установка электроплазменной резки труб диаметром (0,1 - 0,35) м, эксплуатируемая с 1982 г. в заготовительном цехе ПО Молдавгидромаш.

Она состоит из конденсаторного источника питания с напряжением холостого хода 500 В, режущего плазмотрона ПВ-47 и механизма вращения трубы. Последний включает в себя вращатель с реверсивным регулируемым электроприводом постоянного тока, опорные каретки, перемещающиеся по рельсовому пути и шарнирный кронштейн для крепления плазмотрона.

Рис. 6.19. Установка плазменной резки труб Регулировка скорости вращения трубы осуществляется изменением напряжения электродвигателя при помощи автотрансформатора, ручка управления 1 которым выведена на лицевую панель корпуса вращателя 2. Пуск в обоих направлениях и остановка двигателя осуществляется кнопками 3,4 и 5.

Разрезаемая труба 6 зажимается в патроне 7 кулачками 8, снабженными пневмати ческим приводом. Управление последним осуществляется трехходовым краном 9, токо подвод к разрезаемой трубе обеспечивается скользящими щеточными контактами. Труба поддерживается опорными каретками 10, перемещающимися по рельсовому пути 11, и имеющими ролики 12.

Плазмотрон 13 установлен неподвижно над разрезаемой трубой в шарнирном кронштейне 14.

Для удаления образующихся в процессе резки дыма и пыли установка снабжена местной вытяжной вентиляцией, всасывающий зонт которой установлен непосредственно над зоной горения дуги.

Экономический эффект от внедрения этой установки составил 15 тыс. руб. в год.

На Таганрогском трубном заводе испытаны сдвоенные установки ПРОВ-3 для одновременной вырезки с двух сторон дефектных участков труб диаметром (0,14 - 0,168)м (рис.6.20).

Рис. 6.20. Схема вырезки дефектного участка трубы Труба 1 зажимается в правом и левом вращателях 2 и 3. Над трубой установлены два плазмотрона 4 и 5. Левый плазмотрон 5 имеет возможность перемещаться по рейке 6.

Правый плазмотрон 4 закрепляется неподвижно на расстоянии 0,2 - 0,3 м от правого вра щателя. Дефектный участок трубы 7 после вырезки падает в приемный бункер 8 и удаляется.

Двухплазмотронная резка труб значительно сокращает межоперационный цикл, а также продолжительность вырезки дефектного участка. Экономический эффект от внедрения двухплазмотронной резки труб равен 100 тыс. руб. в год.

На рис.6.21 показана установка ПРОВ-3 для резки труб эксплуатируемая на предприятии " Молдпродмонтаж".

Рис 6.21. Установка ПPOВ - 3 для резки труб Здесь используется конденсаторный источник питания в трехкорпусном исполне нии, который обеспечивает при переключении работу двух плазмотронов. Один плазмо трон установлен неподвижно, а вращается труба. Второй плазмотрон установлен в обечайке (рис.6.22), которая поворачивается на 360°, а труба, обычно большого диаметра, неподвижна. При одновременном перемещении обечайки с плазмотроном или трубы в осевом направлении обеспечивается фигурная отрезка труб. Вырезка отверстий в трубах осуществляемся на второй установке ПРОВ-3 с помощью машины АСШ-70 (рис.6.23).

Экономический эффект oт внедрения каждой из установок составил 12 тыс. руб. в год.

Рис 6.22. Плазменная резка неподвижной трубы Рис. 6.23. Плазменная резка отверстий в трубах 6.5. Плазменная резка круглого проката Большой практический интерес для металлообрабатывающих отраслей промыш ленности представляет процесс плазменно-дуговой разделительной резки круглого стального проката диаметром 0,1 - 0,16 м. Успешное использование этого высокоэффек тивного способа резки оказалось возможным при увеличении мощности режущих плазмотронов до (200 - 450) кВт и разработке источников питания аналогичной мощности с напряжением холостого хода 850 В.

В результате проведенных в 1981 – 84 гг. исследований и проектно-конструктор ских разработок впервые создана опытно-промышленная установка плазменно-дуговой резки круглого стального проката диаметром 0,1 - 0,16 м.

В процессе резки осуществляется вращение круглого проката и одновременное встречное движение плазмотрона, при этом расстояние между срезом сопла и поверх ностью круглого проката сохраняется неизменным.

Как показали исследования, наибольшее влияние на интенсивность процесса разделительной резки оказывают рабочий ток, расход плазмообразующего воздуха и диаметр соплового отверстия. Интенсивность процесса резки может характеризоваться такими параметрами, как скорость образования поверхности реза и время разрезания штанги.

Основные технические данные установки Род тока постоянный Напряжение холостого хода, В Рабочее напряжение дуги, В 350 - Рабочий ток, А 400 - Мощность плазмотрона, кВт 200 - Мощность источника питания, кВА Диаметр канала сопла, мм 4,5 - 7, Расход плазмообразующего воздуха, г/с 2- Давление плазмообразующего воздуха, 105 Па 2- Расход охлаждающей воды, кг/с 0,2 - 0, Давление охлаждающей воды, 105 Па 2- Габариты плазмотрона: диаметр, мм длина, мм Масса плазмотрона, кг 3, На рис.6.24 показаны сечения штанги диаметром 160 мм в плоскости реза через 25 с после начала разрезания плазменной дугой при различных рабочих токах и диаметрах канала сопла плазмотрона. При этом угловая скорость вращения штанги, линейная скорость встречного движения плазмотрона, а также расход плазмообразующего воздуха в процессе экспериментов поддерживались постоянными и составляли соответственно:

0,052 рад/с;

3 мм/с;

1,6 г/с. Не заштрихованные на рис. 6.24 участки поперечного сечения штанги представляют собой поверхности реза. Площадь поверхности реза в процессе экспериментов определялась графическим способом.

Как следует из полученных результатов, скорость образования разделительной поверхности возрастает с увеличением тока и уменьшением диаметра сопла. Максималь ный ток ограничивается работоспособностью плазмотрона, а уменьшение диаметра канала сопла с целью интенсификации процесса резки ограничено предельно допустимым тепловым потоком в стенку сопла.

Исследования влияния расхода плазмообразующего воздуха на скорость образо вания поверхности реза выявили экстремальный характер этой зависимости.

