大電流三電極氣體火花開關(guān)的工作特性

以“chp01”加速器為實驗平臺,對自行研制的重復(fù)頻率三電極氣體開關(guān)的自擊穿特性開展了實驗研究。研究了開關(guān)自擊穿特性與氣壓、氣流流速、電極形狀等因素的關(guān)系,并對實驗結(jié)果進(jìn)行了分析。結(jié)果表明:隨著氣壓的升高,開關(guān)自擊穿電壓分散性變大;適當(dāng)流速的氣流有助于減小開關(guān)的自擊穿分散性,但氣流流速過大將加大自擊穿分散性;當(dāng)通過改變電極形狀增大極間場增強(qiáng)因子時,開關(guān)電極間場增強(qiáng)因子變大,開關(guān)分散性減小,但平均自擊穿電壓有所降低。

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,在宇航、電子、儀器、輕工和紡織等行業(yè),尤其是模具行業(yè)中,帶有小孔的工件愈來愈多,且工件孔徑愈來愈小,直徑在1毫米以下的孔經(jīng)常出現(xiàn)。同時,工件材料品種繁多,有普通結(jié)構(gòu)鋼、合金鋼、工具鋼、耐熱不銹鋼、硬質(zhì)合金,甚至極難加工的金剛石材料等。因此,對小孔加工技術(shù)提出了更高的要求,傳統(tǒng)的鉆削小孔的加工方法已無法滿足需要。五十年代以來,相繼出現(xiàn)了用電火花、激光、超聲、電子束、電解等工藝進(jìn)行小孔加工的特

電極管—小孔電火花加工用工具電極

在電火花加工中,工具電極材料的選擇非常重要,它不僅影響到電火花加工的穩(wěn)定性,還影響到電火花的加工速度和工具電極的損耗。不同工具電極加工速度之所以不同,其原因在于能量在工具電極和工件間的分配比例不同,這點有關(guān)資料及教材都有定論。為什么會分配不同,卻少有文章詳細(xì)闡述,現(xiàn)就電火花加工中就常用的紫銅電極和石墨電極在加工銅時加工速度的差別及原因提出個人觀點。

電火花銑削加工中電極的設(shè)計和制備是關(guān)鍵技術(shù),對加工精度及表面粗糙度有著直接影響。本文從電極材料、結(jié)構(gòu)形式、尺寸確定、制作工藝等4個方面舉例分析探討了電火花銑削加工用電極的一般設(shè)計方法以及制備工藝。

設(shè)計了典型參數(shù)下的偽火花放電開關(guān),進(jìn)行了空氣介質(zhì)下的電壓特性實驗,詳細(xì)研究了氣體壓力,電極間隙距離,電極孔徑和電極材料對偽火花開關(guān)耐受電壓的影響;給出了偽火花開關(guān)放電電壓與氣壓變化的關(guān)系曲線;測量了產(chǎn)生偽火花放電的氣壓范圍和單間隙偽火花開關(guān)耐受電壓的最大值,測得了偽火花放電與輝光放電的轉(zhuǎn)折點氣壓,并對實驗結(jié)果進(jìn)行了理論分析。研究了偽火花開關(guān)電壓跌落時間與放電電壓的關(guān)系,首次將開關(guān)電壓跌落過程分為暫態(tài)階段和穩(wěn)態(tài)階段,討論了放電電路參數(shù),氣體壓力,開關(guān)結(jié)構(gòu)和放電電壓對電壓跌落時間的影響。實驗表明,在氣壓和開關(guān)結(jié)構(gòu)不變的條件下,暫態(tài)過程時間由放電電壓決定,電壓越高,則所需時間就越短;穩(wěn)態(tài)過程時間由放電電路參數(shù)決定,而與放電電壓無關(guān)。最后討論了真空潔凈程度和開關(guān)加工與裝配工藝對偽火花開關(guān)耐受電壓的影響。

用基于單孔模型基礎(chǔ)上的規(guī)則直通管模型計算氣體擴(kuò)散電極的電流分布。假設(shè)僅有活化極化和歐姆極化存在的情況下,此時電化學(xué)反應(yīng)發(fā)生在電解液、氣體和電極固體骨架的接觸線上。在該狀態(tài)下,考察了孔徑和孔隙度對電流分布的影響,以及在過電位初值大于和小于0.1v時的電流分布。通過提出一種假設(shè)的規(guī)則直通孔分布的模型實現(xiàn)了沿電極厚度方向各個位置電流分布的理論計算,可為制造高效電極提供理論依據(jù)。

