Instalacje ultradźwiękowe przeznaczone do obróbki różnych części z silnym ultradźwiękowym polem akustycznym w ciekłym medium. Agregaty UZU4-1.6/0 i UZU4M-1.6/0 pozwalają rozwiązać problem dokładnego czyszczenia filtrów układów paliwowych i hydraulicznych z osadów węglowych, substancji żywicznych, olejowych produktów koksowniczych itp. Oczyszczone filtry faktycznie zyskują drugie życie. Ponadto można je wielokrotnie poddawać obróbce ultradźwiękowej. Dostępne są również instalacje niska moc Seria UZSU do czyszczenia i ultradźwiękowej obróbki powierzchni różnych części. Procesy czyszczenia ultradźwiękowego są wymagane w przemyśle elektronicznym, przyrządowym, lotniczym, rakietowym i kosmicznym oraz wszędzie tam, gdzie wymagane są zaawansowane technologicznie czyste technologie.

Instalacje UZU 4-1,6-0 i UZU 4M-1,6-0

Czyszczenie ultradźwiękowe różnych filtrów samolotów z substancji żywicznych i produktów koksowniczych.

Informacje ogólne

Jednostka ultradźwiękowa UZU-1,6-O przeznaczona jest do oczyszczania metalowych elementów filtracyjnych i pakietów filtracyjnych hydraulicznych układów paliwowych i olejowych statków powietrznych, silników lotniczych i wyposażenia stanowiskowego z zanieczyszczeń mechanicznych, substancji żywicznych i olejowych produktów koksowniczych.
Urządzenie może czyścić worki filtracyjne wykonane z materiału X18 N15-PM zgodnie z technologią producenta worków filtracyjnych.

Struktura symbolu

UZU4-1,6-O:
UZU - instalacja ultradźwiękowa;
4 - wykonanie;
1,6 - nominalna moc oscylacyjna, kW;
О - czyszczenie;
У, Т2 - modyfikacja klimatyczna i kategoria rozmieszczenia
zgodnie z GOST 15150-69, temperatura otoczenia
od 5 do 50 ° C. ї Środowisko nie jest wybuchowe, nie zawiera przewodzących pyłów, nie zawiera agresywnych oparów, gazów, które mogą zakłócić normalną pracę instalacji.
Instalacja jest zgodna z wymaganiami TU16-530.022-79.

Dokument normatywno-techniczny

PT 16-530.022-79

Specyfikacje

Napięcie trójfazowej sieci zasilającej o częstotliwości 50 Hz, V - 380/220 Pobór mocy, kW, nie więcej: bez oświetlenia i grzałek - 3,7 z oświetleniem i grzałkami - 12 Częstotliwość robocza generatora, kHz - 18 Generator moc wyjściowa, kW - 1,6 Sprawność generatora,%, nie mniej - 45 Napięcie anodowe generatora, V - 3000 Napięcie żarzenia lamp generatora, V - 6,3 Napięcie wyjściowe generatora, V - 220 Prąd magnesujący, A - 18 Prąd anodowy, A - 0,85 Prąd sieciowy, A - 0,28 Ilość wanien, szt. - 2 Objętość jednej wanny, l, nie mniej - 20 Czas podgrzewania roztworu myjącego w kąpielach od 5 do 65°C bez włączania generatora, min, nie więcej: przy pracy na oleju AMG 10 - 20 podczas pracy na wodnych roztworach heksametafosforanu sodu, trifosforanu sodu i saletry sodowej lub sinwalu - 35 Czas ciągłej pracy instalacji, h, nie więcej - 12 Chłodzenie elementów instalacji odbywa się wymuszonym obiegiem powietrza. Czas czyszczenia ultradźwiękowego jednego elementu filtrującego, min, nie więcej - 10 Czas rozłożenia urządzenia do pozycji roboczej, min, nie więcej - 35 Czas na powrót do pozycji złożonej, min, nie więcej - 15 Waga, kg, nie więcej - 510
Okres gwarancji wynosi 18 miesięcy od daty uruchomienia.

Budowa i zasada działania

Konstrukcja jednostki ultradźwiękowej UZU4-1,6-O (patrz rysunek) to mobilny kontener, kompletowany w blokach.

