Анализ электромагнитных процессов в индукторной системе – инструменте рихтовки автомобильных кузовов

С привлечением расчетных зависимостей для плотности индуцированных токов и распределенной силы притяжения проведен анализ процессов в экспериментальных моделях индукторной системы с притягивающим экраном и внешним дополнительным витком. Дана численная оценка влияния дополнительных витков на простр...

Повний опис

Збережено в:

Бібліографічні деталі
Дата:	2015
Автори:	Батыгин, Ю.В., Чаплыгин, Е.А., Шиндерук, С.А.
Формат:	Стаття
Мова:	Russian
Опубліковано:	Інститут технічних проблем магнетизму НАН України 2015
Назва видання:	Електротехніка і електромеханіка
Теми:	Техніка сильних електричних та магнітних полів. Кабельна техніка
Онлайн доступ:	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/148814
Теги:	Додати тег Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
Назва журналу:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Цитувати:	Анализ электромагнитных процессов в индукторной системе – инструменте рихтовки автомобильных кузовов / Ю.В. Батыгин, Е.А. Чаплыгин, С.А. Шиндерук // Електротехніка і електромеханіка. — 2015. — № 2. — С. 53–56. — Бібліогр.: 10 назв. — рос.

Репозитарії

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	irk-123456789-148814
record_format	dspace
spelling	irk-123456789-1488142019-02-19T01:23:45Z Анализ электромагнитных процессов в индукторной системе – инструменте рихтовки автомобильных кузовов Батыгин, Ю.В. Чаплыгин, Е.А. Шиндерук, С.А. Техніка сильних електричних та магнітних полів. Кабельна техніка С привлечением расчетных зависимостей для плотности индуцированных токов и распределенной силы притяжения проведен анализ процессов в экспериментальных моделях индукторной системы с притягивающим экраном и внешним дополнительным витком. Дана численная оценка влияния дополнительных витков на пространственновременные распределения основных характеристик электромагнитных процессов. Із залученням розрахункових залежностей для щільності індукованих струмів і розподіленої сили тяжіння проведено аналіз процесів в експериментальних моделях індукторної системи з притягуючим екраном і зовнішнім додатковим витком. Дана чисельна оцінка впливу додаткових витків на просторово-часові розподіли основних характеристик електромагнітних процесів. Introduction. One of the promising directions of electromagnetic forming (EMF) is a contactless magnetic-pulse straightening of the automobile bodies. The efficiency and the quality of the straightening depend on design and operating principle of the straightening tool. In the modern technique of EMF a large number of the tools - inductor systems (IS) is used in different configurations with uneven distribution forces on the treatment object that in turn does not meet the needs of the effective process of straightening. There appears the urgent necessity to create IS with high uniformity of the induced field and a high concentration of attracting forces in the working area of the tool. The most effective IS are the Inductor Systems with an Attracting Screen (ISAS). One of the most important considerations when choosing a particular design ISAS is the study of the electrodynamics processes with definition of excited loads. The nature and the course of the electrodynamics processes in accordance with design features determine the effectiveness and the efficiency of the ISAS. Therefore, in ISAS an additional coil for the concentration of the attracting forces in the working area should be entered. Purpose. The numerical analysis of the induced fields and the currents in the experimental models of ISAS with an additional coil was made. Methodology. In the idealization of the «extremely low» frequencies of existing fields, there were received rated dependences for density of the induced currents and distributed attracting force in ISAS and the external additional coil, through the use of the calculated model in the cylindrical coordinate system. Results. Insertion of the additional coil placed over the accessory screen allows to concentrate and increase the amplitude of the attracting forces in the central part of the working area of the inductor system. Practical value. 1. Numerical analysis of fields and currents in experimental models of Induction Systems with Attracting Screen (ISAS) and additional coil, designed to align the metal coatings of vehicles was made. 2. It is shown that if in ISAS they insert additional coil placed over the accessory screen significantly increases the amplitude of excited forces of attraction. 3. It is shown that the parallel connection of the primary and additional coils in ISAS allows to concentrate the forces of attraction in the centre of the working area of the tool for straightening automobile bodies. 2015 Article Анализ электромагнитных процессов в индукторной системе – инструменте рихтовки автомобильных кузовов / Ю.В. Батыгин, Е.А. Чаплыгин, С.А. Шиндерук // Електротехніка і електромеханіка. — 2015. — № 2. — С. 53–56. — Бібліогр.: 10 назв. — рос. 2074-272X DOI: https://doi.org/10.20998/2074-272X.2015.2.10 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/148814 621.318.4 ru Електротехніка і електромеханіка Інститут технічних проблем магнетизму НАН України
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection	DSpace DC
language	Russian
topic	Техніка сильних електричних та магнітних полів. Кабельна техніка Техніка сильних електричних та магнітних полів. Кабельна техніка
spellingShingle	Техніка сильних електричних та магнітних полів. Кабельна техніка Техніка сильних електричних та магнітних полів. Кабельна техніка Батыгин, Ю.В. Чаплыгин, Е.А. Шиндерук, С.А. Анализ электромагнитных процессов в индукторной системе – инструменте рихтовки автомобильных кузовов Електротехніка і електромеханіка
description	С привлечением расчетных зависимостей для плотности индуцированных токов и распределенной силы притяжения проведен анализ процессов в экспериментальных моделях индукторной системы с притягивающим экраном и внешним дополнительным витком. Дана численная оценка влияния дополнительных витков на пространственновременные распределения основных характеристик электромагнитных процессов.
