
книги из ГПНТБ / Панин, В. В. Применение ультразвука при обработке металлов (обзор)
.pdfВодные растворы щелочей по сравнению с органическими растворителями непожароопасны, нетоксичны и дешевле.
В табл. 16. 17 приводятся некоторые |
составы |
растворов |
||||||
(и их характеристики) для ультразвуковой очистки. |
|
|
||||||
|
|
|
|
|
Т а б ли ц a |
1S |
||
|
|
03 |
J3 |
|
|
|
|
|
Состав раствора |
|
|
Примечание |
|
|
|||
|
CJ сз |
•ЧЕ- |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
Н с. |
|
|
|
|
|
|
Тринатрийфосфат ОП-7 |
30 |
55—80 |
Сталь |
Очистка |
сильно |
загряз |
||
или ОП-Ю |
3—5 |
ненных деталей |
|
|
||||
Едкий натр |
5—25 |
|
|
|
|
|
|
|
Силикат натрия ОП-7 |
g_2С |
40—60 |
» |
|
То же |
|
|
|
или ОП-Ю |
3—5 |
|
|
|
||||
Тринатрийфосфат |
20—30 |
|
|
|
|
|
|
|
Силикат натрия |
10— 20 |
50 -80 |
|
|
|
|
|
|
ОП-7 |
1—5 |
|
|
|
|
|
|
|
Тринатрийфо.сфат |
3—5 |
40—60 |
Медь, |
|
|
|
|
|
Кальцинированная сода |
3—-5 |
алюми- |
|
|
|
|
|
|
ОП-7 |
3 |
|
ний, |
|
|
|
|
|
|
|
|
цинк, |
|
|
|
|
|
|
|
|
латунь |
|
|
|
|
|
Едкий натр |
15—2С 40—60 |
Сталь |
Для очистки |
с одковре- |
||||
Калиевый хромик |
1—5 |
|
|
менным |
пассивировани |
|||
|
|
|
|
ем |
|
|
|
|
Сульфанол |
10—25 40—60 |
Медь, |
Очистка |
деталей |
от |
ма- |
||
|
|
|
алгоми- |
сел |
|
|
|
|
|
|
|
ний, |
|
|
|
|
|
|
|
|
цинк, |
|
|
|
|
|
Натрий гексаметофосфа- |
15 |
60—70 |
латунь |
Обезжиривание |
|
|
||
То же |
|
|
||||||
та «Прогресс» |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а |
17 |
Тем пера
Применение Растворитель тура Примечание пара,
°С
Очистка деталей от Трихлорэтилен |
73 Растворитель |
очець рас- |
загрязнении |
пространен |
и находит |
|
широкое применение |
30
|
|
|
|
|
Продолжение табл. |
17 |
|
|
|
|
|
Тем |
|
|
|
Примечание |
Растворитель |
пера |
Применение |
|
|||
тура |
|
||||||
|
|
|
|
пара, |
|
|
|
|
|
|
|
°С |
|
|
|
|
|
|
Тетрахлорэтилен |
107 |
Растворитель |
может |
ис |
|
|
|
|
|
пользоваться |
только |
|
|
|
|
|
|
при повышенной тем |
||
|
|
|
|
|
пературе |
|
|
Удаление |
воды с по- |
Тетрахлорэтилен |
107 |
— |
|
|
|
верхности |
металла |
|
|
|
|
|
|
(быстрая |
и |
полная |
|
|
|
|
|
сушка) |
|
|
|
|
|
|
|
Очистка |
обмоток и |
Метилхлороформ |
деталей |
электро- |
Трихлортрифтор- |
двигателей и дру |
этилен |
|
гих |
аналогичных |
|
устройств |
Тетрахлорэтилен |
|
|
|
|
Очистка |
материалов, |
Метиленхлорид. |
чувствительных к |
|
|
температуре |
|
Трихлортрифторэтан
60 Растворитель не должен
34разрушать изоляцию, проволоку и спаи. Тре буется специальное
оборудование 106 Применяется после про
ведения предваритель ных испытаний
26 Используется при очист ке деталей парами не высокой температуры. Требуется специальное оборудование, устой чивое к коррозии
34 Детали |
должны быть |
|
очищены |
от загрязне |
|
ний, |
вступающих в |
|
реакцию |
с окислителя |
|
ми |
|
, |
Очистка деталей для Трихлорэтилен космических кораб лей и ракет и др.