Рис. 6.24. Форма поверхности реза штанги диаметром 160 мм: а - рабочий ток 300 А, диаметр сопла, мм: 1 - 3,5;

2 - 4;

3 - 4,5;

б - рабочий ток 600 А, диаметр сопла, мм: 4 - 5,5;

5 - 6;

6 - 6, На рис.6.25 приведены зависимости времени разрезания штанг от величины их диаметров при разных значениях рабочего тока дуги. При определении времени отрезки штанг для каждого рабочего тока брались оптимальные значения расхода плазмо образующего воздуха и диаметра канала сопла, обеспечивающие минимальное время отрезки. Установлено, что на время разрезания круглого проката наибольшее влияние оказывает величина рабочего тока, причем, чем больше диаметр штанги, тем значительнее влияние величины тока. Существенное влияние на качество поверхности, ширину реза и параллельность поверхностей реза оказывают выбранные параметры режима работы и взаимное перемещение плазмотрона и штанги.

Рис. 6.25. Зависимость времени отрезки круглого стального проката от его диаметра при различных значениях рабочего тока, A: 1 -300, 2 - 400, 3 - 600, 4 - 800, 5 - Исследование электрической эрозии медного электрода в максимально прибли женных к рабочим условиям позволяют сделать вывод, что ресурс работы электрода на токе 800 А составляет более одной смены.

Разработанная опытно-промышленная установка изготовлена и смонтирована в трубопрокатном цехе Азербайджанского трубопрокатного завода. Она является частью комплекса оборудования полуавтоматической линии, состоящего из: источника питания и плазмотрона;

системы водоснабжения, воздухоснабжения, вентиляции, гидропривода;

механизма перемещения плазмотрона, транспортировки и вращения штанги;

системы управления комплексом оборудования.

На рис.6.26 представлен общий вид полуавтоматической линии. Для обеспечения нормальной работы линии источник питания и тиристорные станции управления комплексом оборудования вынесены в отдельное помещение 1. В помещении обслужи вающего персонала 2 установлено механическое оборудование для изготовления сменных быстро изнашивающихся деталей плазмотрона.

Работа полуавтоматической линии осуществляется в двух режимах: ручном и полуавтоматическом. В полуавтоматическом режиме оператор включает с пульта управления 3 дозатор 4 и штанга 5 по первой секции транспортного рольганга 6 и второй секции рольганга 7 подается внутрь звукоизоляционной камеры 8, в которой установлен плазмотрон, а затем на третью секцию транспортного рольганга. С помощью следующей системы, после перемещения на заданную длину относительно плоскости реза, штанга останавливается, а поворотные ролики второй и третьей секции опускаются, устанавливая штангу на люнеты. Люнеты, представляющие собой обрезиненные ролики, обеспечивают плавное вращение штанги относительно собственной оси. Затем оператор с пульта управления запускает плазмотрон и одновременно включается расположенный в звуко изоляционной камере механизм перемещения плазмотрона относительно разрезаемой штанги.

Рис. 6.26.Общий вид полуавтоматической линии После отрезки штанги механизм перемещения плазмотрона возвращает последний в исходное положение, а ролики второй и третьей секции рольганга приподнимают трубные заготовки над люнетами и, включаясь поочередно с интервалами в 2 - 3 с, после довательно подают их на четвертую 9 и пятую 10 секцию. Между роликами пятой секции установлен гидравлический сбрасыватель, обеспечивающий поочередный сброс трубных заготовок в карман - накопитель, после чего механизмы линии принимают исходное положение.

Система управления позволяет совместить во времени работу отдельных механизмов, так в момент завершения отрезки трубной заготовки можно включить дозатор и подать штангу на первую секцию транспортного рольганга, которая включится автоматически одновременно со второй и третьей секциями и подаст штангу в зону резки.

На рис.6.27 показан механизм перемещения плазмотрона, состоящий из двух кривошипно - шатунных механизмов 1 и 2 гидроцилиндра 3, При выдвижении штока гидроцилиндра влево плазмотрон 4 перемещается по определенному закону навстречу вращающейся штанге 5, при этом расстояние между плазмотроном и поверхностью штанги остается постоянным. Регулируя длину рычагов механизма, можно изменять скорость и траекторию перемещения плазмотрона.

Рис. 6.27. Механизм перемещения плазмотрона Полуавтоматическая линия плазменно-дуговой резки штанг на трубные заготовки в настоящее время находится в стадии опытно-промышленной эксплуатации. Экономи ческий эффект от внедрения одной линии составил 100 тыс. руб. в год. После дальнейшей отладки основных узлов в процессе эксплуатации разработанный комплекс может быть использован на других аналогичных заводах.

Выводы 1. Впервые разработан и осуществлен в широком промышленном масштабе способ плазменно-дуговой резки металлов на обратной полярности тока.

2. Выполненные исследования технологического процесса плазменной резки поз волили установить основные закономерности изменения технологических параметров в зависимости от режима работы плазмотрона и толщины разрезаемого металла.

3. Установлено, что скорость резки металлов плазмотронами с медным электродом, работающими на обратной полярности тока, на (20 – 40) % выше, чем плазмотронами с термохимическим катодом, работающими на прямой полярности тока, при одинаковом рабочем токе дуги.

4. Качество реза по скосу кромок при работе плазмотрона с медным электродом на один класс выше, а ширина реза меньше на (10 – 15) %. При вырезке из листа круглых заготовок лучшее качество по скосу кромок обеспечивается при перемещении плазмо трона встречно вращению газового вихря на выходе из сопла.

5. Энергозатраты на один погонный метр реза для плазмотронов с медным и термохимическим электродами практически одинаковы и существенно возрастают с увеличением толщины разрезаемого металла.

6. Тепловой к.п.д. плазмотрона с медным электродом составляет (80 – 85) %, что на (5 – 10) % ниже по сравнению с к.п.д. плазмотронов с термохимическим катодом.

7. Число включений в работу плазмотрона с медным электродом может достигать десятков тысяч при малой продолжительности включения. Продолжительная промыш ленная эксплуатация показала, что ресурс работы плазмотрона до замены медного элект рода составляет (5 – 20) смен вместо (0,5 – 1) смены до замены термохимического катода.

8. По результатам экспериментальных исследований построена полиномиальная модель скорости резки плазмотроном с медным электродом, раскрывающая влияние и взаимосвязь основных влияющих факторов, а также инженерные номограммы, позволя ющие при заданной толщине разрезаемого металла принять оптимальные режимы процесса резки.

9. Разработанное оборудование впервые в мировой практике позволило осущест вить плазменно-дуговую резку листового проката толщиной до 200 мм.Такая возможность обусловлена, прежде всего, способностью режущей дуги легко удлиняться при работе на обратной полярности тока. Кроме того, мощность плазмотрона с медным электродом в два-три раза превышает мощность плазмотрона с термохимическим катодом.

