Спосіб електромагнітної обробки матеріалів

Реферат: Винахід належить до машинобудівництва і може бути використаний в дослідженнях по створенню та використанню нанокомпозиційних матеріалів. В способі електромагнітної обробки матеріалів, який полягає в виготовленні магнітної системи, переміщенні вихідного матеріалу в зазорі між двох паралельно розміщених активних поверхонь магнітопроводів магнітної системи з джерелом магнітного поля, дії магнітним полем на вихідний матеріал, активні поверхні магнітопроводів магнітної системи виконують з явно вираженими зубцями, в пази між якими розміщують обмотку з концентричних котушок таким чином, щоб струми сусідніх котушок як в спільному пазу кожного з двох магнітопроводів, так і в напроти розміщених пазах UA 115912 C2 (12) UA 115912 C2 магнітопроводів направлені в одному напрямі, дію магнітним полем виконують подачею імпульсів постійної напруги заданої форми і величини на обмотку, при цьому шпаруватість імпульсів t0 вираховують з виразу: t0    2p , Vв.м. де:  - полюсна поділка магнітопроводу; 2p - кількість полюсів на активній довжині магнітопроводу; Vв.м. - швидкість переміщення вихідного матеріалу. Технічним результатом є підвищення ефективності способу електромагнітної обробки матеріалів. UA 115912 C2 5 10 15 20 25 30 Винахід належить до машинобудівництва і може бути використаний в дослідженнях по створенню та використанню нанокомпозиційних матеріалів. Відомий спосіб електромагнітної обробки матеріалів, який полягає в виготовленні магнітної системи, переміщенні вихідного матеріалу в зазорі між двох паралельно розміщених активних поверхонь магнітопроводів магнітної системи з джерелом магнітного поля, дії магнітним полем на вихідний матеріал [1]. В даному способі виготовлення магнітної системи виконують за рахунок встановлення двох паралельно розташованих магнітопроводів з феромагнітних елементів, на яких закріплюють постійні магніти із змінною полярністю, що слугують джерелом магнітного поля. В зазорі між магнітопроводами переміщують вихідний матеріал, який оброблюють магнітним полем розсіювання постійних магнітів. Недоліком даного способу є низька його ефективність так як обробка вихідного матеріалу проводиться потоками розсіювання, при цьому можлива недостатня величина магнітної індукції в області обробки матеріалів. При такому способі обробки неможлива зміна величини магнітної індукції при постійній величині зазору між двох активних площин магнітопроводів, що необхідно при електромагнітній обробці в процесі досліджень нових матеріалів. Незмінною є при цьому і форма магнітного поля, яку при дослідженнях необхідно часто міняти. Відомим технічним рішенням, що вибране як прототип до запропонованого винаходу є спосіб електромагнітної обробки матеріалів, який полягає в виготовленні магнітної системи, переміщенні вихідного матеріалу в зазорі між двох паралельно розміщених активних поверхонь магнітопроводів магнітної системи з джерелом магнітного поля, дії магнітним полем на вихідний матеріал [2]. Даний спосіб електромагнітної обробки матеріалів аналогічний попередньому і має такі ж недоліки. В основу винаходу поставлена задача підвищення ефективності способу електромагнітної обробки матеріалів. Поставлену задачу вирішують тим, що в способі електромагнітної обробки матеріалів, який полягає в виготовленні магнітної системи, переміщенні вихідного матеріалу в зазорі між двох паралельно розміщених активних поверхонь магнітопроводів магнітної системи з джерелом магнітного поля, дії магнітним полем на вихідний матеріал, активні поверхні магнітопроводів магнітної системи виконують з явно вираженими зубцями, в пази між якими розміщують обмотку з концентричних котушок таким чином, щоб струми сусідніх котушок як в спільному пазу кожного з двох магнітопроводів, так і в напроти розміщених пазах магнітопроводів направлені в одному напрямі, дію магнітним полем виконують подачею імпульсів постійної напруги заданої форми і величини на обмотку, при цьому шпаруватість імпульсів t 0 вираховують з виразу: t0  35   2p Vв.