format	Article
author	Батыгин, Ю.В. Чаплыгин, Е.А. Шиндерук, С.А.
author_facet	Батыгин, Ю.В. Чаплыгин, Е.А. Шиндерук, С.А.
author_sort	Батыгин, Ю.В.
title	Анализ электромагнитных процессов в индукторной системе – инструменте рихтовки автомобильных кузовов
title_short	Анализ электромагнитных процессов в индукторной системе – инструменте рихтовки автомобильных кузовов
title_full	Анализ электромагнитных процессов в индукторной системе – инструменте рихтовки автомобильных кузовов
title_fullStr	Анализ электромагнитных процессов в индукторной системе – инструменте рихтовки автомобильных кузовов
title_full_unstemmed	Анализ электромагнитных процессов в индукторной системе – инструменте рихтовки автомобильных кузовов
title_sort	анализ электромагнитных процессов в индукторной системе – инструменте рихтовки автомобильных кузовов
publisher	Інститут технічних проблем магнетизму НАН України
publishDate	2015
topic_facet	Техніка сильних електричних та магнітних полів. Кабельна техніка
url	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/148814
citation_txt	Анализ электромагнитных процессов в индукторной системе – инструменте рихтовки автомобильных кузовов / Ю.В. Батыгин, Е.А. Чаплыгин, С.А. Шиндерук // Електротехніка і електромеханіка. — 2015. — № 2. — С. 53–56. — Бібліогр.: 10 назв. — рос.
series	Електротехніка і електромеханіка
work_keys_str_mv	AT batyginûv analizélektromagnitnyhprocessovvinduktornojsistemeinstrumenterihtovkiavtomobilʹnyhkuzovov AT čaplyginea analizélektromagnitnyhprocessovvinduktornojsistemeinstrumenterihtovkiavtomobilʹnyhkuzovov AT šinderuksa analizélektromagnitnyhprocessovvinduktornojsistemeinstrumenterihtovkiavtomobilʹnyhkuzovov
first_indexed	2025-07-12T20:20:12Z
last_indexed	2025-07-12T20:20:12Z
_version_	1837473854899879936
fulltext	ISSN 2074-272X. Електротехніка і Електромеханіка. 2015. №2 53 © Ю.В. Батыгин, Е.А. Чаплыгин, С.А. Шиндерук УДК 621.318.4 Ю.В. Батыгин, Е.А. Чаплыгин, С.А. Шиндерук АНАЛИЗ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПРОЦЕССОВ В ИНДУКТОРНОЙ СИСТЕМЕ – ИНСТРУМЕНТЕ РИХТОВКИ АВТОМОБИЛЬНЫХ КУЗОВОВ Із залученням розрахункових залежностей для щільності індукованих струмів і розподіленої сили тяжіння проведено аналіз процесів в експериментальних моделях індукторної системи з притягуючим екраном і зовнішнім додатковим витком. Дана чисельна оцінка впливу додаткових витків на просторово-часові розподіли основних характеристик електромагнітних процесів. Бібл. 10, табл. 1, рис. 5. Ключові слова: електромагнітний процес, індуктор, притягуючий екран, додатковий виток, сили тяжіння. С привлечением расчетных зависимостей для плотности индуцированных токов и распределенной силы притяжения проведен анализ процессов в экспериментальных моделях индукторной системы с притягивающим экраном и внешним дополнительным витком. Дана численная оценка влияния дополнительных витков на пространственно- временные распределения основных характеристик электромагнитных процессов. Библ. 10, табл. 1, рис. 5. Ключевые слова: электромагнитный процесс, индуктор, притягивающий экран, дополнительный виток, силы притяжения. Введение. Постановка проблемы. Одним из перспективных направлений магнитно-импульсной обработки металлов (МИОМ) является бесконтактная магнитно-импульсная рихтовка автомобильных кузо- вов [1, 2]. От конструкции и принципа действия инст- румента, которым производится рихтовка, зависит эффективность и качество производимых операций. В современной технике МИОМ используется достаточ- но большое количество инструментов – индукторных систем (ИС) различной конфигурации. Большинство из них обладают неравномерным силовым воздейст- вием