Widok ogólny i wymiary jednostka ultradźwiękowa UZU4-1,6-О
Zakład posiada dwie wanny technologiczne. Wyposażony w wózek do obracania filtrów i przenoszenia ich z jednej wanny do drugiej. Każda kąpiel posiada przetwornik magnetostrykcyjny PM1-1,6/18. Przetwornica jest chłodzona powietrzem, generator jest wbudowany. W skład kompletu dostawy zespołu UZU4-1,6-O wchodzą: zespół ultradźwiękowy UZU-1,6-O, ​​części zamienne i akcesoria, 1 kpl, komplet dokumentacji eksploatacyjnej, 1 kpl.

Instalacja ultradźwiękowa do drobnego mielenia materiałów w środowisku wodnym pod działaniem fali ultradźwiękowej w procesie kawitacji.

Jednostka ultradźwiękowa przeznaczona jest do dyspergowania materiałów o różnym stopniu twardości w ciekłym medium do skali nano, homogenizacji, pasteryzacji, emulgacji, intensyfikacji procesów elektrochemicznych, aktywacji itp.

Opis:

Urządzenie ultradźwiękowe „Młot” przeznaczone jest do dyspersji materiałów o różnym stopniu twardości w ciekłym medium do skali nano, homogenizacji, pasteryzacji, emulgacji, intensyfikacji procesów elektrochemicznych, aktywacji itp. Jednostka ultradźwiękowa stosowana jest jako: dyspergator (młynek), homogenizator, emulgator, pasteryzator itp.

Jest to kawitacja ultradźwiękowa oprawa typ przepływu... Główne części i wewnętrzna wyściółka reaktora wykonane są z materiału odpornego na kawitację.

Dzięki cechy konstrukcyjne i wyjątkowość generator wibracje ultradźwiękowe, zapewnione jest jednoczesne uderzenie ultradźwięków w wewnętrzną strefę roboczą komory kawitacyjnej wszystkich piezoelementów. Jeśli te warunki są spełnione, siła uderzenia staje się wystarczająca do rozbicia nawet najtwardszych minerałów, takich jak piasek kwarcowy, baryt itp. do poziomu nanoskali. Dla bardziej miękkich substancji i materiały organiczne(np. ziemia okrzemkowa, trociny itp.) pojemność rośliny jest różna.

Możliwe jest indywidualne obliczenie i wykonanie jednostki ultradźwiękowej, w zależności od wymagań dotyczących końcowego wyniku. Dla każdej indywidualnej produkcji możliwa jest dodatkowa kalkulacja. cechy technologiczne integracja urządzenia z istniejącą linią produkcyjną.

Schemat prac instalacyjnych:

Korzyści:

- brak procesu szlifowania mechanicznego, zespołów i części ściernych,

– jednostka ultradźwiękowałatwy w instalacji i obsłudze,

- urządzenie ultradźwiękowe umożliwia rozdrabnianie materiałów w ciekłym medium do rozmiarów porównywalnych z cząsteczkami (~10 nm),

– umożliwia rozdrabnianie materiałów o wydajności do 3 m 3 drobno zdyspergowanej mieszanki na godzinę,

- obniżono koszty linii do produkcji materiałów budowlanych(wykluczone są koszty dostawy gazu, zmniejszają się koszty zużycia energii, zmniejszają się koszty napraw i konserwacji),

– zmniejszona długość linia produkcyjna i zajmowanej powierzchni,

- proces technologiczny ulega przyspieszeniu,

– wykluczone jest wypalenie części produktu,

- podwyższono poziom bezpieczeństwa pożarowego i przeciwwybuchowego obiektu,

– bezpieczeństwo (całkowity brak kurzu, szkodliwe substancje),

- zmniejszono liczbę personelu serwisowego,

– zwiększona niezawodność elementu szlifierskiego ze względu na brak ruchomych i ocierających się części i mechanizmów.