Ультразвуковая Трихлорэтилен
очистка
Тетрахлорэтилен
Метиленхлорид
73 Применяется, когда тре буется высокое каче ство очистки, которое нельзя достигнуть обычным паровым обезжириванием
73 Растворитель должен регенерироваться
106 Выбор растворителя должен производиться
26после проведения предварительных ис пытаний для каждого типа загрязнений
31
Снятие окалины может происходить при одновременной обработке в кислотных растворах с ультразвуком либо при ультразвуковой обработке после предварительного разрыхле ния окалины химическим методом. В табл. 18 приводятся ха рактеристики некоторых растворов, в табл. 19 — примеры при менения ультразвуковой очистки [44].
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а |
18 |
|
|
|
Концентра |
Тем |
Очищаемый |
|
|
|
Состав |
раствора |
пера |
Примечание |
||||
ция |
тура, |
металл |
|||||
|
|
|
|
||||
|
|
|
°С |
|
|
|
|
HF |
|
1 0 % |
20—30 Сталь Х18Н9 |
окалины |
и |
||
H N 03 |
|
40% |
|
|
|||
H 2 S 0 4 |
|
1 0 % |
|
|
нагара |
|
|
НС1 |
|
5 -8 % |
40—50 То же |
То же |
|
||
H 2 S 0 4 |
|
1 0 % |
|
|
|
|
|
NaCl |
|
50 г/л |
|
|
|
|
|
Контакт Петрова |
30 г/л |
|
|
|
|
||
Концентрированная |
2 0 г/л |
|
Углеродистые |
|
|
||
H2 S 0 4 |
|
•40—60 |
|
|
|||
НС1 |
КС |
50—70 г/л |
и малолеги- |
|
|
||
Присадки |
8— 1 0 г/л |
|
рованные |
|
|
||
|
|
|
|
стали |
|
|
|
H 2 S 0 4 |
|
18% |
50—80 Сталь с молиб- |
менить суль |
|||
HF |
|
2 % |
|
деном |
|||
|
|
|
|
|
фатом желе |
||
|
|
|
|
|
за |
|
h 2 s o 4 |
4% |
Стали |
с хро- |
H N 03 |
9% |
мом, нике- |
|
НС1 |
13% |
лем, |
молиб- |
|
|
деном |
|
NaOH |
50—10 г/л |
40—60 Алюминий |
|
NaF |
25—50 г/л |
|
|
Концентрированная |
160 г/л |
30—50 Медь, латунь |
|
H2 S 0 4 |
50 г/л |
||
К9 СГ3 О7 |
|
|
|
Концентрированная |
|
|
|
H2 S 0 4 |
300 г/л |
45—50 Титановые |
|
KF |
4— 6 г/л |
сплавы |
|
Хлористый аммоний |
40—60 г/л |
|
|
Получение
блестящей
поверхности
Удаление ока лины
-32
|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а |
19 |
|
Пример применения |
|
Показатели эффективности |
|
|||
ультразвуковой |
очистки |
|
|
||||
|
|
|
|||||
Очистка |
свертно-парных |
трубок |
Повышение производительности |
в |
|||
0 5— 12 мм перед |
цинкованием на |
4 раза и повышение качества |
|||||
специализированной |
установке |
очистки |
|
||||
Очистка |
стальных |
трубчатых |
деталей |
Сокращение брака на 20%, годо |
|||
толщиной до |
2 |
мм от окалины в |
вая экономия 5700 руб. |
|
|||
ваннах |
емкостью |
150 и 500 л с ис |
|
|
|||
пользованием |
генератора УЗМ-10 |
|
|
Очистка деталей |
средних |
габаритов |
из керамики, |
оргстекла, |
стали о г |
полировочных паст, вазелина, ока лины в ваннах УЗВ-15 и УЗВ-17 с использованием генератора УЗГ-ЮМ
Обезжиривание черной жести после прокатки на автоматизированном агрегате УЗУ1-100-0. Очистка шли фовальной ленты при шлифовании древесины
Удаление заусенцев размером до 60—70' мкм с деталей из черных и цветных сплавов на установке УЗВД-6 в суспензии абразива при повышенном давлении
Очистка корпусов распределителей гидравлических систем от пригара, окалинь}, стружки, доводочных паст на полуавтомате
Очистка |
труб |
котельных |
агрегатов |
|||
. от |
окалины |
и |
ржавчины |
па |
уста |
|
новке с кольцевыми магнитострик- |
||||||
торами |
|
|
|
|
|
|
Очистка |
прутков |
автоматной |
стали |
|||
от |
волочильных |
паст на |
роторной |
|||
ультразвуковой |
установке |
|
|
Очистка стальных и чугунных порш невых колец 0 50— 120 мм на по луавтоматической шестипозицион ной установке с преобразователя ми ПМС-2,5/16
Очистка |
точных |
деталей от |
паст, |
смол, |
продуктов |
коррозии и |
т. п. |
на установке УЗА-15М |
|
Повышение производительности труда в 5 раз, годовая эконо мия 5000 руб.