на обрабатываемый объект, что в свою очередь не удовлетворяет потребностям эффективного про- цесса рихтовки [1, 3, 4]. Поэтому возникает необхо- димость создания ИС с высокой однородностью воз- буждаемого поля и высокой концентрацией сил при- тяжения в рабочей зоне инструмента. Анализ основных достижений и публикаций. Наиболее эффективными ИС являются индукторные системы с притягивающим экраном (ИСПЭ) [5]. Одним из важных моментов при выборе определенной конструкции ИСПЭ является исследование электродинамических процессов с определением возбуждаемых усилий. Характер и протекание электродинамических процессов в соответствии с конструктивными особенностями – определяют эффективность и работоспособность ИСПЭ, как универсального инструмента внешней бесконтактной магнитно-импульсной рихтовки автомобильных кузовов [6]. Ранее, в работе [7] были получены расчётные аналитические зависимости для ИСПЭ с внешним дополнительным витком, а именно, плотность токов, индуцированных в металле листовой заготовки и притягивающем экране, а также формулы для распределенной силы притяжения. Результаты, полученные авторами [7], позволят проанализировать характер процессов протекающих в рабочей зоне инструмента. Цель работы – провести численный анализ возбуждаемых полей и токов в экспериментальных моделях индукционной ИСПЭ и дополнительным витком. Численные оценки, основные результаты. В идеализации «предельно низких» частот действующих полей, исходя из полученных расчётных зависимостей для плотности индуцированных токов и распределенной силы притяжения в ИСПЭ и внешним дополнительным витком, в условиях расчётной модели в цилиндрической системе координат (рис. 1) и принятых допущений полученные выражения приведём к виду, удобному в вычислениях. Рис. 1. Расчётная модель в цилиндрической системе координат: 1 – дополнительный виток индуктора; 2 –основной виток индуктора; 3 – экран; 4 – заготовка; R1, R3 и R2, R4 – внутренние и внешние радиусы соответственно; d и h – расстояние от основного витка индуктора до экрана и заготовки и от дополнительного витка до экрана;  zr eee  ,, направляющие орты При решении примем следующие допущения.  Плоские витки индуктора имеют цилиндриче- скую форму, их толщина пренебрежимо мала, так что они не оказывают никакого влияния на протекающие электромагнитные процессы.  Экран и заготовка есть одинаковые листовые ме- таллы с довольно большими поперечными размерами, достаточно малой толщиной – d, электропроводно- стью – γ и абсолютной магнитной проницаемостью – µ = µr·µ0 (µr – относительная магнитная проницае- мость, µ0 – магнитная проницаемость вакуума), они расположены на одинаковом расстоянии от основного витка индуктора – h, расстояние от дополнительного витка до вспомогательного экрана также равно h.  Аксиальная симметрия имеет место (/ = 0, φ – азимутальный угол). 54 ISSN 2074-272X. Електротехніка і Електромеханіка. 2015. №2 В несобственных интегралах зависимостей для токов индуцированных в экране и заготовке введём новую переменную интегрирования x = λ·d, x [0; ∞). Кроме того, положим, что токи в витках индуктора имеют разные амплитуды, но изменяются во времени одинаково по закону экспоненциально затухающей синусоиды [2, 8]:  ),(sin)(sin)( 0 111   ejtejtj m t m где j1m – амплитуда,  = t – фаза, δ и δ0 – абсолют- ный и относительный декременты затухания;  ).(sin)(sin)( 0 122   ejtejtj m t m В терминах новой переменной формулы полу- ченные авторами в [7] с учётом принятых допущений по токам в витках индуктора принимают следующий вид: , )1( )()( ),( 0 12 2 1 1 )(                                 dx d r xJ x ee x J j x J j JrJ xd h x m m m m m э ff (1) где       d dg jJ mm )( 2 «условная» амплитуда сигнала, ),(sin)( 0  eg dyyJy x xfdyyJy x xf d R x d R x d R x d R x )( 1 )(,)( 1 )( 2 1 4 3 122121   , .)