Podanie:

– mielenie materiałów do produkcji dyspergowalnych w wodzie farby i lakiery,

– przygotowanie zbóż, trocin w przemyśle alkoholowym,

– pasteryzacja mleka,

– ekstrakcja Zioła medyczne,

– wysokowydajna bezodpadowa produkcja soków, przecierów, dżemów,

– dezynfekcja i oczyszczanie ścieków,

– przetwarzanie odchodów drobiowych i obornika,

– produkcja płuczek barytowych,

– odbiór zaczynów cementowych,

– unieszkodliwianie odpadów radiacyjnych,

– wydobycie wanadu z ropy naftowej w południowej Rosji,

– przygotowanie gliny w produkcji ceramiki,

– uzyskanie betonu z dodatkiem barytu,

– uzyskanie powłok ogniochronnych z dodatkiem barytu,

– produkcja szamponów samochodowych na bazie dwutlenku tytanu,

– produkcja spoiw ceramicznych do narzędzi ściernych,

– produkcja chłodziw do silników na bazie parafiny.

Dane techniczne:

Charakterystyka:	Wartość:
W pełni załadowana waga, kg	nie więcej niż 28
Pobór mocy instalacji wraz z generator o wydajności 1-2 m3/h gotowej zawiesiny, kW/h.	nie więcej niż 5,5
Procent suchej masy do cieczy przed obróbką ultradźwiękową	może osiągnąć 70:30

Główne cechy instalacji podczas przetwarzania materiałów (na przykład kalcytu mikromarmurowego):

Uwaga: opis technologii na przykładzie ultradźwiękowego urządzenia do szlifowania materiałów „Młot”.

zautomatyzowana instalacja ultradźwiękowa
bezodpadowa produkcja w rosji
bezodpadowa działalność produkcyjna
bezodpadowy cykl produkcyjny
rodzaje szlifowania materiału
rodzaje mielenia materiałów reologicznych
paliwo węglowo-wodne
materiały dyspergujące
dodatek barytu
ekstrakcja wanadu
kruszenie materiału
szlifowanie materiałów reologicznych
kruszenie materiałów sypkich
kruszenie materiałów stałych
jednostka kawitacji
sprzęt kawitacyjny
kup sprzęt kawitacyjny
metoda kawitacji
maszyna do rozdrabniania materiałów
metody szlifowania materiałów
metody mielenia materiałów stałych
metody pasteryzacji mleka
sprzęt do szlifowania materiałów
sprzęt do mielenia materiałów stałych,
sprzęt do przetwarzania obornika drobiowego,
podstawowe oczyszczanie i dezynfekcja oczyszczania ścieków
oczyszczanie i dezynfekcja ścieków
oczyszczanie oleju napędowego
pasteryzacja i standaryzacja mleka
przetwarzanie odchodów drobiowych i obornika
przygotowanie ziarna do przerobu
przygotowanie ziarna do przechowywania
zasada działania instalacji ultradźwiękowej
produkcja spoiw ceramicznych
procesy mielenia materiałów stałych,
zmniejszenie zużycia energii na rozdrabnianie materiałów
nowoczesne technologie bezodpadowej produkcji
metody szlifowania materiałów
technologia produkcji przyjaznej dla środowiska i bezodpadowej
dokładne szlifowanie materiałów
ultradźwiękowa jednostka kawitacji
ultradźwiękowa pasteryzacja mlekamłotek
ultradźwiękowa dyspersja materiałów proszkowych
urządzenia ultradźwiękowe i ich zastosowanieaktzasada działania pola zastosowania
urządzenie ultradźwiękowe do drobne mielenie materiały do ​​sterylizacji wstępnej czyszczenie dysz narzędzi medycznych szczegóły przetwarzania przepływomierze vpu ccm sterylizacja wstępna kontrola spawania cena kupię płukanie stomatologiczne ginekologiczne skaner obwód czujnik fali uz myjka operator skaler

Współczynnik popytu 928

Sonda

Czy nasz kraj potrzebuje industrializacji?

• Tak, masz (90%, 2486 głosów)
• Nie, niepotrzebne (6%, 178 głosów)
• Nie wiem (4%, 77 głosów)

Szukaj technologii

Służy do mycia części i zespołów różnego sprzętu, spawania różne materiały... Ultradźwięki służą do wytwarzania zawiesin, ciekłych aerozoli i emulsji. Aby uzyskać emulsje, produkuje się na przykład mieszalnik-emulgator UGS-10 i inne urządzenia. W urządzeniach do hydrolokalizacji, defektoskopii, diagnostyki medycznej itp. stosowane są metody oparte na odbiciu fal ultradźwiękowych od powierzchni styku dwóch mediów.

