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《基于脈沖變壓器變換的自動(dòng)化電磁鉚接設(shè)備》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、EQUlPMENTDEVELoPMENT設(shè)備研制基于脈沖變壓器變換的自動(dòng)化電磁鉚接設(shè)備奎AutomaticElectromagneticRivetingEquipmentBasedonPulsedTransformer中航工業(yè)北京航空制造工程研究所高明輝劉華東許國康卜泳肖慶東黃春【摘要】分析了電磁鉚接設(shè)備的主電路的主要方式的特點(diǎn)，對采用脈沖變換方案研制的電磁鉚接設(shè)備原理、實(shí)現(xiàn)方法進(jìn)行了分析，將研制的設(shè)備集成到自動(dòng)化鉚接末端執(zhí)行器中。并進(jìn)行了鉚接工藝試驗(yàn)。關(guān)鍵字：脈沖變換自動(dòng)化鉚接工藝試驗(yàn)【ABSTRACT】Comparedthreemaincircuitof
2、riv-etingequipment，automaticelectromagneticrivetingequip-mentwithpulsedtransfol'lTlerinmaincircuitisdesignedandmanufactured．Andtestisdonetousethisequipmenttorivetcomponentofaluminiumandcomposite．Keywords：PulsetransformAutomaticrivetingProcesstest電磁鉚接技術(shù)是20世紀(jì)70年代初開始發(fā)展起來的一種新的鉚接技術(shù)，它利用電
3、能一磁場能一機(jī)械能的轉(zhuǎn)換，應(yīng)用沖擊大電流技術(shù)獲得瞬時(shí)沖擊載荷作用于鉚釘，鉚釘在應(yīng)力波作用下遵照金屬材料的動(dòng)力學(xué)特性成形。電磁鉚接可以有效地施鉚鈦、不銹鋼之類的強(qiáng)度高、屈強(qiáng)比高、對應(yīng)變率敏感的難成形材料鉚釘，并形成良好的連接。對于大直徑鉚釘或厚夾層結(jié)構(gòu)，應(yīng)用電磁鉚接也可以實(shí)現(xiàn)良好的干涉配合鉚接。電磁鉚接結(jié)合自動(dòng)化還可以用于現(xiàn)代飛機(jī)金屬和復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的鐓鉚型環(huán)槽釘?shù)淖詣?dòng)化安裝。另外，電磁鉚接效率高、噪音低、能量利用率高，這是普通鉚接難以比擬的。1電磁鉚接電源根據(jù)電磁鉚接的原理，形成鉚接力的能量公式如下：1We=÷c砜2。(1)二根據(jù)公式，要獲得大的鉚接能量，有2
4、種方法，其一是用高的充電電壓；其二是用大容量電容器。具體實(shí)現(xiàn)方案有以下3種：第1種方案：利用電網(wǎng)整流后，給低電壓的大容量容器對鉚槍直接放電，鉚槍安全絕緣防護(hù)要求高，因而鉚槍體積大，重量重。第2種方案：電網(wǎng)動(dòng)力電經(jīng)升壓、整流后，給貯能器(高壓脈沖電容器組)充電，放電產(chǎn)生的數(shù)千伏高壓脈沖電流用于鉚接。優(yōu)點(diǎn)：高壓脈沖電容器體積小，壽命長。缺點(diǎn)：鉚槍上電壓高，防護(hù)要求高、鉚槍體積大。第3種方案：綜合前面兩個(gè)方案的優(yōu)點(diǎn)，先將電網(wǎng)電壓經(jīng)升壓、整流后，給貯能器(高壓脈沖電容器組)充電，放電產(chǎn)生的數(shù)千伏高壓脈沖電流，再經(jīng)過脈沖變壓器降壓，可使輸出到鉚槍上的電壓不超過380V
5、。優(yōu)點(diǎn)：可采用長壽命的高壓脈沖電容器高壓充電，電容器的容量可以小，又保證在鉚槍上較低的電壓，減少設(shè)備和鉚槍體積，即保證安全性，又減少發(fā)熱損失，提高能量利用率，有利于電磁鉚接的自動(dòng)化。缺點(diǎn)：多了脈沖變壓器，不僅要占用一定的體積，而且需設(shè)計(jì)、制造專用的脈沖變壓器的。通過對比分析，綜合考慮方案的先進(jìn)性、安全性及可以手持操作的可能性，項(xiàng)目選用小型大容量脈沖電容器加脈沖變壓器的方案(方案3)。根據(jù)輸出電壓為380V的技術(shù)要求，主電源電路的電壓變換思路為：電網(wǎng)電壓經(jīng)過一次升壓(T1)；給儲能電容(C1)充電，達(dá)到要求的充電電壓后進(jìn)行放電控制(SCRI)；再經(jīng)脈沖變壓器(
6、T2)將電壓降到380V后輸出到感應(yīng)器。電磁鉚接電源主電路原理如圖1所示?；矢G節(jié)窯苧：粵簍對竺擎感應(yīng)器放電，用三相供電時(shí)，感F．g．，Main圖clircu鉚itp接rin設(shè)c備ipl主eo電fr路ev原iti理ngequipmen。應(yīng)器上電壓為約500V?。。一優(yōu)點(diǎn)：利用大容量電容器，可在低壓時(shí)貯存能量。缺點(diǎn)：低壓大容量電容器是電解電容，壽命低，電·國家科技重大專項(xiàng)(2010ZX04007—052)資助。2電磁鉚接設(shè)備關(guān)鍵問題2．1邏輯、安全功能控制電路部分主要控制功能由PLC完成，開機(jī)、啟2011年第22期·航空制造技術(shù)105設(shè)備研制Eo咿MENTDEv
7、EL。PMENT動(dòng)、充電、放電、停止等輸入條件均通過開關(guān)輸入到PLC的信號輸入端；參數(shù)設(shè)定由人機(jī)界面(HMI)以數(shù)值方式輸人PLC內(nèi)，HM]同時(shí)顯示報(bào)警信息。充電電壓值由電壓測量電路輸出到PLC的A／D模塊，通過A／D模塊輸入到PLC內(nèi)，達(dá)到充電電壓設(shè)定值后，由PLC給出放電觸發(fā)信號、若充電電壓超高則給出保護(hù)動(dòng)作信號。其他輸入輸出邏輯控制信號也由PLC進(jìn)行內(nèi)部程序控制后由PLC輸出。主要輸入輸出信號如表1所示。根據(jù)上表的信號、鉚接工藝過程的流程要求，設(shè)計(jì)了鉚接電源控制流程(圖2)，按流程設(shè)計(jì)了控制程序。2．2鉚接過程控制鉚接控制技術(shù)：電磁鉚槍的控制按鈕都在手
8、柄上，且按鈕上的電壓均為低電壓。按一下鉚槍上的充電按