Уменьшение брака, увеличение выхода первого сорта; годовая экономия 89 тыс. руб. Годовая экономия 8 тыс. руб.
Годовая экономия 5 тыс. руб. на установку
Годовая экономия 30 тыс. руб.
Годовая экономия 2875 тыс. руб.
Годовая экономия 20 тыс. руб., стойкость,цанг автоматов повы шена на 30 %
Повышение качества очистки от паст, эмульсий, абразивов, ма сел и др.; производительность — 60 колец в минуту
Ускорение очистки в 6—7 раз по сравнению с механизированной, экономия — 5 тыс. руб. в год на установку
33
Оборудование, применяемое при ультразвуковой очистке.
Для ультразвуковой очистки, обезжиривания и других анало гичных технологических процессов применяются установки, основным элементом которых является резервуар (рис. 2).
Возбудители
колебаний
Рис. 2. Схема ультразвуковой моечной ванны
В промышленности наиболее широко применяются ультра звуковые ванны для очистки типов УЗВ-15М, УЗВ-16М, УЗВ-17М, УЗВ-18М, в которых используются вытяжная вен тиляция в виде встроенных бортовых отсосов, звукоизоляци онные кожухи с запирающимися крышками и ряд усовершен ствований, облегчающих очистку и обслуживание-оборудова ния. Ванны этой серии различаются количеством источников ультразвуковых колебаний — встроенных магнитострикционных излучателей — размерами, а также применением систем подогрева пли охлаждения моющей жидкости.
Собственно ванны изготовлены из листовой нержавеющей стали 1Х18Н9Т; в их дно встроены ультразвуковые излучате ли, кроме того, па дне имеется отверстие для слива жидкости.
Излучатели, встроенные в одну ванну, имеют приблизи тельно одинаковые параметры; их собственные частоты раз личаются не более чем на 10 Гц.
Сетки для очищенных деталей изготовлены из нержавею щей стали. Для очистки деталей в органических растворите лях можно также применить латунные сетки. Все узлы дета ли, соприкасающиеся с жидкостями, изготовлены из антикор розийных материалов.