Wśród innych możliwości ultradźwięków należy zwrócić uwagę na jego zdolność do przetwarzania twardych, kruchych materiałów do określonej wielkości. W szczególności obróbka ultradźwiękowa jest bardzo skuteczna przy wytwarzaniu części i otworów o skomplikowanych kształtach w takich przedmiotach jak szkło, ceramika, diament, german, krzem itp., których obróbka innymi metodami jest utrudniona.

Zastosowanie ultradźwięków w odbudowie zużytych części zmniejsza porowatość osadzanego metalu i zwiększa jego wytrzymałość. Ponadto zmniejsza się wypaczenie wydłużonych przyspawanych części, takich jak wały korbowe silnika.

Ultradźwiękowe czyszczenie części

Ultradźwiękowe czyszczenie części lub przedmiotów jest stosowane przed naprawą, montażem, malowaniem, chromowaniem i innymi operacjami. Jego zastosowanie jest szczególnie skuteczne przy czyszczeniu części o skomplikowanym kształcie i trudno dostępnych miejscach w postaci wąskich szczelin, szczelin, małych otworów itp.

Przemysł produkuje duża liczba instalacje do czyszczenia ultradźwiękowego, różne cechy konstrukcyjne, pojemności i mocy kąpieli, np. tranzystorowych: UZU-0,25 o mocy wyjściowej 0,25 kW, UZG-10-1,6 o mocy 1,6 kW itd., tyrystor UZG-2-4 o mocy wyjściowej 4 kW oraz UZG-1-10/22 o mocy 10 kW. Częstotliwość pracy instalacji wynosi 18 i 22 kHz.

Jednostka ultradźwiękowa UZU-0.25 przeznaczona jest do czyszczenia małych części. Składa się z generatora ultradźwiękowego i łaźni ultradźwiękowej.

Dane techniczne jednostki ultradźwiękowej UZU-0,25

Częstotliwość sieci - 50 Hz

Moc pobierana z sieci - nie więcej niż 0,45 kVA

Częstotliwość robocza - 18 kHz

Moc wyjściowa - 0,25 kW

Wymiary wewnętrzne wanny roboczej - 200 x 168 mm przy głębokości 158 mm

Na przednim panelu generatora ultradźwiękowego znajduje się przełącznik dwustabilny do włączania generatora oraz lampka sygnalizująca obecność napięcia zasilającego.

Na tylnej ściance obudowy generatora znajdują się: uchwyt bezpiecznikowy oraz dwa złącza wtykowe, przez które generator jest podłączony do łaźni ultradźwiękowej i sieci, zacisk do uziemienia generatora.

W dnie wanny ultradźwiękowej zamontowane są trzy przetworniki piezoelektryczne w obudowie. Pakiet jednego przetwornika składa się z dwóch płytek piezoelektrycznych wykonanych z materiału TsTS-19 (cyrkonian-tytanian ołowiu), dwóch podkładek redukujących częstotliwość oraz środkowego pręta ze stali nierdzewnej, którego głowica jest elementem emitującym przetwornik.

Na obudowie wanny znajdują się: armatura, uchwyt kranu z napisem „Drain”, zacisk do uziemienia wanny oraz złącze wtykowe do podłączenia do generatora.

Rysunek 1 pokazuje główny obwód elektryczny instalacja ultradźwiękowa UZU-0,25.

Figa. 1. Schemat ideowy zespołu ultradźwiękowego UZU-0,25

Pierwszym etapem jest działanie na tranzystorze VT1 zgodnie z obwodem z indukcyjnością sprzężenie zwrotne i obwód oscylacyjny.

Na wejście przedwzmacniacza mocy podawane są drgania elektryczne o częstotliwości ultradźwiękowej 18 kHz, powstające w oscylatorze głównym.