( )1( )()( ),( 1 0 2 2 1 3 1 1 )( dx d r xJ x e x J j x J j JrзJ x m md h m m m d h xx efef                                        (2) Вычисление распределенной силы притяжения проводим по формуле: )2( ),(),(),( )()( 0 h r rtзJrtэJrtFattr   , (3) где ),(),,( )()( rtзJrtэJ  – определены зависимостями (1) и (2), соответственно. Полученные результаты проиллюстрируем численными оценками для экспериментальных моделей индукционных индукторных систем.  Геометрия индукторных систем: Зазоры одинаковы для всех конструкций: h = = 0,0005 м. Вариант №1 – ИСПЭ без дополнительного внешнего витка (первая конструкция [2, 9]): R1 = 0,025 м, R2 = 0,03 м, индуктивность ~ 30 нГн. Вариант №2 – ИСПЭ с дополнительным «внешним» витком: а) R1 = 0,025 м, R2 = 0,03 м, R3 = 0,02 м, R4 = 0,025 м, индуктивность «внешнего» витка ~ 30 нГн, «внутреннего» ~ 22,7 нГн, индуктивность системы ~12,9 нГн, амплитуды токов в витках индуктора распределены соответственно их индуктивностям; б) R1 = 0,025 м, R2 = 0,03 м, R3 = 0,015 м, R4 = 0,02м, индуктивность «внешнего» витка ~ 30 нГн, «внутреннего» ~ 15,9 нГн, суммарная индуктивность при параллельном соединении ~ 10,4 нГн, амплитуды токов в витках распределены соответственно их индуктивностям. Вариант №3 – ИСПЭ, возбуждаемая «внешним» витком (внутренний виток отсутствует), R3 = 0,025 м, R4 = 0,03 м, индуктивность ~ 30 нГн. Индуктивности вычислены по формулам для плоских цилиндрических витков. При наличии двух витков рассматривается их параллельное соединение [10].  Вспомогательный экран и листовая заготовка – нержавеющая сталь с толщиной d = 0,001 м и удель- ной электропроводностью γ = 0,4·107 1/Ом·м.  На вход индуктора подаётся токовый импульс с ра- бочей частотой –  = 21500 Гц; относительным декре- ментом затухания – δ0 = 0,2; амплитудой – Im = 50 кА. При одинаковой ширине витков – ΔR = R2 – R1 = = R4 – R3 = 0,005 м принятая амплитуда тока может соответствовать максимальной величине линейной плотности ~ jmax = 107А/м. Временные характеристики токового импульса и параметры листовой заготовки соответствуют требуемому уровню её «прозрачности» для действующих полей, а именно,   .1015,0106,115002 62 0   cd Результаты вычислений для каждого из вариантов ИСПЭ приведены на рис. 2, 3. а б Рис. 2. Вариант №1. Радиальные распределения возбуждаемых токов и сил: а – плотности токов, индуцированных в экране и листовой заготовке – )(, )( rзэJ , б – распределённая сила притяжения заготовки а б Рис. 3. Вариант №2,а. Радиальные распределения возбуждаемых токов и сил: а – плотности токов, индуцированных в экране – )()( rэJ и заготовке – )()( rзJ , б – распределённая сила притяжения заготовки ISSN 2074-272X. Електротехніка і Електромеханіка. 2015. №2 55 При подаче тока на вход с амплитудой ~ 75 кА (вариант № 2,б) и распределении по виткам в отношении 3/2 (внутренний/внешний), суммарная величина силы составляет уже ~ 106,25 кГ при среднем значении распределённой силы ~ 2,6 кГ/см2 (рис. 4). а б Рис. 4. Вариант №2,б. Радиальные распределения возбуждаемых токов и сил: а – плотности токов, индуцированных в экране – )()( rэJ и заготовке – )()( rзJ , б – распределённая сила притяжения заготовки а б Рис. 5. Вариант №3. Радиальные распределения возбуждаемых токов и сил: а – плотности токов, индуцированных в экране – )()( rэJ и заготовке – )()( rзJ , б – распределённая сила притяжения заготовки «Незатемнённые» участки на графиках – участки, где отсутствуют силы, обусловленные наличием витка между