Разработка индукционной системы для разборки составных изделий

• Автор: Купцов, Павел Владимирович
• Шифр специальности: 05.09.10
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Самара
• Количество страниц: 130 с. : ил.

1.0 Проблема применения индукционного нагрева в процессах разборки составных изделий
2.0 Разработка математических моделей процессов индукционного нагрева для разборки сложных конструкций
2.1 Конечно-элементная формулировка электромагнитной задачи
2.2 Конечно-элементная формулировка тепловой задачи
2.3 Конечно-элементная формулировка задачи упругой деформации
2.3.1 Электромагнитные силы в системе «индуктор -составное изделие»
2.3.2 Анализ существующих методов решения задач упругой деформации
2.3.3 Конечно-элементная модель для расчёта задач упругой деформации
2.4 Методы решения систем уравнения
3.0 Расчет параметров индукционных установок для разборки изделий
3.1 Разработка алгоритма поиска конструкции индукционной системы и управлении процессом нагрева
3.2 Расчет индукционной системы для извлечения поврежденных витков из паза статора двигателя
3.3 Расчет индукционной системы для горячей посадки и съема колец подшипников с вала ротора
3.4 Расчет индукционной системы для горячей посадки и съема

колес железнодорожных вагонов с оси
3.5 Расчет индукционной системы для разборки многослойной
паяной конструкции сопла
3.5.1 Расчет конструкции индуктора для создания
максимальных электродинамических усилий
4.0 Практическая реализация системы нагрева
4.1 Параметры установки индукционного нагрева для горячей посадки и съема колец подшипников с вала ротора
4.2 Работа установки по индукционному нагреву под пайку
4.3 Устройство индукционной установки для демонтажа многослойных паяных изделий
4.4 Экранирование системы индукционного нагрева для демонтажа
Заключение
Библиографический список
Приложение

Диссертация посвящена разработке и исследованию индукционной технологии демонтажа сложных неразборных конструкций.
Актуальность работы: Использование различных технологий при сборке сложных изделий и конструкций с применением сварки, пайки или наплавки позволяет обеспечить высокое качество соединения, но зачастую делает систему неремонтопригодной или неразборной. По истечении срока эксплуатации или выявлении брака изделия возникает задача разборки изделия с целью ремонта или утилизации компонентов, которые могут быть дорогостоящими [112]. Использование в этих целях механической или электродуговой резки малопригодно, так как не всегда удается осуществить разделение конструкции на нужные элементы. Опыт применения индукционных установок для нагрева геометрически сложных конструкций показывает, что они являются перспективными по ряду важнейших признаков. По сравнению с другими способами демонтажа индукционный нагрев обладает рядом преимуществ, которые заключаются в экономичности, локализации зон нагрева и высокой интенсивности процесса. Обеспечение разогрева до нужной температуры позволяет осуществлять рассоединение изделий без их расплавления, производить одновременное быстрое расплавление или нагрев в пределах узкой протяженной зоны. Кроме того, индукционные нагреватели обладают свойством формировать значительные электромагнитные силы и моменты, используемые, например, в электромагнитных перемешивателях в дуговых сталеплавильных печах или при плавке во взвешенном состоянии. Однако на пути реализации преимуществ индукционного нагрева возникает ряд специфических проблем. К их числу относятся проблема разработки и реализации конструкции нагревателя с оптимальными энерготехнологическими и силовыми характеристиками, и синтез систем управления,

2* 5е
Ь, Ъ1 ък
(2.2.15)
Рассмотрим теплообмен с внешней средой по двум граничащим со средой сторонами. Примем, что имеет место общий случай граничных условий вида (2.2.3), (2.2.4).
Получим:
2л г X
4*5“'
**А ь,ь. ъ,ък' с, с, с,с/ СС.
1 ) ЬА ЬА 4*5' С3 • J С1С1 1 К
АА, ькъ1 1 -сГ _с3 с3
2 л ИЬ,

ГЗЛ,+4 0 д, + &" "о 0
/ к 1 к 2лкЬ,к
0 0 0 + 0 ЗД.+Л Л-+4
12 ] к У
Я+як 0 34+^_ 0 Я]+Як зяк +я
2 л гс
Н'=
2лт$е

2 Я+11.+Я
1 )
Я + 2Я) + Я Я +11,+2 Я
2 1 1 1 2 1 1 1
2 лЬ^к-д)
2 Я,+Як
2Як+Я

2л1:к(Тк-д)

2Я]+Як
Л+2Л*.
где 4 = ^(г,-гку + (х1-х1У ,
ЬА=^-Г*У +(ъ~х*У >
(2.2.16)
(2.2.17)
(2.2.18)
(2.2.19)
Следует отметить, что в выражениях (2.2.16)-(2.2.18) интегралы вычислены приближенно. Это вполне допустимо, если размеры элемента намного меньше среднего радиуса.