Wstępny wzmacniacz mocy składa się z dwóch stopni, z których jeden jest montowany na tranzystorach VT2, VT3, drugi - na tranzystorach VT4, VT5. Oba stopnie przedwzmacniacza mocy są zmontowane zgodnie z układem szeregowo-push-pull pracującym w trybie przełączania. Kluczowy tryb pracy tranzystorów pozwala na uzyskanie wysokiej sprawności przy odpowiednio dużej mocy.

Obwody bazowe tranzystorów VT2, VT3. VT4, VT5 są podłączone do oddzielnych, przeciwległych uzwojeń transformatorów TV1 i TV2. Zapewnia to działanie push-pull tranzystorów, czyli naprzemienne załączanie.

Automatyczne polaryzację tych tranzystorów zapewniają rezystory R3 - R6 oraz kondensatory C6, C7 i C10, C11 zawarte w obwodzie bazowym każdego tranzystora.

Przemienne napięcie wzbudzenia jest podawane do bazy przez kondensatory C6, C7 i C10, C11, a składowa stała prądu bazy, przechodząca przez rezystory R3 - R6, powoduje na nich spadek napięcia, co zapewnia niezawodne zamykanie i otwieranie tranzystorów.

Czwarty etap to wzmacniacz mocy. Składa się z trzech ogniw push-pull na tranzystorach VT6 - VT11, pracujących w trybie przełączania. Napięcie z przedwzmacniacza jest dostarczane do każdego tranzystora z oddzielnego uzwojenia transformatora TV З, a w każdym ogniwie napięcia te są w przeciwfazie. Z ogniw tranzystorowych napięcie przemienne jest podawane na trzy uzwojenia transformatora TV4, gdzie dodawana jest moc.

Z transformatora wyjściowego napięcie doprowadzane jest do przetworników piezoelektrycznych AA1, AA2 i AAAZ.

Ponieważ tranzystory pracują w trybie przełączania, napięcie wyjściowe zawierające harmoniczne jest prostokątne. Aby odizolować pierwszą harmoniczną napięcia na przetwornikach, cewka L jest połączona szeregowo z przetwornikami z uzwojeniem wyjściowym transformatora TV4, którego indukcyjność jest obliczana w taki sposób, że przy własnej pojemności przetworników jest tworzy obwód oscylacyjny dostrojony do pierwszej harmonicznej napięcia. Umożliwia to uzyskanie sinusoidalnego napięcia na obciążeniu bez zmiany korzystnego energetycznie trybu tranzystorów.

Instalacja zasilana jest prądem przemiennym o napięciu 220 V i częstotliwości 50 Hz za pomocą transformatora mocy TV5, który ma uzwojenie pierwotne i trzy uzwojenia wtórne, z których jedno służy do zasilania generatora nadrzędnego, a pozostałe dwa służą do zasilania pozostałych etapów.

Generator nadrzędny zasilany jest prostownikiem złożonym z (diody VD1 i VD2).

Zasilanie wstępnych stopni wzmocnienia odbywa się z prostownika zmontowanego w obwodzie mostkowym (diody VD3 - VD6). Drugi obwód mostkowy na diodach VD7 - VD10 zasila wzmacniacz mocy.

Środek czyszczący należy dobierać w zależności od rodzaju zabrudzenia i materiałów. Jeśli fosforan trójsodowy nie jest dostępny, do czyszczenia części stalowych można użyć sody kalcynowanej.

Czas czyszczenia w kąpieli ultradźwiękowej wynosi od 0,5 do 3 minut. Maksymalna dopuszczalna temperatura medium myjącego to 90 o C.

Przed wymianą płynu myjącego należy wyłączyć generator, nie dopuszczając do pracy konwertorów bez płynu w kąpieli.

Czyszczenie części w kąpieli ultradźwiękowej odbywa się w następującej kolejności: wyłącznik zasilania jest ustawiony w pozycji „Off”, zawór spustowy kąpieli jest ustawiony w pozycji „Zamknięty”, środek myjący wlewa się do ultradźwięków wanna do poziomu 120 - 130 mm, wtyczka kabla zasilającego jest podłączona do gniazdka elektrycznego napięcie sieciowe 220 V.