10. Установлено, что режущий плазмотрон с медным электродом эффективно обеспечивает плазменно-кислородную резку металлов. Его ресурс работы в 5 - 10 раз выше, а скорость резки в среднем на 40 % больше по отношению к плазмотронам с термохимическим катодом.

11. Большая эффективность и экономичность применения плазмотронов с медным электродом обеспечивается при плазменно-дуговой резке труб. Выполненные иссле дования позволили оптимизировать режимы процесса. При рабочем токе (280 – 300) А время отрезки трубы диаметром 0,14 м и толщиной стенки 8 мм составляет (5 – 6) с.

12. Исследована технология плазменно-дуговой резки круглого стального проката диаметром (100 - 160) мм. Установлен характер формообразования разделительной поверхности и время отрезки круглого проката при рабочих тока (300 – 1000) A. Опытно промышленная установка резки штанг на трубные заготовки изготовлена и смонтирована в трубопрокатном цехе Азербайджанского трубопрокатного завода. Она является частью комплекса оборудования полуавтоматической линии, 13. Установки плазменно-дуговой резки металлов плазмотронами с медным электродом внедрены на десятках предприятий стран СНГ.

14. Экономический эффект от внедрения одной установки плазменно-дуговой резки металлов плазмотронами на обратной полярности тока составил (10 – 100) тыс. у.е.

в зависимости от объема производства.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ 1. Анализ современного состояния технологии и оборудования плазменно-дуговой резки металлов показал, что этот высокоэффективный процесс в значительной мере перестал удовлетворять возросшим требованиям научно-технического прогресса. Узкая область применения, относительно малая производительность и не всегда высокое качество резки обусловлены ограничением величины рабочего тока (400 А), числа запусков плазмотронов с термохимическим катодом до износа последнего (200 - 300), а также неблагоприятными особенностями процессов в полости раза при работе на прямой полярности тока. Снятие этих проблем, кардинальное повышение эффективности процесса и расширение его технологических возможностей выполнимо на базе глубокого и системного исследования и принципиально новых решений в области технологии и оборудования.

2. Впервые предложен, всесторонне исследован и осуществлен новый принцип плазменно-дуговой резки металлов на обратной полярности тока. Исследования на моделях и нормально функционирующих установках позволили раскрыть особенности и основные закономерности процессов в полости реза. Установлено, что тепловой поток в боковые кромки реза составляет (45 - 98) % от теплового потока, поступающего во фрон тальную кромку реза. Причем, в одну из боковых кромок вводится тепла на (10 -15) % больше, что обусловлено вихревой стабилизацией режущей дуги и приводит к несимметрии сечения полости реза. При обратной полярности опорное пятно режущей дуги углубляется в полость реза на расстояние в три - пять раз большее, чем при прямой, а распределение теплового потока, поступающего во фронтальную кромку реза, по высоте последней более равномерное. Благодаря этому новая технология обеспечивает резку больших толщин металла, лучшее качество реза по скосу кромок, меньшую ширину полости реза и повышает производительность и экономичность процесса резки.

Проведенные исследования позволили установить основные закономерности влияния режимных и конструктивных параметров на эффективность и качество образования полости реза: глубину прорезания, ширину полости реза, производительность образования разделяющей поверхности реза и выплавления металла из полости реза, энергозатраты и к.п.д. процесса резки. Полученные математические модели в виде полиномиальных уравнений первого и второго порядка отражают эти закономерности и позволяют оптимизировать процесс образования полости реза.

3. Предложен и комплексно исследован новый вид режущего плазмотрона, имеющего цилиндрический с дном медный внутренний электрод, способного работать как на прямой, так и на обратной полярностях тока, позволяющего увеличить электрическую мощность режущей дуги и не избирательного по отношению к числу запусков в работу и составу плазмообразующего газа. Установлено, что ресурс работы медного электрода на обратной полярности тока в два раза больше, чем на прямой. По результатам экспериментальных исследований построены в виде полиномиальных уравнений матема тические модели мощности, напряжения, сопротивления, удельной энтальпии, удельной плотности мощности, полного напора и диаметра потока плазмы режущей дуги, а также теплового к.п.д. режущего плазмотрона и эрозии медного электрода, раскрывающие влияние на них режимных и конструктивных параметров плазмотрона. Напряжение режу щей дуги в плазмотроне с медным электродом на (20 – 40) % выше, чем в плазмотронах с термохимическими катодами. Удельная плотность мощности на срезе сопла достигает (5 – 10) кВт/мм2, а напряженность электрического поля режущей дуги на сопловом участке - (5 – 10) В/мм. Предложен новый подход к объяснению процесса двойного дугообразования, согласно которому определяющим в этом процессе является ток утечки в промежутке между столбом дуги и стенками сопла. Выявлено, что двойная дуга возникает при возрастании тока утечки до 1 A. Рассмотрена взаимосвязь между током утечки и конструктивными и режимными параметрами плазмотрона, а также пути предотвращения двойного дугообразования.

4. Для обеспечения работы новых режущих плазмотронов проведены аналити ческие исследования питающих систем с использованием метода кусочно-линейной аппроксимации. Плазменная режущая дуга, как элемент электрической цепи, рассматри валась в схеме замещения питающих систем в виде источника напряжения. Решение дифференциальных уравнений, описывающих процессы в питающих системах, конденса торных и дроссельных, позволило установить характер протекающих в них процессов, определить зоны различных режимов работы выпрямителей в зависимости от напряжения режущей дуги, рассмотреть характер и величину пульсаций выпрямленного тока. В конденсаторных источниках питания для сглаживания пульсаций тока и тем самым обеспечения устойчивости горения режущей дуги необходимо включать в цепь выпрямленного тока индуктивность до 2 мГн. Анализ математической модели питающей системы для этого случая показал наличие двух новых режимов работы выпрямителя: 3- и 2-2-0. Исследование источников питания с дросселями насыщения при учете конечной величины индуктивного сопротивления, т.е. с учетом пульсаций выпрямленного тока, позволило установить основные закономерности протекающих в них процессов в зависимоcти от величины напряжения режущей дуги и параметров питающей системы.

Показано, что на коммутационном интервале существует три подинтервала, обуслов ленные переходом дросселей из насыщенного состояния в ненасыщенное и наоборот.

5. Впервые в мировой практике создан надежный в эксплуатации режущий плазмо трон с цилиндрическим медным внутренним электродом, использующий сжатый воздух в качестве плазмообразующего газа и позволяющий работать на обратной полярности тока.