提出了一種多棒極型真空觸發(fā)開關(guān)(tvs),利用3對棒形電極的特殊結(jié)構(gòu)來增大主觸頭間的燃弧面積,從而有效地提高tvs通流能力。結(jié)合真空電弧電壓實驗,闡述了多棒極型tvs在不同的大電流等級下的電弧發(fā)展變化過程。電弧電壓的變化表現(xiàn)了多棒極型tvs中多通道并聯(lián)燃弧及其在各通道之間的電弧轉(zhuǎn)移過程,從而使得真空電弧維持在擴(kuò)散態(tài)。由此開發(fā)的tvs樣品實現(xiàn)了225ka的峰值電流,單次轉(zhuǎn)移電荷量45c。

介紹一個結(jié)構(gòu)緊湊的三電極重復(fù)頻率氣體開關(guān)系統(tǒng)的設(shè)計以及初步的調(diào)試實驗結(jié)果。開關(guān)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上可分為3大部分：氣體開關(guān)室、高壓氣流循環(huán)系統(tǒng)、觸發(fā)發(fā)生器。氣體開關(guān)室為氣體火花開關(guān)的主體，通過可控的氣體火花放電來控制電子束源能量的轉(zhuǎn)換；高壓氣流循環(huán)系統(tǒng)產(chǎn)生高速氣流以加速開關(guān)的極間絕緣恢復(fù)，實現(xiàn)高重復(fù)頻率運行；觸發(fā)發(fā)生器作用是通過空間磁耦合，將初級電容上儲存的電能，轉(zhuǎn)換成高壓脈沖信號饋送到開關(guān)觸發(fā)間隙，控制開關(guān)導(dǎo)通。

使用紫銅電極和石墨電極對某裝備液壓系統(tǒng)上壓力油槽進(jìn)行電火花加工試驗,分析qt700-2電火花加工特性,通過材料去除率、電極損耗速度、側(cè)面間隙、表面質(zhì)量等對比試驗,選擇合適的電極材料和加工參數(shù),研究了精密組合電極加工壓力油槽的基本規(guī)律,結(jié)果表明,紫銅是加工qt700-2較為合適的電極材料。依據(jù)理論分析和試驗結(jié)果設(shè)計出裝配式成形電極,并依據(jù)選擇的電參數(shù)加工出符合要求的工件。

本文對電火花加工用石墨電極的結(jié)構(gòu)特征進(jìn)行了加工工藝分析,對其數(shù)控加工工藝做了研究,介紹了石墨電極的數(shù)控加工方法,解決了石墨電極數(shù)控加工中容易出現(xiàn)的崩角等問題,對石墨電極的加工規(guī)范做了探討。

以電火花多電極加工3cr13模具型腔為研究對象,以提高材料去除率和降低電極損耗為目標(biāo),對負(fù)極性標(biāo)準(zhǔn)切入加工時不同電極材料的電火花加工性能(加工效率、電極損耗)進(jìn)行研究,設(shè)計并進(jìn)行了不同工藝參數(shù)下紫銅電極和cu50w銅鎢合金電極加工試驗,獲得了不同條件下的材料去除率和電極相對損耗參數(shù),并對多電極電火花加工工藝及經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行了分析,結(jié)果表明:相同工藝參數(shù)下,加工性能因電極材料熱學(xué)性能不同而不同,cu50w銅鎢合金的材料去除率約為紫銅的85.7%,而電極相對損耗約為紫銅的42.9%,從而為電火花加工不銹鋼模具材料的電極選擇提供了理論依據(jù)。

根據(jù)電火花加工中電極加工時間對加工效率的影響規(guī)律,提出了尋找一定加工深度下最優(yōu)電極加工時間的算法。通過電火花加工實驗,利用算法分別尋找不同加工深度下的最優(yōu)電極加工時間,與手動調(diào)整電極加工時間的尋找結(jié)果對比,發(fā)現(xiàn)二者相近,證明算法能準(zhǔn)確快速地找到當(dāng)前加工深度下的最優(yōu)電極加工時間。

傳統(tǒng)機(jī)械銑削和電火花成形方法加工深窄槽,效率低、精度差,因此提出利用主軸高速旋轉(zhuǎn)圓盤電極加工深窄槽的電火花加工方法。對不同主軸轉(zhuǎn)速下的加工速度、電極損耗及表面粗糙度進(jìn)行了實驗研究,結(jié)果表明:提高主軸轉(zhuǎn)速,有利于提高深窄槽的加工速度,并能降低電極損耗,改善加工表面質(zhì)量。