Testowanie instalacji: przełączyć przełącznik dźwigienkowy do pozycji „On”, podczas gdy lampka sygnalizacyjna powinna się zapalić i powinien pojawić się dźwięk roboczy cieczy kawitującej. Pojawienie się kawitacji można również ocenić na podstawie powstawania najmniejszych ruchomych pęcherzyków na przetwornikach kąpieli.

Po przetestowaniu instalacji odłącz ją od sieci, załaduj zanieczyszczone części do wanny i rozpocznij przetwarzanie.

Ta metoda obróbki opiera się na działaniu mechanicznym na materiał. Nazywa się to ultradźwiękami, ponieważ częstotliwość uderzeń odpowiada zakresowi dźwięków niesłyszalnych (f = 6-10 5 kHz).

Fale dźwiękowe to mechaniczne wibracje sprężyste, które mogą się rozprzestrzeniać tylko w ośrodku elastycznym.

Kiedy fala dźwiękowa rozchodzi się w elastycznym ośrodku, cząstki materiału wykonują elastyczne wibracje wokół swoich pozycji z prędkością nazywaną oscylacyjną.

Zagęszczanie i ścieńczenie ośrodka w fali podłużnej charakteryzuje się nadmiarem, tzw. ciśnieniem akustycznym.

Szybkość propagacji fali dźwiękowej zależy od gęstości ośrodka, w którym się porusza. Fala dźwiękowa rozchodząca się w materialnym środowisku niesie energię, którą można wykorzystać w procesach technologicznych.

Zalety obróbki ultradźwiękowej:

Możliwość pozyskiwania energii akustycznej różnymi technikami;

Szeroki zakres zastosowań ultradźwiękowych (od wymiarowania po spawanie, lutowanie itp.);

Prostota automatyzacji i obsługi;

Niedogodności:

Zwiększony koszt energii akustycznej w porównaniu z innymi rodzajami energii;

Konieczność produkcji generatorów drgań ultradźwiękowych;

Konieczność wytwarzania specjalnych narzędzi o specjalnych właściwościach i kształcie.

Drganiom ultradźwiękowym towarzyszy szereg efektów, które można wykorzystać jako podstawowe do rozwoju różnych procesów:

Kawitacja, czyli powstawanie pęcherzyków w cieczy i ich pękanie.

W tym przypadku powstają duże lokalne ciśnienia chwilowe, sięgające 10 8 N / m2;

Absorpcja drgań ultradźwiękowych przez substancję, w której część energii jest zamieniana na ciepło, a część jest zużywana na zmianę struktury substancji.

Te efekty są wykorzystywane do:

Separacja cząsteczek i cząstek o różnych masach w niejednorodnych zawiesinach;

Koagulacja (powiększanie) cząstek;

rozpraszanie (kruszenie) substancji i mieszanie jej z innymi;

Odgazowywanie płynów lub stopionych substancji ze względu na tworzenie się dużych pływających pęcherzyków.

1.1. Elementy instalacji ultradźwiękowych

Każda instalacja ultradźwiękowa (USU) obejmuje trzy główne elementy:

Źródło drgań ultradźwiękowych;

Akustyczny transformator prędkości (piasta);

Szczegóły mocowania.

Źródła drgań ultradźwiękowych (UZK) mogą być dwojakiego rodzaju - mechaniczne i elektryczne.

Mechaniczny przekształca energię mechaniczną, taką jak prędkość ruchu cieczy lub gazu. Należą do nich syreny ultradźwiękowe lub gwizdki.

Elektryczne źródła badań ultradźwiękowych przekształcają energię elektryczną w mechaniczne drgania sprężyste o odpowiedniej częstotliwości. Istnieją przetworniki elektrodynamiczne, magnetostrykcyjne i piezoelektryczne.

Najbardziej rozpowszechnione są przetworniki magnetostrykcyjne i piezoelektryczne.

Zasada działania przetworników magnetostrykcyjnych opiera się na podłużnym efekcie magnetostrykcyjnym, który przejawia się zmianą długości metalowego korpusu wykonanego z materiałów ferromagnetycznych (bez zmiany ich objętości) pod wpływem pola magnetycznego.

Efekt magnetostrykcyjny jest różny dla różnych materiałów. Nikiel i permendur (stop żelaza z kobaltem) mają wysoką magnetostrykcję.

