Для обеспечения стабильности съёма металла с заготовки необходимо иметь скорость потока электролита, достаточную для выноса из межэлектродиого промежутка отходов обработки. Скорость электролита определяем по формуле
м/с, (5.19)
где k = 4,64 - безразмерный коэффициент;
v - кинематическая вязкость электролита в пределах диффузионного слоя ( мм/с);
- длина участка заготовки, на котором происходит анодное растворение в направлении течения электролита;
- коэффициент выхода по току;
- электрохимический эквивалент;
- удельная электропроводимость электролита;
- плотность электролита вместе с продуктами обработки (она превышает плотность электролитов и принимается кг/м3);
D - коэффициент диффузии, изменяющийся в зависимости от концентрации электролита и его температуры, м2/с (характеризует диффузионный слой, приэлектродный, в котором концентрация переменна);
- массовая концентрация продуктов обработки на аноде ( = 0,92...0,97);
- массовая концентрация продуктов обработки в электролите на входе в межэлектродный зазор, зависящий от степени очистки элемента ( = 0,02...0,005);
|
|
s - межэлектродный зазор.
Если длина участка обработки по направлению потока электролита достаточно велика (), то после определения скорости элемента по формуле 5.9 делают проверочный расчёт, учитывающий нагрев электролита, по следующей формуле
[м/с], (5.20)
где J - плотность тока, А/м2, ;
- средняя плотность электролита;
С - удельная теплоёмкость электролита;
- разность температур на выходе из зазора () и на входе в него().
Окончательно рабочую скорость электролита определяют из условия
. (5.21)
Для прокачки электролита и выноса продуктов обработки из межэлектродного промежутка применяют специальные насосы (например, центробежные). Для подбора промышленного насоса необходимо рассчитывать его напор и подачу.
Подачу насоса определим из выражения
[м3/с], (5.22)
где - коэффициент, учитывающий степень изнашиваемости насоса ( = 1,5...2,0);
- площадь поперечного сечения межэлектродного промежутка.
Для нахождения напора насоса (Н) необходимо знать перепады давления ( и ) на входе в межэлектродный промежуток и на выходе из него, для перемещения электролита и газообразных продуктов обработки. Кроме того, следует учесть местные потери (), путевые потери (), противодавления на выходе () и дополнительный напор () для перемещения электролита от насоса к заготовке и вдоль неё.
, (5.23)
где - плотность жидкости;
g - ускорение свободного падения.
Перепад давления находим через среднюю скорость электролита
Па, (5.24)
где - динамическая вязкость, кг/(с×м)
s - величина зазора.
|
|
Перепад давления, необходимый для выноса газообразных продуктов обработки (водорода), находим по формуле
Па, (5.25)
где - противодавление на выходе электролита из зазора, создаваемая для устранения разрыва струи ( кПа);
- коэффициент, увеличивающий в соотношении между объёмом твёрдых и газообразных продуктов обработки ( = 0,11...0,12);
J - плотность тока , А/м2;
S - площадь обрабатываемой поверхности.
Путевые потери зависят от конструкции трубопроводов, их длины, скорости и вязкости электролита и рассчитываются для конкретных условий.
Местные потери напора рассчитывают по значениям коэффициентов местных сопротивлений трубопровода и скорости жидкости
. (5.26)
Дополнительный напор зависит от высоты расположения насоса относительно обрабатываемой заготовки () и положения заготовки при обработке ():
. (5.27
В таблице 5.2 приведены значения скоростей и напоров электролита, рекомендуемые для различных схем ЭХО.
Таблица 5.2-Значения скоростей и напоров электролита
№ | Схема обработки | Скорость электролита , м/с | Противодавление , Па | Напор насоса Н, м |
Обработка неподвижным электродом-инструментом | 12…20 | (0,2…0,5)×105 | 30…80 | |
Прошивание: мелких полостей крупных полостей | 6…10 10…16 | (1…1,5)×105 (0,5…0,8)×105 | 100…150 30…80 | |
Точение | 10…15 | (0,1…0,5)×105 | 30…50 | |
Протягивание | 9…18 | (0,2…1,5)×105 | 40…80 | |
Разрезание: диском электродом-проволокой | 10…12 6…18 | — — | — — | |
Шлифование | 12…15 | (0,2…0,5)×105 | 30…80 |
Из каталога серийно выпускаемых насосов подбирают насос с характеристиками, близкими к расчётным.