34
|
|
|
Техническая характеристика |
|
|||||
|
|
|
|
УЗВ-15М УЗВ-16М УЗВ-17М УЗВ-18М |
|||||
Количество |
встроенных |
|
|
|
|
||||
преобразователей |
типа |
1 |
2 |
3 |
4 |
||||
П М С -6 -2 2 ..................... |
|
|
|||||||
Количество ванн, питае |
|
|
|
|
|||||
мых от одного гепера- |
|
|
1 |
1 |
|||||
тора типа УЗГ-10-22 . |
4 |
2 |
|||||||
Размеры диафрагм |
пре- |
|
|
|
зоох |
||||
образователей, |
мм . |
300X300 300X600 300X900 |
|||||||
Максимальный |
уровень |
|
|
|
X I200 |
||||
260 |
260 |
260 |
260 |
||||||
рабочей |
жидкости, |
мм |
|||||||
Рабочая |
|
емкость |
ван- |
42 |
82 |
128 |
163 |
||
НЫ,А |
.................. |
|
|
кГц |
|||||
Частота |
колебаний, |
22 ±7% |
22 ± 7% |
22±7% |
22 ±7% |
||||
Расход воды, л/мин: |
пре- |
|
|
|
|
||||
для |
охлаждения |
3 |
6 |
9 |
12 |
||||
образователен |
. . |
||||||||
для |
охлаждения |
ван- |
6 |
8 |
9 |
10 |
|||
НЫ.................. |
|
|
|
||||||
Расход воздуха в систе |
|
|
|
|
|||||
ме вытяжной |
вентиля- |
350 |
750 |
950 |
1300 |
||||
ции, |
м ? / ч ..................... |
|
|
||||||
Габариты, |
мм . . |
. . |
720X |
900 X |
1390Х |
1700Х |
|||
|
|
|
|
|
X 655 X |
Х752Х |
Х 872Х ' |
Х872Х |
|
Масса, |
к г |
|
|
|
Х970 |
Х970 |
Х965 |
Х965 |
|
.......................... |
|
|
125 |
198 |
246 |
306 |
Ультразвуковая ванна УЗВМ-2 предназначена для очист ки мелких деталей от жировых и механических загрязнений в щелочных п нейтральных растворителях.
Магнитострикционные излучатели ПМС-6М встроены в дно ванны.
Очищаемые детали загружаются в сеточную корзину, ко торая вращается в процессе очистки.
Ванна выполнена в звукоизоляционном исполнении.
|
Техническая характеристика |
|
||
|
|
|
УЗВМ-2 |
УЗВМ-З |
Мощность |
электродвигателя |
0,6 |
— |
|
при 1420 об/мин, |
кВт . . . |
|||
Производительность |
насоса, |
|
— |
|
л / м и н ......................... |
|
25 |
2840 |
|
Число оборотов насоса, об/мин |
— |
|||
Передаточное |
число: |
100 |
|
— |
р е д у к т о р а .............. |
3 |
|||
цепей передачи. . |
. . . |
— |
35
|
|
|
|
|
УЗВМ-2 |
УЗВМ-З |
|
Число |
|
оборотов |
загрузочного |
3 |
|
|
|
барабана, об/мин..................... |
|
|
|
||||
Мощность |
электродвигателя , |
|
|
|
|||
кВт: |
|
|
|
|
|
|
|
типа |
Т Э -14............................... |
|
2,67 |
|
— |
||
типа |
|
ТЭ-0,5.............................. |
тем |
0,8 |
|
||
Пределы |
регулирования |
|
|
|
|||
пературь!, |
давле |
50—60 |
|
|
|||
Пределы |
|
регулирования |
|
|
|
||
ния |
охлаждающей |
жидко |
|
|
|
||
сти, |
а т м |
от |
0,2—0,8 |
|
|||
Время |
|
нагрева |
|
|
|
||
+ 15°С до |
. . |
35 |
|
|
|||
Количество |
рас |
|
|
|
|||
твора, |
|
Л .................................... |
|
100 |
|
|
|
Общие габариты установки, л«м |
1390Х720Х |
1450X620X900 |
|||||
Расход |
|
|
водопроводной |
воды, |
X I220 |
|
|
|
|
|
|
|
|||
л / м и н .......................................... |
мощ |
8—10 |
|
5 |
|||
Общая |
|
|
установленная |
|
|
|
|
ность, |
|
кВт ................................ |
излуча |
9,4 |
|
5 |
|
Площадь |
встроенных |
300X600 |
min |
|
|||
телей, |
|
мм ..................... . . |
|
|
|||
Габариты рабочей ванны, мм . 950X420X360 |
260 |
||||||
Масса |
ванны ..........................., кг |
|
359 |
|
|||
Ультразвуковая |
механизированная |
ванна УЗВМ-З пред |
назначена для очистки деталей приборного производства й водных, щелочных и нейтральных растворах, а также в среде жидкого фреона Ф-113.
С применением ванны улучшаются условия труда, повы шаются' производительность и качество очистки.
Серия ванн типа ВМ по конструкции может быть разделе на на две группы: емкостью от 2,5 до 40 л и от 60 до 1000 л (табл. 20, 21). .