м. , де:  - полюсна поділка магнітопроводу; 2p - кількість полюсів на активній довжині магнітопроводу; 40 45 50 Vв.м. - швидкість переміщення вихідного матеріалу. В порівнянні з прототипом, запропонований спосіб електромагнітної обробки матеріалів відрізняється наявністю таких ознак: активні поверхні магнітопроводів магнітної системи виконують з явно вираженими зубцями; в пази магнітопроводів розміщують обмотку з котушок; котушки обмотки виконують концентричними; котушки обмотки виконують таким чином, що в спільному пазу струми в них направлені в одному напрямі; струми в спільному пазу діють в одному напрямі в кожному із двох магнітопроводів; струми в спільному пазу діють в одному напрямі в напроти розміщених пазах магнітопроводів; дію магнітним полем виконують подачею на обмотку імпульсів постійної напруги заданої форми і величини; шпаруватість імпульсів t 0 вираховують з виразу: t0  55   2p Vв.м. , де:  - полюсна поділка магнітопроводу; 1 UA 115912 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 2p - кількість полюсів на активній довжині магнітопроводу; Vв.м. - швидкість переміщення вихідного матеріалу. Всі вищезгадані ознаки є суттєвими, кожна окремо і в сукупності забезпечують вирішення поставленої задачі. Суть винаходу пояснюється кресленнями. На фіг. 1 - показано загальний вигляд установки, на якій реалізується запропонований спосіб електромагнітної обробки матеріалів; на фіг. 2 електрична схема обмотки; на фіг. 3 - діаграма подачі імпульсів. Основою даної установки є магнітна система 1, яку виконують з двох магнітопроводів 2 і 3. Зазор 4 між активними поверхнями 5 і 6 магнітопроводів 2 і 3 виставляють за допомогою кронштейнів 7 і 8. В зазорі 4 між паралельно розміщеними активними поверхнями 5 і 6 магнітопроводів 2 і 3 переміщують вихідний матеріал 9. Як оброблюваний матеріал використовують як сам переміщуваний матеріал, так і матеріал (на фіг. не показано), розміщений на переміщуваній стрічці, виконаній з нейтральної речовини. Як джерело магнітного поля, що діє на вихідний матеріал 9, використовують обмотку 10. Активні поверхні 5 і 6 магнітопроводів 2 і 3 виконують з явно вираженими зубцями 11 і 12. В пази 13 між зубцями 11 розміщують котушки обмотки 10, а у пази 15 між зубцями 12 розмішують котушки 16 обмотки 10. Пази 13 магнітопроводу 2 і пази 15 магнітопроводу 3 виконують однакової форми і розмірів, їх кількість однакова. Вони можуть бути виготовлені як відкритої форми, так і напіввідкритої форми (показано на фіг. 1). Відстані між пазами 13 магнітопроводу 2 і пазами 15 магнітопроводу 3 однакові між собою і рівні т (полюсній поділці магнітопроводу). Пази 13 магнітопроводу 2 розміщені навпроти пазів 15 магнітопроводу 3, тобто осі їх співпадають (на фіг. 1 показано спільна їх вісь 17, яка співпадає з центральною віссю установки). Котушки 14 і 16 обмотки 10 виконують концентричними, намотують їх обмотувальним проводом одного перетину і однаковою кількістю витків, після чого просякують ізоляційним лаком або компаундом. Котушки 14 і 16 обмотки 10 можуть намотувати як на спеціальну оснастку, так і безпосередньо на зубці 11,12 магнітопроводів 2 і 3. Котушки 14 і 16 розміщують у пази 13 і 15 таким чином, щоб струми сусідніх котушок як в спільному пазу кожного із двох магнітопроводів 2 і 3, так і в напроти розміщених пазах магнітопроводів 2 і 3 були направлені