экраном и заготовкой. Силы притяжения найдены интегрированием распределённых сил притяжения по площадям соответствующих участков {r ≤ 1,2·R2 = 0,036 м, [0;2]}. Графики на (рис. 2 – 5) можно дополнить расчётными данными, сведенными в табл. 1. Таблица 1 Результаты исследований № п/п Вариант конструкции в расчётах L системы, нГн Сила притяжения, кГ Среднее значение распределённой силы притяжения, кГ/см2 1 Вариант №1 30 91,87 (166) 2,25 (4,1) 2 Вариант №2,а 12,9 72,43 (114) 1,77 (2,88) 3 Вариант №2,б 10,4 47 (68,8) 1,34 (1,7) 4 Вариант №3 30 140,25 3,4 В скобках (табл. 1) даны величины, вычисленные в предположении, что наличие витка не влияет на радиальное распределение сил притяжения, площадь рассматриваемого участка 40,72 см2. Как видно из результатов исследования введение дополнительного витка, размещённого поверх вспомогательного экрана позволяет сконцентрировать силы притяжения в центральной части рабочей зоны индукторной системы. Для большей концентрации сил в центре рабочей зоны при сохранении или даже увеличении амплитуд возбуждаемых сил притяжения следует применять соответствующую схему питания индукторной системы, позволяющую регулировать амплитуды и распределение токов по виткам. Выводы. 1. Проведен численный анализ полей и токов в экс- периментальных моделях индукторных систем с при- тягивающим экраном (ИСПЭ) и дополнительным витком, предназначенных для выравнивания металли- ческих покрытий автотранспорта. 2. Показано, что введение в ИСПЭ дополнительно- го витка, размещенного поверх вспомогательного эк- рана, существенно повышает амплитуды возбуждае- мых сил притяжения. 3. Показано, что параллельное соединение основ- ного и дополнительного витков в ИСПЭ позволяет сконцентрировать силы притяжения в центре рабочей зоны инструмента рихтовки автомобильных кузовов. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Гнатов А.В., Батыгин Ю.В., Чаплыгин Е.А. Импульсные магнитные поля для прогрессивных технологий. Магнитно- импульсные технологии бесконтактной рихтовки кузовных элементов автомобиля: монография. – Saarbrücken: LAP LAMBERT Academic Publishing, 2012 – 242 с. 2. Туренко А.Н., Батыгин Ю.В., Гнатов А.В. Импульсные магнитные поля для прогрессивных технологий. Т.3. Теория и эксперимент притяжения тонкостенных металлов им- пульсными магнитными полями: монография. – Х.: ХНАДУ, 2009. – 240 с. 3. Батыгин Ю.В., Бондаренко А.Ю., Чаплыгин Е.А. Элек- тродинамические процессы в цилиндрической индукцион- ной индукторной системе для магнитно-импульсного при- тяжения листовых заготовок // Авіаційно-космічна техніка і технологія. – 2007. – № 11/47. – С. 109-117. 4. Пат. 70734 Україна, МПК B 21 Д 26/14 Спосіб магнітно- імпульсного притягання металевих об’єктів двовитковою круговою індукторною системою з тонким екраном / Бати- гін Ю.В., Гнатов А.В., Щіголева С.О., Чаплигін Є.О., Гопко А.В., Дробінін О.М.; заявник та патентовласник Харківсь- кий нац. автом.-дорожн. ун-т. – № u2011 14018; заявл. 28.11.2011; опубл. 25.06.2012, Бюл. № 12. 5. Пат. 77579 Україна, В21 Д 26/14. Спосіб магнітно- імпульсного притягання металевих заготівок одновитковим круговим індуктором, розташованим над допоміжним екра- ном / Батигін Ю.В., Гнатов А.В., Чаплигін Є.О., Трунова І.С., Гопко А.В., Сабокар О.С.; заявник та патентовласник Харківський нац. автом.-дорожн. ун-т. – № u2012 07542 заявл. 22.06.2012; опубл. 25.02.2013, Бюл. № 4. 6. Батыгин Ю.В., Гнатов А.В., Аргун Щ.В., Еремина Е.Ф. Электромагнитные процессы в симметричных индукцион- ных системах с идентичными ферромагнитными тонкостен- ными экраном и листовой заготовкой // Електротехніка і електромеханіка. – 2012. – № 4. – С. 50-53. 