Pakiet przetwornika magnetostrykcyjnego to rdzeń wykonany z cienkich płytek, na który nałożono uzwojenie wzbudzające w nim zmienne pole elektromagnetyczne o wysokiej częstotliwości.

Zasada działania przetworników piezoelektrycznych opiera się na zdolności niektórych substancji do zmiany ich wymiarów geometrycznych (grubości i objętości) w polu elektrycznym. Efekt piezoelektryczny jest odwracalny. Jeżeli płyta wykonana z materiału piezoelektrycznego zostanie poddana odkształceniom ściskającym lub rozciągającym, to na jej krawędziach pojawią się ładunki elektryczne. Jeśli element piezoelektryczny jest umieszczony w zmiennej pole elektryczne, to się zdeformuje, podnieca w środowisko wibracje ultradźwiękowe. Płyta wibracyjna wykonana z materiału piezoelektrycznego jest przetwornikiem elektromechanicznym.

Szeroko stosowane są piezoelementy na bazie baru tytanu i ołowiu cyrkonian-tytan.

Akustyczne transformatory prędkości (koncentratory podłużnych drgań sprężystych) mogą mieć inny kształt(rys. 1.1).

Figa. 1.1. Kształty piasty

Służą do dopasowania parametrów przetwornika do obciążenia, zamocowania układu wibracyjnego oraz wprowadzenia drgań ultradźwiękowych w obszar obrabianego materiału. Urządzenia te to pręty o różnych przekrojach, wykonane z materiałów odpornych na korozję i kawitację, żaroodporność oraz odporność na agresywne media.

1.2. Zastosowanie technologiczne wibracje ultradźwiękowe

W przemyśle ultradźwięki są stosowane w trzech głównych obszarach: działanie siły na materiał, intensyfikacja i badania ultradźwiękowe procesy.

Silny wpływ na materiale

Jest stosowany do obróbka mechaniczna stopy twarde i supertwarde, otrzymywanie stabilnych emulsji itp.

Najczęściej stosowane są dwa rodzaje obróbki ultradźwiękowej o charakterystycznych częstotliwościach 16-30 kHz:

Obróbka wymiarowa na obrabiarkach za pomocą narzędzi;

Mycie w wannach z płynnym medium.

Głównym mechanizmem roboczym maszyny ultradźwiękowej jest zespół akustyczny (rys. 1.2). Służy do wprawiania narzędzia roboczego w ruch wibracyjny. Jednostka akustyczna jest zasilana przez oscylator elektryczny (najczęściej lampę), do którego podłączone jest uzwojenie 2.

Głównym elementem zespołu akustycznego jest magnetostrykcyjny (lub piezoelektryczny) konwerter energii drgań elektrycznych na energię drgań mechanicznych sprężystych - wibrator 1.

Figa. 1.2. Jednostka akustyczna instalacji ultradźwiękowej

Drgania wibratora, który jest zmiennie wydłużany i skracany za pomocą częstotliwości ultradźwiękowej w kierunku pola magnetycznego uzwojenia, są wzmacniane przez koncentrator 4 zamocowany na końcu wibratora.

Stalowe narzędzie 5 jest przymocowane do koncentratora tak, że między jego końcem a obrabianym przedmiotem pozostaje szczelina 6.

Wibrator umieszczony jest w ebonitowej obudowie 3, do której doprowadzana jest bieżąca woda chłodząca.

Narzędzie musi mieć kształt określonej sekcji otworu. Ciecz o najmniejszych ziarnach proszku ściernego jest dostarczana z dyszy 7 do przestrzeni między czołem narzędzia a powierzchnią obrabianego przedmiotu obrabianego.

Z oscylującej powierzchni czołowej narzędzia ziarna ścierne nabierają dużej prędkości, uderzają w powierzchnię części i wybijają z niej najmniejsze wióry.

Choć wydajność każdego uderzenia jest znikoma, to wydajność instalacji jest stosunkowo wysoka, co wynika z dużej częstotliwości drgań narzędzia (16-30 kHz) oraz dużej liczby ziaren ściernych poruszających się jednocześnie z dużym przyspieszeniem.

Gdy warstwy materiału są usuwane, narzędzie jest automatycznie podawane.