為大型激光裝置能源模塊研制了一種采用石墨電極的兩電極氣體開關(guān),闡述了石墨應(yīng)用于高能兩電極氣體開關(guān)的技術(shù)關(guān)鍵,對氣體開關(guān)中氣體間隙的最優(yōu)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了電場強(qiáng)度分析。參考美國國家點火裝置(nif)能源模塊中st-300氣體開關(guān)的已知參數(shù),對研制成功的石墨型兩電極開關(guān)進(jìn)行了電氣特性試驗,證明了石墨型氣體開關(guān)能夠?qū)崿F(xiàn)峰值電流達(dá)300ka以上,單次轉(zhuǎn)移電荷量100c以上,壽命超過1000次,滿足1.2mj大型激光裝置能源模塊的工程技術(shù)要求。

電極損耗是微細(xì)電火花銑削加工中常見的問題之一,對引信保險機(jī)構(gòu)的組成零件進(jìn)行微細(xì)電火花銑削加工,分析加工電極的損耗情況以及對加工質(zhì)量的影響。試驗得出加工參數(shù)以及分層銑削厚度是兩個影響電極損耗的重要因素,并且因為電極的損耗會導(dǎo)致加工零件的平行度下降。

研究電極加工時間對電火花加工效率的影響規(guī)律可以為控制電極加工時間來提高電火花加工效率提供重要理論依據(jù).首先通過實驗檢測不同電極加工時間對應(yīng)的有效放電頻率,發(fā)現(xiàn)在帶抬刀的電火花加工中,加工效率隨電極加工時間的增加而先增加后降低.隨后通過觀察放電過程中加工間隙內(nèi)氣泡和加工屑的運動,發(fā)現(xiàn)底面間隙內(nèi)加工屑濃度隨電極加工時間的增長而增加.在此基礎(chǔ)上,證明了加工效率隨電極加工時間的變化規(guī)律具有確定性.

據(jù)稱,英國福特汽車公司采用的鎳鉻鐵合金套銅芯火花塞具有燒蝕小(可略去不計)、散熱快、壽命長等優(yōu)點,其使用壽命是德、日產(chǎn)品的2倍。中心電極的銅芯改善了導(dǎo)熱性,極大地減少了積碳。由于銅芯裝在含有鐵的鎳鉻鐵合金套內(nèi),因此比通常的鎳套更具有抗燒蝕性。這種火花塞是專為歐洲的行駛條件(頻繁的冷起動、長時間的怠速運轉(zhuǎn)及在高速公路上行駛等)而設(shè)

電加工是一種新型機(jī)械加工工藝,長期以來一直用煤油作為工作液。煤油是一種專用燃料,用作火花加工極不合適,氣味大,揮發(fā)性大,常規(guī)一換油期短不經(jīng)濟(jì)。

fn-sn-a7,02/10/2014 材質(zhì)：鋁合金漆 防護(hù)等級：ip65 材質(zhì)：pp(耐酸堿） 防護(hù)等級：ip65 材質(zhì)：鋁合金烤漆 防護(hù)等級：ip65 材質(zhì)：pp 接續(xù)螺母：不銹鋼（sus304） 接續(xù)規(guī)格：m18*1.5 材質(zhì)：鋁合金烤漆 防護(hù)等級：ip65 snba 3 底座8pfa 2-6極棒 128 1/2"pf 118 ba128 90 1/2"pf 118 c d 1/2"npt 113 90 接線盒:b型 90 e aps-3 接續(xù)規(guī)格：2"pf 液面控制器 /30vdc3a 尺寸 2-φ4.5×5 33±0.2 4 8 3 ?ˉ pf113a 2-m4 2-φ4×5 8-m3.5×7 8-m3.5×7 8-m3.5×7 2-φ4×5 φ4×2 pf085a φ4×2 33±0.2 51 m ax 33 40 6 1.只供垂

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本文先根據(jù)兩層無限大導(dǎo)電媒質(zhì)中恒定電流場的邊界條件及回路電極處電位所滿足的條件求出回路電極a、b處電流的解析解。再用comsol軟件進(jìn)行仿真,并將兩者進(jìn)行比較,驗證了所推公式的正確性。