На основании исследований оптимизированы основные его конструктивные и режимные параметры. Ресурс работы электрода увеличен в 2 - 3 раза за счет интенсивной электро динамической ротации опорного пятна дуги по поверхности внутренней полости электрода. Разработан рациональный ряд режущих плазмотронов ПВ-150, ПВ-300 и ПВ 500 мощностью 50 - 200 кВт, значительно расширяющий область их применения. Созданы новые установки плазменно-дуговой резки металлов с использованием дроссельных ПРОВ-2 и конденсаторных ПРОВ-3 источников питания, отличающихся широким диапа зоном технологических возможностей, увеличенной в 1,5 - 2 раза производительностью резки, надежностью в эксплуатации и высоким уровнем автоматизации.

6. Осуществлено технологическое освоение нового способа и оборудования плазменно-дуговой резки металлов на обратной полярности тока плазмотронами с медным электродом. Выполненные исследования позволили установить основные законо мерности технологии процесса в зависимости от режима работы плазмотрона и толщины разрезаемого металла. Производительность резки плазмотронами с медными электродами, работающими на обратной полярности тока, на 20-40 % выше, чем плазмотронами с термохимическим катодом, при одинаковом токе. Глубина прорезания в 2 - 3 раза больше, а ширина реза на (10 – 15) % меньше. Тепловой к.п.д. режущего плазмотрона с медным электродом составляет (80 - 85) %, что на (5 - 10) % ниже по сравнению с к.п.д.

плазмотронов с термохимическим катодом. Ресурс работы плазмотрона до замены медного электрода составляет (5 - 20) смен вместо (0,5 – 1) смены для термохимического катода.

По результатам экспериментальных исследований построена математическая модель скорости резки, раскрывающая влияние и взаимосвязь основных факторов и параметров процесса, а также инженерные номограммы, позволяющие при заданной толщине разрезаемого металла выбрать оптимальные режимы процесса резки.

Разработанное оборудование впервые в мировой практике позволило осуществить плазменно-дуговую резку стального проката толщиной до 200 мм, что обусловлено, прежде всего, способностью режущей дуги легко удлиняться при работе на обратной полярности, а также увеличением в 2 - 3 раза электрической мощности плазмотрона.

Установлено, что новый способ и оборудование эффективно обеспечивают также плазменно-кислородную резку малоуглеродистой стали, резку трубного и круглого проката, выполнение центровочных углублений в трубных заготовках и т.п.

7. Установки плазменно-дуговой резки металлов плазмотронами с медным электродом использованы на десятках предприятий стран СНГ с экономическим эффектом от 10 до 100 тыс. у.е. в год в зависимости от объема производства.

Литература 1. Адлер Ю.П., Маркова Е.В, Грановский Ю.В. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий. - М.: Наука, 1971,-284с.

2. Баев А.В., Волков Ю.К., Долинин В.П., Корнеев В.Я. Вентильные преобра зователи с конденсаторами в силовых цепях.-М.:Энергия, 1969.-204с.

3. Бессонов Л.А. Нелинейные электрические цепи. - М.: Высшая школа, 1977. 343с.

4. Боровик E.С., Митни Р.В., Князев Ю.Р. Длинные дуги высокого давления. ЖТФ, 1961, 31, №11, c. 1329-1336.

5. Булгаков А.А. Новая теория управляемых выпрямителей. - М.: Наука, 1970, 320с.

6. Быкадорова Л.Б., Земсков Г.В., Киселев Ю.Я., Станчу Ф.П. Электроэрозионная стойкость медных электродов с диффузионными покрытиями в плазменной струе. - В сб.:

Защитные покрытия на металлах. - 1978, №12, с. 41-45.

7. Быховский Д.Г. Плазменная резка. - Л.: Машиностроение, 1972,-168с.

8. Быховский Д.Г., Косс В.А. Работа катода в термохимическом режиме. - В кн.:

Плазменная резка. - Л.: Информстандартэнерго, 1968, с.3 - 8.

9. Быховский Д.Г., Медведев А.Я. Плазменная резка в киcлородосодержащих сме сях - В кн.: Плазменная резка. - М.: Ииформстандартэнерго, 1968, с.16 - 19.

10. Быховский Д.Г., Медведев А.Я., Костылев Я.И. Исследование тепловых процес сов на термохимических катодах. - Плазменная резка. - М.: Информстандартэнерго, 1968.

- с. 8 - 16.

11. Быховский Д.Г., Кунин B.C. Некоторые количественные соотношения при резке проникающей дугой. - Автоматическая сварка, 1964, №4, с. 19 - 23.

12. Васильев A.C., Гуревич С.Г., Иоффе Ю.С. Источники питания электротерми ческих установок. – М.: Энергоатомиздат, 1985, - 246 с.


13. Васильев К.В. Плазменно-дуговая резка – перспективный метод термической резки. - Сварочное производство, 2002, с. 28 – 32.

14. Васильев К.В. Воздушно-плазменная резка. - М.: Машиностроение, 1976, - 32 с.

15. Васильев К.В. Плазменно-дуговая резка.- М.: Машиностроение, 1974, - П2 с.

16. Васильев К.В., Гусейнов Н.Г. Расчет напряжения режущей плазменной дуги. Сварочное производство, 1976, №8, с.15-17.

17. Васильев К.В., Кохликян Л.А. и др. Плазменно-дуговая резка в машино строении. - М.: ЦИНТИхимнефтемаш, 1967, - 80 с.

18 Васильев К.В., Никифоров Н.И. Исследование плазменной проникающей дуги методом секционного каналового калориметрирования. - Сварочное производство, 1972, №3, с.43 - 47.

19. Вознесенский В.А Статистические методы планирования эксперимента в технико-экономических исследованиях, - М.: Финансы и статистика, 1981, - 263с.

20. Воропаев А.А., Дресвин С.В., Клубникин B.C. Измерение скорости течения плазмы трубкой полного напора. - Теплофизика высоких температур, 1969, т.7, №4, с. - 640.

21. Генераторы низкотемпературной плазмы / Отв. ред, чл. - корр. АН СССР В. М.

Иевлев. - М.: Наука, 1969, - 128с.

22 Гини K.3., Елизаров Ю.Д., Киселев Ю.Я., Станчу Ф.П. Установка для воздуш но-плазменной резки металлов малых толщин. - Изв. вузов, Машиностроение, 1982, №9, с.115 - 118.

23. Глинтерник С.Р. Электромагнитные процессы и режимы мощных статических преобразователей. - Л.: Наука, 1968. - 308с.

24. ГОСТ 14935-77E. Выпрямители для плазменно-дуговой резки. Технические условия. - Переиздат, январь,1984.

25. Грановский В.Л. Электрический ток в газе. Установившийся ток /Под ред. Л.А.