7. Батыгин Ю.В., Чаплыгин Е.А., Шиндерук С.А. Расчет полей и токов в индукторной системе с притягивающим экраном и дополнительным витком как инструмента рих- товки // Електротехніка і електромеханіка. – 2015. – № 1. – С. 57-62. 56 ISSN 2074-272X. Електротехніка і Електромеханіка. 2015. №2 8. Белый И.В., Фертик С.М., Хименко Л.Т. Справочник по магнитно-импульсной обработке металлов. – Х.: Вища шко- ла, 1977. – 189 с. 9. Пат. 74909 Україна, МПК B 21 D 26/14. Спосіб магніт- но-імпульсної обробки тонкостінних металевих заготовок / Батигін Ю.В., Лавінський В.І., Хавін В.Л.; заявник та патен- товласник НТУ «ХПІ». – № 2004 010542 ; заявл. 26.01.2004; опубл. 15.02.2006, Бюл. № 2. 10. Нейман Л.Р., Демирчян К.С. Теоретические основы элек- тротехники. В 2-х томах. Том 2. – Л.: Энергия, 1967. – 340 с. REFERENCES 1. Gnatov A.V., Batygin Yu.V., Chaplygin E.A. Impul'snye magnitnye polya dlya progressivnyh tehnologij. Magnitno- impul'snye tehnologii beskontaktnoj rihtovki kuzovnyh elementov avtomobilya: monografіya [Pulsed magnetic fields for advanced technologies. Magnetic pulse contactless technol- ogy straightening car body elements. Monograph]. Saarbryuk- ken, LAP LAMBERT Academic Publ., 2012. 242 p. (Rus). 2. Turenko A.N., Batygin Yu.V., Gnatov A.V. Impulsnyie magnitnyie polya dlya progressivnyih tehnologiy. Tom 3. Te- oriia i eksperiment pritiazheniia tonkostennykh metallov im- pul'snymi magnitnymi poliami [Pulsed magnetic fields for ad- vanced technologies. Vol. 3. Theory and experiment of thin- walled metals attraction by the pulse magnetic fields]. Kharkov, KhNAHU Publ., 2009, 240 p. (Rus). 3. Batygin Yu.V., Bondarenko A.Yu., Chaplygin E.A. Cylindri- cal induction inductor system for attraction of thin-walled sheet metal. Aviacionno-kosmicheskaya tehnika i tehnologiya – Aero- space Engineering and Technology, 2007, no.11(47), pp. 109-117. (Rus). 4. Batygin Yu.V., Gnatov A.V., Chaplygin Y.A., Gopko A.V., Shigoleva S.A., Drobinin A.M. Sposib magnitno-impul'snogo prytjagannja metalevyh ob’jektiv dvovytkovoju krugovoju induk- tornoju systemoju z tonkym ekranom [The method of magnetic- pulse attraction of metal objects by double-turn circular inductor system with a thin screen]. Patent UA, no.70734, 2012. (Ukr). 5. Batygіn Yu.V., Gnatov A.V., Chaplygіn E.O., Trunova І.S., Gopko A.V., Sabokar O.S. Sposіb magnіtno-іmpul'snogo prityagannya metalevih zagotіvok odnovitkovim krugovim іnduktorom, roztashovanim nad dopomіzhnim ekranom [Method of the magnetic-pulse attraction metal workpeaces single-turn circular inductor located on the auxiliary screen]. Patent UA, no.77579, 2013. (Ukr). 6. Batygin Yu.V., Gnatov A.V., Argun Sh.V., Yeryomina E.F. Electromagnetic processes in symmetric induction systems with identical ferromagnetic thin-walled screen and sheet blank. Elek- trotekhnika i elektromekhanika – Electrical engineering & elec- tromechanics, 2012, no.4, pp. 50-53. (Rus). 7. Batygin Yu.V., Chaplygin E.A., Shinderuk S.A. Calculation of fields and currents in the induction system with the attractive screen and the additional coil as a tool for the straightening. Elektrotekhnika i elektromekhanika – Electrical engineering & electromechanics, 2015, no.1, pp. 57-62. (Rus). 8. Belyj I.V., Fertik S.M., Himenko L.T. Spravochnik po mag- nitno-impulsnoj obrabotke metallov [Directory of magnetic- pulse treatment of metals]. Kharkiv, Vishcha shkola Publ., 1977, 189 p. (Rus). (Rus). 9. Batygin Yu.V., Lavіns'kij V.І., Havіn V.L. Sposіb magnіt- no-іmpul'snoyi obrobki tonkostіnnih metalevih zagotovok [Method of the magnetic-pulse processing thin metal work pieces]. Patent UA, no.74909, 2006. (Ukr). 