Płyn ścierny jest podawany pod ciśnieniem do obszaru obróbki i wypłukuje odpady z obróbki.

Za pomocą technologii ultradźwiękowej można wykonywać operacje takie jak przebijanie, dłutowanie, wiercenie, cięcie, szlifowanie i inne.

Łaźnie ultradźwiękowe (rys. 1.3) służą do czyszczenia powierzchni części metalowe z produktów korozji, warstw tlenków, olejów mineralnych itp.

Działanie kąpieli ultradźwiękowej opiera się na wykorzystaniu efektu lokalnych wstrząsów hydraulicznych, które powstają w cieczy pod wpływem ultradźwięków.

Zasada działania takiej kąpieli jest następująca: przedmiot obrabiany (1) zanurzany jest w zbiorniku (4) wypełnionym ciekłym medium detergentowym (2). Emiterem drgań ultradźwiękowych jest membrana (5) połączona z wibratorem magnetostrykcyjnym (6) za pomocą kleju (8). Wanna montowana jest na podstawie (7). Fale drgań ultradźwiękowych (3) rozchodzą się w Obszar roboczy gdzie odbywa się przetwarzanie.

Figa. 1.3. Kąpiel ultradźwiękowa

Czyszczenie ultradźwiękowe jest najskuteczniejsze przy usuwaniu zanieczyszczeń z trudno dostępnych zagłębień, zagłębień i małych kanałów. Ponadto metoda ta pozwala uzyskać stabilne emulsje takich cieczy nie mieszających się konwencjonalnymi metodami jak woda i olej, rtęć i woda, benzen i inne.

Sprzęt UCU jest stosunkowo drogi, dlatego jego użytkowanie jest ekonomicznie opłacalne czyszczenie ultradźwiękowe małe części tylko w warunkach masowej produkcji.

Intensyfikacja procesów technologicznych

Wibracje ultradźwiękowe znacząco zmieniają przebieg niektórych procesów chemicznych. Na przykład polimeryzacja przy określonym natężeniu dźwięku jest bardziej intensywna. Wraz ze spadkiem siły dźwięku możliwy jest proces odwrotny - depolimeryzacja. Dlatego ta właściwość służy do kontrolowania reakcji polimeryzacji. Zmieniając częstotliwość i intensywność drgań ultradźwiękowych, możesz zapewnić wymaganą szybkość reakcji.

W metalurgii wprowadzenie do wytopów sprężystych oscylacji częstotliwości ultradźwiękowej prowadzi do znacznego kruszenia kryształów i przyspieszenia powstawania nagarów podczas krystalizacji, zmniejszenia porowatości, zwiększenia właściwości mechanicznych zakrzepłych wytopów w zawartości gazów w metalach.

Ultradźwiękowa kontrola procesu

Dzięki wibracjom ultradźwiękowym skok może być monitorowany w sposób ciągły proces technologiczny bez trzymania analizy laboratoryjne próbki. W tym celu zależność parametrów fali dźwiękowej od właściwości fizyczneśrodowiska, a następnie przez zmianę tych parametrów po działaniu na środowisko z wystarczającą dokładnością, aby ocenić jego stan. Z reguły stosuje się wibracje ultradźwiękowe o niskiej intensywności.

Zmieniając energię fali dźwiękowej można sterować składem różnych mieszanin, które nie są związkami chemicznymi. Prędkość dźwięku w takich mediach nie zmienia się, a obecność zanieczyszczeń w postaci zawiesiny wpływa na współczynnik pochłaniania energii dźwięku. Umożliwia to określenie procentowej zawartości zanieczyszczeń w materiale wyjściowym.

Dzięki odbiciu fal dźwiękowych na styku mediów („transiluminacja” wiązką ultradźwiękową) możliwe jest określenie obecności zanieczyszczeń w monolicie i stworzenie ultradźwiękowych urządzeń diagnostycznych.

Wnioski: ultradźwięki to fale sprężyste o częstotliwości drgań od 20 kHz do 1 GHz, niesłyszalne dla ludzkiego ucha. Instalacje ultradźwiękowe są szeroko stosowane do przetwarzania materiałów ze względu na wibracje akustyczne o wysokiej częstotliwości.