Сена и В.Е. Голанта. - М.: Наука, 1971, - 544 с.

26. Глухов Д.Я., Мельник В.П. Работа конденсаторной батареи в схеме компенса ционного преобразователя для электроснабжения дуговых реакторов производства ацетилена. Вестник КПИ, серия электроэнергетики, №11, 1974. с. 68 - 73.

27. Говорков В.А. Электрические и магнитные поля. - М.: Энергия, 1968. – 488 с.

28. Голикова Т.И., Панченко Л.А.,Фридман М.З. Каталог планов второго пoрядка. М.: МГУ, 1974. – 384 с.

29. Губенко В.А., Багрянокий К.З. Двойное дугообразование при газоэлектричес кой резке. Сварочное производство, №3, 1965, с. 25 - 26.

30. Грим Г. Спектроскопия плазмы.- М.: Атомиздат, 1969. – 452 с.

31. Гуттерман К.Д., Кручинин А.П., Прозорова Н.Д., Смелянский М.Я. Источники питания для плазменных технологических установок. - В кн.: Плазменные процессы в металлургии и технологии неорганических материалов. - М.: Наука, 1973, с.37 – 44.

32. Гуттерман К.Д., Прозорова Н.Д., Свенчанский А.Д. Автоматическое регули рование электрических печей. - М.: МЭИ, 1972, 116 с.

33. Дзюба В.Л. и др. Электродуговые и высокочастотные плазмотроны в химико металлургических процессах. Киев, Вища школа: 1991, 170 с.

34. Догару К.Ф., Киселев Ю.Я., Процук И.А., Семенчук А.В., Фурсов С.П. Мосто вой трехфазный выпрямитель с балластными конденсаторами. - Изв.АН МССР. Серия физ. - техн. и матем. наук. 1984, №l, с 66-71.

35. Донской А.В., Клубникин B.C. Электроплазменные процессы и установки в машиностроении. - Л.: Машиностроение, 1979, - 222с.

36. Дресвин С.В., Донской А.В. и др. Физика и техника низкотемпературной плаз мы. - М.: Атомиздат, 1972, - 352с.

37. Дульчевский Д.А. Патент № 893 от 28 февраля 1922. Электрический плавиль ный аппарат.

38. Жуков М.Ф., Аньшаков А.С. и др. Электродуговые генераторы с межэлектрод ными вставками. - Новосибирск: Наука, 1981, - 222 с.

39. Жуков М.Ф., Смоляков В.Я., Урюков Б.А. Элактродуговые нагреватели газа (плазмотроны). - М.: Наука, 1973, 232 с.

40. Жуков М.Ф., Коротеев А.С, Урюков Б.А. Прикладная динамика термической плазмы. - Новосибирск: Наука, 1975, - 300 с.

41. Здрок А.Г., Салютин А.А. Выпрямительные устройства электропитания и уп равления. - М.: Энергия, 1975, - 327 с.

42. Иванов-Цыганов А.Н. Электротехнические устройства радиосистем. - М.: Выс шая школа, 1973, - 430 с.

43. Источник питания для плазменной дуговой резки металлов ИПГ-500-1. – Сва рочное производство, 1968, №11, с. 36.

44. Каганов И.Л. Электронные и ионные преобразователи, ч. III. - М.-Л.: Госэнерго издат, 1956. – 464 с.

45. Кашлачев С.В., Киселев Ю.Я. Исследование характера изменения тока в на чальный момент развития плазменной дуги. - Электричество, 1984, №5, с. 28 - 31.

46. Кашлачев С.В., Киселев Ю.Я. Исследование переходных процессов в системе источник переменного тока - плазменная дуга с помощью АВМ. - В сб.: Повышение надежности и экономичности энергоснабжения. Вопросы электроэнергетики. - Кишинев:

Штиинца, 1976, с.8 - 14.

47. Киселев Ю.Я, Плазменно-воздушная резка металлов с использованием медных электродов. - Кишинев: Штиинца, 1977, - 88 с.

48. Киселев Ю.Я. Энергетические процессы плазменно-воздушной резки металлов.

- Кишинев: Штиинца, 1980, - 74 с.

49. Киселев Ю.Я., Процук И.А. и др. Исследование и оптимизация электроплаз менной резки металлов. - Кишинев: Штиинца, 1981, - 112 с, 50. Киселев Ю.Я., Цай В.В. Исследование устойчивости зажигания и удлинения дуги переменного тока в трубчатых электродах подогревателей.- Электричество, 1969, №6, с. 93 - 95.

51. Киселев Ю.Я., Маковей И.А., Мерхер A.M., Соколовский С.А. Применение плазменно-дуговой резки листовой стали в условиях массового производства. - Сварочное производство, 1971, №6, с.54 – 55.

52. Киселев Ю.Я., Соколовский С.А., Процук И.А. Исследование высших гармони ческих в системе электроснабжения установки плазменной резки металлов.- В кн. Энерге тика и электротехнология, Кишинев: Штиинца, 1972, с. 44 - 49.

53. Киселев Ю.Я., Соколовский С.А., Мерхер A.M., Процук И.А. Исследование установки воздушной плазменной резки металлов. - В кн. Энергетика и электротехноло гия, Кишинев: Штиинца, 1972, с. 49 - 54.

54. Киселев Ю.Я., Станчу Ф.П. Исследование термодинамики плазмотрона посто янного тока. - В сб.: Материалы докладов IX научно-технической конференции КПИ, Кишинев: Штиинца, 1973, с.219 - 220.

55. Киселев Ю.Я., Соколовский С.А., Процук И.А., Станчу Ф.П. Разработка индук тивно - емкостного параметрического источника питания плазмотрона с воздушной стаби лизацией. - В сб.: Материалы докладов IX научно-технической конференции КПИ, Кишинев: Штиинца, 1973, с.212-213.

56. Киселев Ю.Я, Соколовский С.А. Создание и промышленное применение нового способа и оборудования резки металлов воздушной плазмой. - В сб.: Материалы докладов X научно-технической конференции КПИ, Кишинев, Штиинца, 1974, с.171 - 174.

57. Киселев Ю.Я., Процук И.А., Мерхер A.M. Источник электропитания плазмо трона с медными электродами для резки металлов. - В кн.: Специализированные источ ники питания плазмотронов постоянного и переменного тока. - Киев, 1975, с. 1З.

58. Киселев Ю.Я., Мерхер A.M. и др. Разработка установки воздушной плазменной резки с улучшенными характеристиками. - В кн.: Эффективность распределения и потреб ления электрической энергии. - Кишинев: Штиинца, 1977, с. 69 - 75.