10. Neyman L.R., Demirchyan K.S. Teoreticheskie osnovy elektro- tekhniki. V 2-kh t. T. 2 [Theoretical bases of electrical engineering. In 2 vols. Vol. 2]. Leningrad, Energiya Publ., 1967, p. 340. (Rus). Поступила (received) 10.12.2014 Батыгин Юрий Викторович1, д.т.н., проф., Чаплыгин Евгений Александрович1, к.т.н., доцент, Шиндерук Светлана Александровна1, аспирант, 1 Харьковский национальный автомобильно-дорожный университет, 61002, Харьков, ул. Петровского, 25, тел/phone +38 057 7073653, e-mail: batygin48@mail.ru; chaplygin_e_a@mail.ru; svetlana11177@rambler.ru Yu.V. Batygin1, E.A. Chaplygin1, S.A. Shinderuk1 1 Kharkov National Automobile and Highway University, 25, Petrovskogo Str., Kharkov, 61002, Ukraine. An analysis of the electromagnetic processes in the inductor system – tool of the straightening of car bodies. Introduction. One of the promising directions of electromagnetic forming (EMF) is a contactless magnetic-pulse straightening of the automobile bodies. The efficiency and the quality of the straightening depend on design and operating principle of the straightening tool. In the modern technique of EMF a large number of the tools - inductor systems (IS) is used in different configurations with uneven distribution forces on the treatment object that in turn does not meet the needs of the effective process of straightening. There appears the urgent necessity to create IS with high uniformity of the induced field and a high concentration of attracting forces in the working area of the tool. The most effective IS are the Inductor Systems with an Attracting Screen (ISAS). One of the most important considerations when choosing a particular design ISAS is the study of the electrodynamics processes with definition of excited loads. The nature and the course of the electrodynamics processes in accordance with design features determine the effectiveness and the efficiency of the ISAS. Therefore, in ISAS an additional coil for the concentration of the attracting forces in the working area should be entered. Purpose. The numerical analysis of the induced fields and the currents in the experimental models of ISAS with an additional coil was made. Methodology. In the idealization of the «extremely low» frequencies of existing fields, there were received rated dependences for density of the induced currents and distributed attracting force in ISAS and the external additional coil, through the use of the calculated model in the cylindrical coordinate system. Results. Insertion of the additional coil placed over the accessory screen allows to concentrate and increase the amplitude of the attracting forces in the central part of the working area of the inductor system. Practical value. 1. Numerical analysis of fields and currents in experimental models of Induction Systems with Attracting Screen (ISAS) and additional coil, designed to align the metal coatings of vehicles was made. 2. It is shown that if in ISAS they insert additional coil placed over the accessory screen significantly increases the amplitude of excited forces of attraction. 3. It is shown that the parallel connection of the primary and additional coils in ISAS allows to concentrate the forces of attraction in the centre of the working area of the tool for straightening automobile bodies. References 10, table 1, figures 5 Key words: electromagnetic process, inductor, attracting screen, additional coil, attracting forces.

Анализ электромагнитных процессов в индукторной системе – инструменте рихтовки автомобильных кузовов

Репозитарії

Схожі ресурси