Т а б л и ц а 20
|
|
|
х |
Количе- |
|
|
|
Емкость |
Размеры |
рабочего |
ство дон- |
Мощ- |
|
|
пространства, мм |
пых маг- |
ность |
|
||
Iии ванны |
рабочего |
|
|
пито- |
магнитоТип питаю- |
|
про- |
|
|
стрикци- |
стрикци- |
щего гене- |
|
|
странст- |
|
|
онных |
онного |
ратора |
|
ва, л |
■ высота |
диаметр |
излуча- |
излуча- |
|
|
|
|
|
телей, теля, кВт |
|
|
|
|
|
|
шт. |
|
|
ВМ-2,5 |
2,5 |
180 |
105 |
1 |
0,5 |
УЗМ-0,2 |
ВМ-6 |
6 |
200 |
200 |
1 |
1,5 |
УЗЛ/1-1,5 |
ВМ-10 |
10 |
250 |
220 |
1 |
1,5 |
УЗМ-1,5 |
ВМ-16 |
16 |
250 |
250 |
1 |
1,5 |
УЗМ-1,5 |
ВМ-25 |
25 |
300 |
370 |
1 |
1,5 |
УЗМ-1,5 |
ВМ-40 |
40 |
350 |
450 |
1 |
1,5 |
УЗМ-1,5 |
36
|
Емкость |
|
Тип ванны |
рабочего |
|
пространст |
||
|
||
|
ва, л |
|
ВМ-60 |
60 |
|
ВМ-100 |
100 |
|
ВМ-160 |
160 |
|
ВМ-250 |
. 250 |
|
ВМ-400 |
400 |
|
ВМ-600 |
600 |
|
ВМ-1000 |
1000 |
|
|
|
Т а б л и ц а 21 |
|
|
Количество |
|
|
|
Размеры ванны, мм |
магннто- |
Тип насоса наполнения |
Тип питающего |
|
стрикцион- |
||||
генератора |
||||
|
ных излуча |
|
||
|
|
|
||
|
телей, шт. |
|
|
|
400X350X550 |
1 |
— |
УВМ-1,5 |
|
550X400X580 |
2 |
— |
УЗМ-З |
|
1000X40QX600 |
4 |
— |
УЗМ-6 |
|
1050X500X600 |
4 |
— |
УЗМ-6 |
|
1440X520X600 |
6 |
Центробежный |
УЗМ-10 |
|
1200X800X650 |
8 |
«Кама», |
УЗМ-6 |
|
1600X850X740 |
12 |
|
УЗМ-ЗО |
Ванны емкостью от 60 до 1000 л предназначены для ооработки более крупных изделий. Они изготовляются из листовой нержавеющей стали толщиной 3 мм.
Ультразвуковая ванна типа УЗВП-1 применяется для по вышения качества и ускорения процесса пропитки различных изделий лаками и компаундами.
|
Техническая характеристика |
|
|
Емкость, |
л .......................................................... |
|
25 |
Габариты емкости, м м ........................................ |
кВ т |
305X325X260 |
|
Номинальная мощность, |
2,5 |
||
Рабочая |
частота, к Г ц ......................................... |
. . |
*20 |
Расход воды, л / м и н .......................... |
8 |
||
Габариты |
ванны, мм . |
|
520X420X912 |
Ванны типа УЗВТ применяются для очистки и травления. В них для защиты излучателя от агрессивной моющей среды применяются сменные мембраны толщиной 4 мм, выполнен ные из нержавеющей стали Х18Н9Т.
