Разрядные камеры
Разрядная камера является основным элементом ЭГ установки, т.к. в ней происходит преобразование подведенной энергии в полезную механическую работу. Разрядные камеры подразделяются на открытые и закрытые.
Закрытые камеры характеризуются сравнительно небольшим объемом жидкости, при этом наиболее полно используется энергия парогазовой полости (гидропотока) для полезной работы типа вытяжки или формовки. Общий КПД процесса при этом порядка 20…25 %. Открытые камеры, проще и дешевле, но применяются реже. Из всех прессов, созданных в ПКБ электрогидравлики, открытые камеры использовали в прессах «Удар-1М» и «Удар- 17».
Форма и размеры разрядной камеры определяются в основном размерами и формой деформируемой заготовки, а также механическими свойствами материала, из которого она изготовлена. Камеры для небольших деталей изготавливают из стали45 с термообработкой до НRС32…36 с толщиной стенки от 30 до 60мм в зависимости от мощности ЭГ пресса. Крупногабаритные литые камеры изготавливают из стали35Л с толщиной стенки до 150мм.
С учетом возможностей использования всех механизмов нагружения наиболее приемлемы в универсальных установках конические камеры. При использовании конических рабочих камер происходит концентрация энергии ударной волны и гидропотока в направлении заготовки. Применение взрывающихся проволочек позволяет резко сократить внутреннюю полость конической камеры.
Оптимальное значение относительной высоты камеры ℓ/ď (где ď- диаметр выходного сечения камеры, ℓ - высота камеры) может быть определено, например, из условия концентрации силового поля по периферии выходного сечения. Тогда при увеличенной высоте камеры и выдвинутом внутрь разряднике периферийная часть заготовки нагружается раньше срединной, и давление концентрируется вблизи заделки. Такое распределение целесообразно при вырубке деталей. Если требуется выровнять силовое поле по поверхности заготовки и синхронизировать нагружение ее внешним давлением, то необходимо, чтобы боковая волна, несущая до 30 % давления падающей волны, достигала края пластины одновременно с моментом касания волны центральной точки заготовки. Для выполнения этого условия необходимо, чтобы отношение ℓ/ď
равнялось 0,3.
Геометрия рабочих объемов многоконтурных ЭГ прессов достаточно сложная. В прессе модели ПЭГ-ХАИ-500 разрядный блок состоит из плиты с 28-ю разрядными полостями и плиты с 28-ю направляющими отверстиями. Для таких прессов уточнены параметры импульсного нагружения при электрогидравлической штамповке. Установлено, что в многоконтурных ЭГ прессах при одновременном локальном выделении энергии существенно повышается развиваемое давление.
Для выполнения какой-либо одной штамповочной операции или штамповки из одного типа заготовок создаются специализированные ЭГ установки. Разрядные камеры таких установок имеют уникальные конструкции. Это камеры таких прессов, как «Удар-16», Т1032, Т1229, «Удар-22». Так как детали, изготавливаемые на этом оборудовании, относятся к крупногабаритным, камеры имеют большие размеры и выполнены из отливок. Камера пресса «Удар-22» для калибровки крупногабаритных обечаек имеет форму цилиндра с четырьмя рабочими полостями по периметру, в каждой из которых расположена пара электродов. Чтобы отказаться открупногабаритной отливки, было предложено выполнить камеру, составленную по высоте из нескольких плоских колец.
Для ЭГО длинномерных изделий с целью обеспечения автоматизации процесса предложен вариант разрядной камеры из двух частей, одна из которых заполнена жидкостью и установлена с возможностью вращения вокруг другой части.
Применяемые типовые схемы разрядных камер можно классифицировать по конструктивному признаку (схема 1).
Типовые схемы разрядных камер, используемые в ЭГ прессовых установках, приведены на рис. 10
В таблице приведены характеристик разрядных камер некоторых ЭГ прессов.
При изготовлении деталей из пространственных заготовок разрядная камера может быть одновременно и матрицей, поэтому к ней предъявляются такие же требования, как и к матрицам, о которых будет сказано ниже. В самой верхней части разрядной камеры предусматривается отверстие диаметром 45 мм для выхода из камеры при заполнении ее водой. Вода поступает в камеру через отверстие, которое должно быть расположено в caмой нижней ее части. Для обеспечения герметичности на поверхности заготовки в месте ее соприкосновения с разрядной камерой в последней предусматриваются уплотнительные канавки. Уплотнение должно быть выполнено надежным, не дающим течи на протяжении всего времени работы.
Электрогидравлические прессы, выпускаемые серийно, поставляются с универсальными разрядными камерами.