59. Киселев Ю.Я., Станчу Ф.П. Стабилизация дугового столба в плазмотроне с зависимой дугой. - В кн.: Эффективность распределения и потребления электрической энергии. – Кишинев: Штиинца, 1977, с.53 - 56.

60. Киселев Ю.Я., Станчу Ф.П. Регрессионная модель эрозии медных электродов режущего плазмотрона. - В кн.: Материалы VII Всесоюзной конференции по генераторам низкотемпературной плазмы. - Алма-Ата: 1977, с. 216 - 219.

61. Киселев Ю.Я., Марченко Б.П. и др. Разработка компенсационного источника питания для воздушной плазменной резки металлов. - В кн.: Повышение надежности и экономичности энергоснабжения. Вопросы электроэнергетики, Кишинев: Штиинца, 1978, с. 49 - 52.


62. Киселев Ю.Я., Станчу Ф.П. Исследование газодинамических параметров плаз менной режущей дуги, - В кн.: VIII всесоюзная конференция по генераторам низко температурной плазмы. – Новосибирск: 1980, c.157 - 160.

63. Киселев Ю.Я., Процук И.А. Повышение устойчивости плазменных дуг регули рованием вольт-амперных характеристик источника питания. - Изв.СО АН СССР. Серия техн. наук, 1981, вып 1, №3, с.119 - 121.

64. Киселев Ю.Я., Гини К.Э., Елизаров Ю.Д., Станчу Ф.П. Установка для воздуш но-плазменной резки металлов малых толщин. - Изв. ВУЗов "Машиностроение", 1982, №9, с.115 - 119.

65. Киселев Ю.Я., Погора В.К., Процук И.А., Семенчук А.В., Цуркан Н.И.. Трех фазный мостовой выпрямитель с емкостным балластом. - Изв. Вузов, Электромеханика, 1983, №5, с. 116 - 121.

66. Киселев Ю.Я., Погора В.К., Станчу Ф.П. Разработка и исследование плазмо трона с кольцевым медным электродом для резки металлов. - В кн.: IX всесоюзная конференция по генераторам низкотемпературной плазмы. – Фрунзе: 1985, с. 372 - 377.

67. Киселев Ю.Я., Догару К.Ф. Исследование и оптимизация теплового потока, вводимого плазменной дугой во фронтальную поверхность полости реза. - В кн.: Преобра зование и применение электрической энергии.- Кишинев: Штиинца,1985, с.71 - 74.

68. Киселев Ю.Я., Станчу Ф.П. Исследование напряжения плазменной режущей дуги в плазмотроне с медным электродом. - В кн.: Преобразование и применение электри ческой энергии. - Кишинев: Штиинца, 1985, с. 75 - 78.

69. Киселев Ю.Я., Погора В.К. Исследование радиального распределения плот ности тока в опорных пятнах плазменной режущей дуги. - Инженерно-физический жур нал, 1987, т.53, №2, с. 284 - 288.

70. Киселев Ю.Я., Хорошанский Г.Л. Исследование воздушно-плазменной резки металлов толщиной до 200 мм. - В кн. Теплофизика процессов сварки и пайки. - Тольятти:

1988, с. 117.

71. Киселев Ю.Я., Хорошанский Г.Л. и др. Воздушно-плазменная резка металлов плазмотронами с медным полым электродом. Сварочное производство,1989, №10, с.27-29.

72. Киселев Ю.Я., Хорошанский Г.Л. и др. Воздушно-плазменная резка круглого стального проката плазмотронами с медными полым электродом. Сварочное производ ство, 1989, №10, с. 27 – 29.

73. Киселев Ю.Я., Погора В.К. Исследование радиального распределения плот ности теплового потока в опорных пятнах плазменной режущей дуги. - Инженерно физический журнал, 1990, т.59, №6, с. 892 - 896.

74. Киселев Ю.Я. Разработка и освоение механизированной воздушно-плазменной резки металлов плазмотронами с медным полым электродом. В сб. Плазмотехнология, Киев: 1991, с. 151 - 154.

75. Киселев Ю.Я., Станчу Ф.П., Погора В.К., Андриевская Е.Н. Исследование газового состава при воздушно-плазменной резке металлов плазмотронами с полым медным электродом. В сб. Прогрессивные технологии и оборудование термической резки металлов. - Одесса: 1992, с.91-96.

76. Киселев Ю.Я. Завидей В.И. и др. Воздушная и воздушно-водяная плазменная резка. Речной транспорт, 1993, с. 34 - 36.

77. Kiseliov Iu. Pogora V. ets. Study of the Influence of the Composition of the Plasma Gas and the Polarity on the Erosion Characteristics of the Plasma Cutting Torch with the Cavity Copper Electrode. XX1V Internaional Conference on Phenomena in Ioiyed Gases.

Poland. Warava, juli 11-16, 1999, p. 49- 78. Колонина Л.И., Смоляков В.Я. Продольно - обдуваемая электрическая дуга в разных газах.- В сб.:Генераторы низкотемпературной плазмы.-М.: Энергия,1969, с. 48 - 52.

79. Колонина Л.И., Урюков Б.А. Напряженность электрической дуги в области взаимодействия с турбулентным пограничным слоем в плазмотроне с вихревой стабилиза ции. - Изв. СO АН СССР, 1968, №13, Серия техн. наук, вып. 3, с. 23 - 32.

80. Коротеев А.С. Электродуговые плазмотроны.М. :Машиностроение,1980, -175 с.

81. Костенко М.П., Нейман Л.Р., Бладзевич Г.И. Электромагнитные процессы в системах с мощными выпрямительными установками. - Изд. АН СССР, М.- Л.: 1946, 223 с.

82. Краснов А.Н., Шаривкер С.Ю., Зильберберг В.Г. Низкотемпературная плазма в металлургии. - М.: Металлургия, 1970, - 215 с.

83. Крогерис А.Ф. Расчет токов и напряжений в цепях трехфазных мостовых выпрямительных схем. - Изв. АН Латв.ССР, 1954, №7, с. 91 - 111.

84. Круг К.А. Электромагнитные процессы в установках с управляемыми ртутными выпрямителями. - М. - Л.: ОНТИ, 1935, - 115 с.

85. Кулагин И.Д. Плазменная обработка материалов. - М.: Машиностроение, 1969, 100с.

86. Кулагин И.Д., Кудинов В.В. Шунтирование столба сжатого дугового разряда корпусом электропроводного сопла. - В кн.: Электротермия, М.: 1964, вып. 32, с. 49.