|
|
|
Техническая характеристика |
|
||||||
Мощность |
|
электродвигателя |
насоса |
при |
|
|
||||
п=1420 |
об ! мин , |
к В т ................ |
|
|
0,6 |
|
25 |
|||
Производительность насоса, л/мин . . |
. . |
|
||||||||
Число оборотов насоса, об/мин. |
|
2840 |
|
|
||||||
Передаточное число: |
|
|
|
160 |
|
|
||||
р е д у к т о р а .................................... |
|
|
|
|
|
3 |
||||
цепной |
передачи ................................................... |
|
|
барабана, |
|
|||||
Число |
оборотов |
загрузочного |
|
3 |
||||||
об/мин |
.................................................................... |
|
|
|
|
|
|
|
||
Пределы регулирования давления охлаж |
0,2—0,8 |
|||||||||
дающей |
жидкости , атм . . ......................... |
|||||||||
Количество заливаемого раствора, л . . |
. |
50*; |
100** |
|||||||
Общая установленная мощность, кВт |
. . |
|
0,6 |
|||||||
Расход |
водопроводной |
воды, |
л/мин . |
. . |
500*; |
6 |
||||
Рабочая емкость ...............................ванны, л |
|
мм |
. . |
100** |
||||||
Площадь |
встроенного |
излучателя, |
300X300 |
|||||||
Мощность, потребляемая излучателем, |
кВт |
2,5*; 5** |
||||||||
Напряжение ...... |
питания, |
В |
|
400—450 |
19—20 |
|||||
Частота |
колебаний ....................................., |
к Г ц |
|
|
|
|||||
Количество ..................................... |
излучателей |
|
|
|
1*; |
2** |
||||
Габариты |
рабочей |
ванны, м м |
570X520X380 |
|
||||||
Габариты |
установки ( общие ), |
мм . . |
. . |
950X420X380 |
||||||
970X850X1300 |
||||||||||
Масса |
ванны, к г |
|
|
|
|
|
1390X720X1220 |
|||
|
|
|
|
|
420*; |
560** |
*Для УЗВТ-1.
**Для УЗВТ-2.
38
В последнее время в промышленности начали применяться малогабаритные ультразвуковые ванны с пьезокерамически ми излучателями из ЦТС. В табл. 22 приводятся краткие тех нические характеристики некоторых из них.
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а |
22 |
Тип ванны |
Объем, л |
Потребляемая |
мощность, |
кВт |
||
УЗВ 1-0,1 |
1 |
|
0,1 |
|
||
УЗВ2-0.1 |
3 |
|
0,1 |
|
||
УЗВ 1-0,25 |
3 |
|
0,25 |
|
||
УЗВЗ-0,1 |
5 |
|
0.1 |
|
||
УЗВ2-0.25 |
5 |
|
0.25 |
|
||
УЗВЗ-0,25 |
10 |
|
0,25 |
|
||
Питание этих ванн осуществляется от генераторов типов |
||||||
УЗГ4-0Д и УЗГ1-0,25. К генератору УЗГ4-0.1 |
можно подклю |
|||||
чить только одну ванну УЗБ1-0Д, |
УЗБ2-0.1 или УЗВЗ-0,1. |
|
||||
К генератору УЗГ1-0,25 можно подключить |
по две одно |
|||||
временно |
работающие |
ванны |
УЗВ1-0.1, УЗВ2-0.1 или |
|||
УЗВЗ-0,1, либо по одной |
ванне |
УЗВ1-0,25, |
УЗВ2-0,25 |
или |
||
УЗВЗ-0,25. |
|
от загрязнений применяют ультра |
||||
Для очистки деталей |
||||||
звуковые агрегаты УЗА-ЮМ, УЗА-ИМ, УЗА-16. |
|
|
||||
Агрегат |
УЗА-ЮМ — семипозиционный карусельный полу |
|||||
автомат— предназначен |
для очистки деталей от |
лакокрасоч |
||||
ных защитных покрытий, сургуча, гипса и т. |
д, |
после опера |
||||
ции полирования. |
|
производится |
в следующей |
|||
Очистка деталей в агрегате |
последовательности: загрузка сетки с деталями в агрегат, ультразвуковая очистка, струйная промывка деталей, про мывка деталей в ванне, сушка деталей, выгрузка сетки с де талями из агрегата.
Все технологические операции, за исключением загрузки и выгрузки сеток с деталями, производятся на агрегате авто матически, без участия оператора.
|
|
Техническая характеристика |
|
Количество: |
|
3 |
|
ванн для ультразвуковой очистки . . . |
|||
камер |
для |
промывки............................................. |
2 |
камер |
для |
суш ки .................................................... |
1 |
Рабочая емкость ванны, л ........................................ |
12 |
||
Проем ванны, м м .............................................. |
330 |
||
Глубина |
ванн, |
м м ........................................................ |
165 |
59