Тема 7.4. Електроустаткування установок ультразвукової обробки.

1. Призначення і принцип дії установок ультразвукової обробки.

Даний вид обробки металів і твердих матеріалів заснований на використанні пружних коливань з понадзвуковою частотою – ультразвукових коливань.

Для промислових ультразвукових верстатів і установок звичайно характерні частоти 16 – 30 кГц.

Можна назвати два різновиди, ультразвукової обробки: розмірну обробку на верстатах з використанням інструментів і очистку в ваннах з рідким середовищем.

Основним робочим механізмом ультразвукового верстату служить акустичний вузол, призначення якого – приведення робочого торця інструменту в коливальний рух. Спрощена схема будови акустичного вузла і ультразвукової ванни представлена на рис. 7.12.

а) б)

Рис. 7.12. Схеми акустичного вузла -а) і ультразвукової ванни -б).

Акустичний вузол складається:

1 – сопло подачі робочої рідини; 2 – обмотка вібратора; 3 – магнітострикційний вібратор; 4, 6 – трубки подачі охолоджувальної води; 5 – ебонітовий кожух; 7 – концентратор;

8 – інструмент; 9 – деталь.

Будова ультразвукової ванни:

1 – основа; 2 - магнітострикційний вібратор; 3 – діафрагма; 4 – бачок; 5 – ультразвукові хвилі; 6 – миюча рідина; 7 – деталь.

Акустичний вузол (головка) отримує енергію від генератора електричних коливань. Головним елементом акустичного вузла являється п’єзоелектричний або магнітострикційний перетворювач енергії електричних коливань в енергію механічних пружних коливань — вібратор (рис. 7.12,а).

При обробці отвору інструмент 8 повинен мати форму заданого перерізу отвору. В простір між торцем інструменту і поверхнею деталі з сопла 1 подається рідина, в який звішені абразивні зерна. Від торця інструменту зерна абразиву придбають велику швидкість, вдаряються об поверхонь деталі і вибивають з неї найдрібнішу стружку. По мірі зняття шарів матеріалу відбувається автоматична подача інструменту. Абразивна рідина подається в зону обробки під тиском і вимиває відходи обробки.

За допомогою ультразвукової технології можна виконувати чистку поверхонь металевих деталей від корозії, плівок окислив, бруду та ін.

Робота ультразвукової ванни (рис. 7.12,б) основана на використанні ефекту локальних гідравлічних ударів, які виникають в рідині під дією ультразвуку.

Деталь 7 занурюється в бачок 4, заповнений миючою рідиною 6, в середені якої від діафрагми 3 розповсюджуються хвилі ультразвукових коливань 5.

Діафрагма поєднана з магнітострикційним вібратором 2. Апаратура ультразвукових установок порівняно дорога, тому економічно доцільно використовувати ультразвукову очистку невеликих по розміру деталей тільки в умовах масового виробництва.

2. Джерела живлення установок ультразвукової обробки.

Джерелами живлення установок ультразвукової обробки, звичайно являються лампові генератори. Схема лампового генератора приведена на рис. 7.13.

Рис. 7.13. Принципова електрична схема лампового генератора.

Основні елементи генератора: трифазний підвищувальний анодний трансформатор 1, випрямний міст 2 на тиратронах (або на високовольтних кремнієвих вентилях) зі згладжуючим дроселем. Др, генераторний блок 3 с трьохелектродною лампою ЛГ, яка перетворює енергію постійного струму в енергію високочастотних електричних коливань, коливальний контур 4, який складається з конденсаторної батареї С_К та трансформатора L_K, у вторинне коло якого включений акустичний вузол АВ. Генератор зібрано по схемі з самозбудженням. Для отримання незатухаючих коливань на сітку лампи подається напруга індуктивного зворотного зв’язку від коливального контуру, яка знаходиться в протифазі з її анодною напругою.

Розділ 8. Електроустаткування цивільних споруд, пожежо і вибухонебезпечних приміщень.