водному напрямі, тобто або і або , як показано на фіг. 1. Електрична схема обмотки 10 установки при однонапрямній обмотці котушок 14 і 16 зображена на фіг. 2. При подачі постійної напруги на обмотку 10 при вказаному розміщенні котушок 14 і 16 в пазах 13 і 15 виникає магнітний потік Ф0, що замикається по ланцюгу: зубець 12 - повітряний зазор 4 - зубець 11 - ярмо 18 - зубець 11 - зазор 4 - зубець 12 - ярмо 19. На фіг. 1 показано ланцюг замикання лише для двох пар крайніх зубців. Пересікаючи повітряний зазор 4, в якому знаходиться вихідний матеріал 9, відбувається його обробка магнітним полем. Полярність явно виражених зубців при вищевказаних напрямах струму в котушках 14,16 зображено на фіг. 1 літерами N і S. Переміщення вихідного матеріалу 9 виконують традиційним способом, це може бути намотка оброблюваної стрічки на барабан, або використовують завантажувальний транспортер, стрічка якого виконана з нейтрального матеріалу (при обробці насипної речовини). При цьому фіксують швидкість переміщення вихідного матеріалу, тобто Vв.м. . При переміщенні вихідного матеріалу 9 зі швидкістю Vв.м. дію магнітного поля на нього виконують подачею імпульсів постійної напруги заданої форми і величини (Umax і ti) на обмотку 10. Дані параметри розраховують на етапі складання Програми випробовування після виконання попередніх випробовувань чи на етапі розробки технологічного процесу виготовлення матеріалу. Шпаруватість імпульсів t 0 вираховують із параметрів установки, тобто:   2p t0  Vв.м. , де:  - полюсна поділка магнітопроводу; 2p - кількість полюсів на активній довжині магнітопроводу; Vв.м. - швидкість переміщення вихідного матеріалу. 2 UA 115912 C2 5 10 При такій шпаруватості імпульси напруги подають на обмотку 10 при повному перекритті активної поверхні вихідним матеріалом. Таким чином, запропонований спосіб електромагнітної обробки матеріалів дозволяє значно підвищити ефективність обробки, так як обробку виконують полем необхідної інтенсивності, яку можливо регулювати. При імпульсній подачі напруги на обмотку (джерело магнітного поля) можливо добитись значних величин індукції в зазорі при менших теплових нагрузках. Дане технічне рішення знаходиться на стадії технічної пропозиції. Джерела інформації: 1. Патент України на корисну модель №57170, МПК A01G 7/07, Бюл. №3, 2011 р. 2. Савченко В.В. Електротехніологічний комплекс для передпосівкової обробки картоплі у магнітному полі. Автореф. дис. … канд. техн. наук. Київ. 2012. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 15 20 Спосіб електромагнітної обробки матеріалів, який полягає в виготовленні магнітної системи, переміщенні вихідного матеріалу в зазорі між двох паралельно розміщених активних поверхонь магнітопроводів магнітної системи з джерелом магнітного поля, дії магнітним полем на вихідний матеріал, який відрізняється тим, що активні поверхні магнітопроводів магнітної системи виконують з явно вираженими зубцями, в пази між якими розміщують обмотку з концентричних котушок таким чином, щоб струми сусідніх котушок як в спільному пазу кожного з двох магнітопроводів, так і в напроти розміщених пазах магнітопроводів направлені в одному напрямі, дію магнітним полем виконують подачею імпульсів постійної напруги заданої форми і величини на обмотку, при цьому шпаруватість імпульсів вираховують з виразу: t0  25   2p , Vв.м. де:  - полюсна поділка магнітопроводу; 2p - кількість полюсів на активній довжині магнітопроводу; Vв.м. - швидкість переміщення вихідного матеріалу. 3 UA 115912 C2 Комп’ютерна верстка Л. Бурлак Міністерство економічного розвитку і торгівлі України, вул. М. Грушевського, 12/2, м. Київ, 01008, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4