По всем вопросам звоните:

+7 495 274-22-22

УДК: 621.9.048.4:537.523.4

О движении заряженных частиц между электродами при электроискровой обработке

Коломейченко А.В. д-р техн. наук, профессор ФГБОУ ВПО «Орловский государственный аграрный университет», г. Орёл
Павлов В. З. канд. техн. наук, доцент ФГБОУ ВПО «Орловский государственный аграрный университет», г. Орёл
Кузнецов И. С. соискатель ФГБОУ ВПО «Орловский государственный аграрный университет», г. Орёл Тел. (4862) 43–19–79, E-mail: Ivan-654@yandex. ru

В работе осуществлена попытка теоретического определения скоростей дрейфа заряженных частиц между электродами при электроискровой обработке в зависимости от электрического напряжения на электродах и параметров окружающей среды.

Литература:

1. Лазаренко Н. И. Электроискровое легирование металлических поверхностей. — М.: Машиностроение, 1976.

2. Электроискровое легирование металлических поверхностей / Г. В. Самсонов и др. — Киев: Наукова думка, 1976.

3. Электроискровое легирование металлических поверхностей / Ф. Х. Бурумкулов и др. — Саранск: ИМЭ МГУ, 2004.

4. Фейнмановские лекции по физике: Кинетика. Теплота. Звук. Пер. с англ. Т. 4 / Р. Фейнман и др. — М.: Эдиториал УРСС, 2004.

В процессе электроискровой обработки протекают сложные физико-химические процессы, которые в итоге приводят к переносу материала анода на катод и контролируются балансом тепла, выделившегося в результате электрических разрядов [1–3].

При сближении электродов на некоторое расстояние между ними происходит пробой воздушного промежутка с образованием электронов и ионов. Ионизация совершается за счет энергии электрического поля между электродами. Происходит диссоциация молекул азота и кислорода на атомы с последующей их ионизацией. Под действием сил электрического поля электроны движутся к аноду, ионы — к катоду. Между ними будут происходить столкновения, возможны рекомбинация и вновь ионизация. Примем, что в среднем рекомбинацию и повторную ионизацию в общем балансе энергии можно не учитывать.

Под действием сил поля заряженные частицы ускоряются и приобретают преобладающее направление движения вдоль поля. Происходит осредненное движение электронов и ионов с некоторыми средними скоростями дрейфа частиц, которые устанавливаются между столкновениями [4]. Знание этих скоростей дрейфа частиц необходимо для расчетов основных характеристик процесса электроискровой обработки: изменения силы тока между электродами, размеров искрового разряда, энергии передаваемой катоду и аноду, размеров пятна контакта электродов и количества перенесенного металла.

Большая часть столкновений для электронов, существенно изменяющих их импульс, это столкновения со встречными ионами. Примем, что при встречном (или близком к нему) столкновении с ионом электрон теряет составляющую импульса в направлении поля, и после столкновения эта составляющая начинает возрастание с нуля.

В этом случае:

— ускорение электрона:

где: F — сила, действующая на заряд в электрическом поле, Н;

me — масса электрона, кг;

Е — напряженность электрического поля, В/м.

— напряженность электрического поля:

где: U — напряжение между анодом и катодом, В;

Для Цитирования:
Коломейченко А.В., Павлов В. З., Кузнецов И. С., О движении заряженных частиц между электродами при электроискровой обработке. Сельскохозяйственная техника: обслуживание и ремонт. 2017;8.
Полная версия статьи доступна подписчикам журнала
Язык статьи:
Действия с выбранными: