淺談靜電植砂高壓發(fā)生器

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1、淺談靜電植砂高壓發(fā)生器——岑文遠(yuǎn)陳賚寶摘要:本文闡述目前涂附磨具行業(yè)常見(jiàn)的靜電植砂高壓發(fā)生器,分析指出低頻高壓發(fā)生器比直流高壓發(fā)生器有較多優(yōu)點(diǎn)。介紹了18看來(lái)作者研制的三代產(chǎn)品的性能和特點(diǎn)?! £P(guān)鍵詞:靜電植砂?涂附磨具上個(gè)世紀(jì)八十年代末,原第二砂輪廠和上海砂輪廠開(kāi)始由德國(guó)引進(jìn)涂附磨具生產(chǎn)設(shè)備,靜電植砂技術(shù)由此進(jìn)入中國(guó)。1992年上海理工大學(xué)研制出國(guó)產(chǎn)靜電植砂技術(shù),經(jīng)過(guò)近20年的發(fā)展,我國(guó)涂附磨具行業(yè)幾乎所有的企業(yè)都采用了靜電植砂工藝。靜電植砂是在高壓電場(chǎng)的作用下,砂??朔陨碇亓Γw向帶膠基布的一種砂布生產(chǎn)工藝。在靜電

2、植砂生產(chǎn)線中,使用著直流和低頻交流兩種高壓發(fā)生器。直流高壓發(fā)生器一般是原來(lái)生產(chǎn)靜電噴漆、靜電植絨的靜電高壓設(shè)備廠生產(chǎn)的。電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,價(jià)格比較便宜。它的電場(chǎng)力較小,適合用于P80—P320中等粗細(xì)的砂布生產(chǎn)。低頻交流與直流高壓相比有以下幾方面的優(yōu)點(diǎn):1、低頻高壓能夠使砂粒在電場(chǎng)中產(chǎn)生較大沖擊力。砂粒在交流高壓作用下,一正一反地被極化,可以比喻為拳頭縮回來(lái)再打出去,進(jìn)入涂膠層時(shí)沖擊力較大,因此進(jìn)入膠層較深,粘結(jié)比較牢固。且重心朝里尖頭朝外,排列比較整齊,砂布磨削鋒利,質(zhì)量較好。低頻交流還可以設(shè)計(jì)適合靜電植砂的特種脈沖波形來(lái)

3、增加沖擊力。植砂時(shí)聽(tīng)到“沙、沙、沙”的飛砂聲就是砂粒沖擊的聲音。眾所周知,高壓電場(chǎng)的電極板必須安裝在絕緣支架上,而絕緣支架和極板間距能夠承受的高電壓是有限的,過(guò)高的電壓會(huì)造成絕緣擊穿、極板間隙放電打火。目前,直流高壓發(fā)生器上限100KV,低頻交流高壓上限60KV。在同等絕緣條件下,交流高壓對(duì)地電壓較低,擊穿的可能性較小。2、交流可以去除砂粒的極化。中國(guó)機(jī)床工具工業(yè)協(xié)會(huì)涂附磨具分會(huì)主辦——中國(guó)涂附磨具網(wǎng)(http://www.cncaa.org)在植砂過(guò)程中,一部分砂粒被膠粘在基布上,另一部分砂粒未被粘住而掉下來(lái),還有一部

4、分進(jìn)入膠層較淺、粘得不牢的砂粒,在反向電場(chǎng)的作用下也能掉下來(lái),產(chǎn)品質(zhì)量較好。由于砂粒是電的不良導(dǎo)體,具有電介質(zhì)的性質(zhì),在電場(chǎng)中有極化作用。在受電場(chǎng)力再次作用時(shí),砂粒極化會(huì)表現(xiàn)出反電場(chǎng)方向的作用力,而減小吸引時(shí)的沖擊力。交流高壓的負(fù)半周有去極化作用,可以使得前一次未被粘住的砂粒下一次仍沖向膠層,使靜電植砂連續(xù)生產(chǎn)的質(zhì)量比較穩(wěn)定。3、可以按照生產(chǎn)實(shí)際需要調(diào)整頻率和極板尺寸。粗砂質(zhì)量大,慣性也大,必須用較低頻率才能在電場(chǎng)中從下極板飛到上極板。而較低頻率生產(chǎn)率較低,因此細(xì)砂植砂生產(chǎn)時(shí),頻率調(diào)高一些,兼顧砂粒有足夠時(shí)間從下極板飛到