87. Кулагин И.Д., Петруничев. В.А., Николаев А.В. Исследование резки дуговой плазменной струей, выделенной из столба дуги. - Сварочное производство, 1961, №5, с.1 - 4.

88. Кунин B.C., Командерюс Л.Н. Установка АПР-402 для механизированной воз душно-плазменной резки, - Электротехническая промышленность. Серия "Электросвар ка", вып. 5/26, 1974.

89. Ларькина Л.Т., Энгельшт B.C. Редукция к однородному оптически тонкому слою в осесимметричных объектах, - Фрунзе: 1973, - 94 с.

90. Лесков Г.И. Электрическая сварочная дуга. - М.: Машиностроение, 1970, – 334 с.

91. Лойцянский Л.Г. Механика жидкости и газа. - М.: Наука, 1987, - 840с.

92. Маркова Е.В., Лисенков А.Н. Комбинаторные планы в задачах многофактор ного эксперимента. - M.: Наука, 1979, - 350 с.

93. Мельник В.П. Исследование полупроводникового компенсационного преобра зователя, предназначенного для питания плазмо-дуговых реакторов производства ацети лена. - Дисс. канд.техн. наук. - Киев: 1975,-184с.

94. Милях А.Н., Кубышин Б.Е., Волков В.И. Индуктивно-емкостные преобразова тели источников напряжения в источники тока. - Киев: Наукова думка, 1964, - 304 с.

95. Михеев М.А., Михеева Н.М. Основы теплопередачи. - М.: Энергия, 1973, 320 с.

96. Найденов Г.Ф. Вихревые газовые горелки. - Киев: Техника, 1966, - 121 с.

97. Налимов В.В., Чернова Н.А. Статистические методы планирования экстремаль ных экспериментов. - М.: Наука, 1965, - 340 с.

98. Николаев А.В. О каскадной дуге в плазменных установках. – Автоматическая сварка, 1971, №6, с. 5 - 7.

99. Новиков О.Я. Устойчивость электрической дуги. - Л.: Энергия, 1978, - 160 c.

100. Основы расчета плазмотронов линейной схемы /Под общ. ред. М.Ф.Жукова. Новосибирск: Наука, 1975, - 148 с.

101. Поляков С.П., Буланый П.Ф. IQ - датчик для измерения удельного теплового потока и плотности тока в пятне электрической дуги. - Физика и химия обработки материалов, 1980, №6, с.137 – 139.

102. Процук И.А. Исследование электромагнитных процессов в системе электро питания плазмотрона с медным электродом для резки металла. - Дисс. канд. техн. наук. Кишинев: 1984, - 203 с.

103. Размадзе Ш.М. Электромагнитные процессы в системах с мощными преобра зовательными установками. - Тбилиси: Изд-во Грузинского политехнического института, 1960, - 276 с.

104. Размадзе Ш.М. Преобразовательные схемы и системы. - М.: Высшая школа, 1967, - 276 с.

105. Раховский В.И. Эрозия электродов в коитрагированном разряде. - Известия СО АН СССР, серия техн. наук, 1975, вып.1, №3, с 11 - 27.

106. Ремезовский В.М. Исследование тиристорного источника питания для плаз менно-дуговой резки металлов. Автореф. дис. канд. техн. наук. - Л.: 1972, - 14 с.

107. Ривкин Г.А. Преобразовательные устройства. - М.: Энергия, 1970, - 378 с.

108. Руденко B.C., Жуйков В.Я., Коротеев И.Е. Расчет устройств преобразователь ной техники. - Киев: Техника, 1960, - 130 с.

109. Сварка в машиностроении. Справочник, т1 /Под ред. Н.А. Ольшанского. - М.:

Машиностроение, 1976, -501с.

110. Станчу Ф.П. Разработка и исследование воздушного плазмотрона с полым медным электродом для резки металлов. - Дисс. канд. техн. наук. - Кишинев: 1979, - 224 с.

111. Суладзе Р.Н. Электрооборудование для плазменно-дуговой резки металлов. Тбилиси: ВНИИЭСО Тбил. отд-ние, 1980, - 130 с.

112. Толстов Ю.Г., Мосткова Г.П., Ковалев Ф.И. Силовые полупроводниковые выпрямители, управляемые дросселями насыщения. - М.: Наука, 1968, - 260 с.

113. Тонкаль В.Е., Мельничук Л.П. и др. Полупроводниковые преобразователи модуляционного типа с промежуточным звеном повышенной частоты. - Киев: Наук.

думка, 1981, - 251 с.

114. Установка АПР - 403. - Автоматическая сварка, 1978, №2, с.82.

115. Хованский Г.С. Основы номографии. - М.: Наука, 1976, - 352с.

116. Финкельбург В., Меккер Г. Электрические дуги и термическая плазма. - М.:

ИИЛ, 1961, - 368 с.

117. Фролов В.А. Исследование насыщения азотом деталей, обработанных воздуш но-плазмеиной резкой. - В сб.: Электротехническая промышленность. Сер. Электросварка, Вып. 3, Информэлектро, 1976, с.13-15.

118. Фролов В.В., Лукьянов B.C. и др. Качество поверхности сопла плазмотрона и двойное дугообрааование при резке металлов. - Сварочное производство, 1972, №9, с. 32 34.

119. Хренов К.К. Электрическая сварочная дуга. - М.: Машгиз, 1949, - 204с.

120. Чеканов АА. Родоначальники электросварки. - Трудрезервиздат, 1953.

121. Чиженко И.М., Руденко В.С., Сеньков В.И. Основы преобразовательной тех ники. - М.: Высшая школа, 1974, - 430 с.

122. Чиркин B.C. Теплофизические свойства материалов ядерной техники, - М.:

Атомиздат, 1968, - 484 с.

123. Шапиро И.С., Бейдер Б.Д., Персиц Л.М. Плазменная резка в среде азота с повышенной концентрацией энергии в канале сопла. - Сварочное производство, 1968, №6, с.18 - 22.

124. Шапиро И.С., Бейдер Б.Д., Лепп В.Р. Установка ОПP-6 для плазменно-дуговой резки. - Сварочное производство, 1969, №1.

125. Шоек П.А. Исследование баланса энергии на аноде сильноточных дуг, горя щих в атмосфере аргона. - В сб.: Современные проблемы теплообмена. - М. - Л.: Энергия, 1966, с.110.

126. Эдельс Х., Кимблин С.В. Метод измерения нестационарной электропровод ности плазменного столба. - В кн.: Низкотемпературная плазма. - М.: Мир, 1967, с. 337 349.

127. Экспериментальные исследования плазмотронов /Под ред. М.Ф. Жукова. Новосибирск: Наука, 1977, - 392 с.

128. Энгель А. Ионизованные газы. - М.: ИИЛ, 1959, - 332 с.

129. Эсибян Э.М. Плазменно-дуговая аппаратура. - Киев: Техника, 1971, - 164 с.

130. Эсибян Э.М., Волков И.В. Устройство для питания сварочной дуги стабилизи рованным током с применением индуктивно-емкостного резонансного контура. – Автома тическая сварка, 1962, №3, с.14.

131. Эсибян Э.М., Данченко М.Е. Воздушно-плазменная резка металлов плазмотро ном с циркониевым катодом. - Автоматическая сварка, 1967, №5, с.8 - 12.

132. Эсибян Э.М., и Данченко К. Аппарат АВПР-1 для воздушно-плазменной резки металлов. - Автоматическая сварка, 1969, №2, с.8 - 12.

133. Ясько О.И. Электрическая дуга в плазмотроне. - Минск: Наука и техника, 1977, - 152 с.

134. А.с. 173110 (СССР). Устройство для плазменной резки / К.К. Хренов, А.Ф.

Булыга. - Опуб. в Б.И., 1965, №4.

135. А.с.192312 (СССР). Плазмотрон для резки металлов. / Н.П. Беленко, Б.С. Де. Опуб. в Б.И., 1967, №5.

136. А.с. 464421 (СССР). Плазмотрон./ Ю.Я.Киселев, С.А.Соколовский, А.М.

Мерхер.

137. А.с. 479335 (СССР). Плазмотрон / Ю.Я Киселев, С.А. Соколовский, А.М.

Мерхер.

138. А.с. 541609 (СССР). Выпрямитель для плазменной резки / Ю.Я. Киселев, Б.П.

Марченко, А.М. Мерхер, И.А. Процук, Ф.П. Станчу. - Опуб. в Б. И. 1977, №1.

139. А.с. 599440 (СССР). Плазмотрон / Ю.Я. Киселев, A.M. Мерхер, И.А. Процук, Ф.П. Станчу.

140. А.с. 645798 (СССР). Плазмотрон для резки / Ю.Я. Киселев. - Опуб. в Б.И., 1979, №5.

141. А.с.649180 (СССР). Источник питания / С.В. Кашлачев, Ю.Я. Киселев, А.Н.

Лещинский. - Опуб. в Б.И., 1979, №7.

142. А.с. 683875 (СССР). Плазмотрон / Ю.Я. Киселев, A.M. Мерхер, Ф.П. Станчу. Опуб. в Б.И., 1979, №33.

143. А.с. 812463 (СССР). Фазорегулирующая схема запуска управляемых диодов в сварочных аппаратах / С.В. Кашлачев, Ю.Я. Киселев. - Опуб. в Б.И., 1981, №10.

144. А.с. 869159 (СССР). Плазмотрон / Ю.Я. Киселев, Г.Л. Хорошанский.

145. А.с. 890565 (СССР). Устройство для возбуждения и стабилизации дуги пере менного тока / С.В. Кашлачев, Ю.Я. Киселев. - Опуб. в Б.И., 1981, №46.

146. А.с. 917421 (СССР). Плазмотрон / Ю.Я. Киселев, Г.Л. Хорошанский.

147. А.с. 961242 (СССР). Плазмотрон / С.В. Кашлачев, Ю.Я. Киселев.

148. А.с. 991934 (СССР). Электродуговой плазмотрон / Ю.Я. Киселев. К.К.

Рязанцев, Г.Л. Хорошанский, С.М. Аспидов, А.М. Мерхер, С.В. Кашлачев.

149. А.с. 1625617 (СССР). Способ плазменно-дуговой резки труб / Ю.Я. Киселев, В.К. Погора, К.К. Рязанцев – Опуб. в Б.И., 1991, №5.

150. Brevet de invenie MD 2072 C2 2003.01.31. Dispozitiv de alimentare a arcului electric de curent continun / Kiseliov Ju.

151. Brevet de invenie MD № 3802 a2005 0010. Procedeu de tiere electric cu jet de plasm a metalelor i dispozitiv pentru realizarea lui/ Kiseliov Ju Приложение CZU 621. Kiseliov Iu. STUDIUL I ELABORAREA TEHNOLOGIEI I A UTILAJULUI DE TIERE A METALELOR CU ARCUL DE PLASM LA POLARITATE INVERS Adnotare n tez s-au efectuat studii complexe ale proceselor n cavitatea tieturii, n plasmotronul de tiere i n sursele de alimentare electric.

Sunt elaborate legiti n form de modele polinomiale ale dependenei parametrilor de baz de formare a cavitii tieturii i funcionrii plasmotronului la variaia parametrilor de regim i constructivi ai plasmotronului.

S-au obinut modele matematice n form de ecuaii difereniale ale proceselor electromagnetice n sursele de alimentare electric a plasmotronului, care permit funcionarea lui optimal.

Cercetrile caracteristicilor termice i de erodare ale plasmotronului de tiere de tip nou cu electrod tubular de cupru care poate funciona la polaritate invers permit majorarea resursei electrodului pn la 7-14 scimburi.

n baza cercetrilor efectuate a fost elaborat o gam de plasmotroane de tiere i un ir de instalaii de tiere cu arcul de plasm a metalelor cu grosimea pna la 160- 200 mm, care sunt implementate n zeci de ntreprinderi industriale.

Il. 138. Tab. 19. Bibl. 151.

UDC 621. Kiseliov Iu. RESEARCH AND DEVELOPMENT OF TECHNOLOGY AND THE PLASMA – ARC CUTTING METALS EQUIPMENT ON THE INVERSE POLARITY Summary The processes occuring in the carved cave, in the cutting plasmotron as well as electrosupply sources have been studied in complex in the given thesis.

The conformities in the form of polynomial dependences models of the basic parameters cutting cave formation and plasmotron performance at various regime and constructive plasmotron parameters have been established.

Mathematical models by means of the differential equations of the electromagnetic processes in the plasmotrons electrosupply sources giving the possibility to ensure its optimal performance have been obtained.

Heat and errosion characteristics of the new type cutting plasmotron with the hollow copper electrode capable of working at inverse polarity gives the possibility to increase electrode resourse to 7 – 14 shifts.

As a result of the investigations a gamut of cutting plasmotrons have been developed and a number of installations of plasma – arc metals cutting with thickness of 160-200 mm have been established at dozens of industrial enterprises.

Fig. 138. Table 19. Bibl. 151.



Pages:     | 1 |   ...   | 4 | 5 ||
 





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.