5、上極板和較高的生產(chǎn)率。粗砂低頻工作如生產(chǎn)率偏低,可以適當(dāng)增加極板長(zhǎng)度來(lái)獲得較高生產(chǎn)率。4、交流比直流高壓電壓穩(wěn)定。直流高壓發(fā)生器內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單,高壓由倍壓整流電路產(chǎn)生,內(nèi)阻很大且無(wú)法調(diào)整控制,使得高壓電壓穩(wěn)定性差。而低頻交流高壓電壓由高壓變壓器直接產(chǎn)生,相對(duì)內(nèi)阻較小,且可以采取電路補(bǔ)償和反饋措施,進(jìn)一步提高高壓電壓的穩(wěn)定性,從而能夠?qū)o電植砂電場(chǎng)強(qiáng)度進(jìn)行比較精確的控制。好的低頻交流高壓發(fā)生器,它的高壓電壓穩(wěn)定性很好,不但可以用于一般密植砂場(chǎng)合,還可以用于要求較高的疏密植砂可控的場(chǎng)合。上海理工大學(xué)JD-3型靜電高壓發(fā)

6、生器屬于這類產(chǎn)品。5、交流高壓發(fā)生器有較好的保護(hù)功能。目前直流高壓發(fā)生器采用半導(dǎo)體高壓硅堆,屬于不可控電子器件。當(dāng)負(fù)載瞬時(shí)過(guò)載或電源超過(guò)極限時(shí),主要保護(hù)手段是燒保險(xiǎn)絲或空氣開(kāi)關(guān)跳閘,或者燒高壓硅堆造成設(shè)備損壞。從我國(guó)實(shí)際情況來(lái)看,多數(shù)使用直流高壓發(fā)生器的植砂機(jī)結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)陋,絕緣性能較差,高壓放電打火現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生,負(fù)載瞬時(shí)過(guò)載難以避免,因此故障率較高。燒保險(xiǎn)絲或空氣開(kāi)關(guān)跳閘,需要0.1秒或更長(zhǎng)時(shí)間。若遇到工人觸電需要瞬時(shí)保護(hù),0.1秒時(shí)間就太長(zhǎng)。目前低頻交流高壓發(fā)生器設(shè)計(jì)使用IGBT中國(guó)機(jī)床工具工業(yè)協(xié)會(huì)涂附磨具分會(huì)主辦——

7、中國(guó)涂附磨具網(wǎng)(http://www.cncaa.org)管,這是一種電壓控制型大功率晶體三極管,可以在10微秒時(shí)間內(nèi)從導(dǎo)通變成關(guān)斷,起到快速保護(hù)作用。此外上海理工大學(xué)產(chǎn)品設(shè)計(jì)了七種保護(hù)措施,使用安全。低頻交流高壓發(fā)生器也有它的局限性。1、電場(chǎng)力有限,還不能吸附很粗的砂粒,對(duì)于P36以粗的砂布生產(chǎn)還要借助重力植砂工藝。2、交流高壓由集成電路、三極管、電阻電容等弱電電子器件產(chǎn)生和控制。在高壓強(qiáng)電環(huán)境下工作,有時(shí)也會(huì)損壞。需要從電路設(shè)計(jì)、制造工藝和材料選擇多方面采取措施,使用者也要按規(guī)章操作。上海理工大學(xué)是一所具有百年歷史的

8、綜合性高等學(xué)校,在學(xué)習(xí)研究國(guó)外先進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上,1992年研制成功了JD-1型靜電植砂高壓發(fā)生器,獲得了上海市科技進(jìn)步獎(jiǎng)和國(guó)家專利,產(chǎn)品銷往全國(guó)各地并出口東南亞,滿足了磨料磨具行業(yè)技術(shù)改造的迫切需要。隨著磨具磨料行業(yè)對(duì)砂布砂紙質(zhì)量要求越來(lái)越高,而且要求單位面積重量控制在一定范圍,品種要求也不斷增多,對(duì)于某些場(chǎng)合JD-

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