Ультразвуковое кавитационное удаление заусенцев с поверхности малогабаритных деталей | Статья в журнале «Молодой ученый»

Отправьте статью сегодня! Журнал выйдет 25 января, печатный экземпляр отправим 29 января.

Опубликовать статью в журнале

Авторы: , ,

Рубрика: Технические науки

Опубликовано в Молодой учёный №9 (195) март 2018 г.

Дата публикации: 02.03.2018

Статья просмотрена: 414 раз

Библиографическое описание:

Сухинина Е. В., Ермаков М. А., Шастин В. И. Ультразвуковое кавитационное удаление заусенцев с поверхности малогабаритных деталей // Молодой ученый. — 2018. — №9. — С. 53-54. — URL https://moluch.ru/archive/195/48595/ (дата обращения: 17.01.2020).



В настоящее время, в области машиностроения существует проблема обработки малогабаритных деталей. На производстве есть участки, на которых вынуждены использовать ручной труд. Большинство деталей, получаемых обработкой резанием, а также после некоторых видов обработки давлением подвергаются ручной финишной обработке, которая заключается в удалении заусенцев. Необходимость данных операции обусловлена требованиями техники безопасности, а также техническими условиями других технологических операций (поверхностное упрочнение, нанесение покрытий, сборка). Низкий уровень автоматизации снижает достижимую точность, качество стабильность и производительность операций.

Для повышения производительности финишной обработки в условиях серийного производства могут быть использованы традиционные и новые перспективные методы автоматизации механообработки поверхностей деталей. Например, анодно-абразивный, химический, электроконтактный способы удаления заусенцев, но эти способы имеют ряд недостатков, таких как: сложность конструкционного исполнения, низкая эффективность процесса обработки, невозможность обрабатывать нетокопроводящие материалы и прочее. Исходя из этого, рекомендуется использовать метод ультразвуковой кавитации.

Метод ультразвуковой кавитации

Кавитация (от лат. cavita — пустота) — процесс образования и последующего схлопывания пузырьков вакуума в потоке жидкости, сопровождающийся шумом и гидравлическими ударами, образование в жидкости полостей (кавитационных пузырьков, или пустот), которые могут содержать разреженный пар.

Ультразвуковая кавитация — образование и активность газовых или паровых пузырьков (полостей) в среде, облучаемой ультразвуком, а также эффекты, возникающие при их взаимодействии со средой и с акустическим полем.

Ультразвуковая кавитация применяется для очистки твердых тел, снятия заусенцев, эмульгирования, для образования аэрозолей и увлажнения помещений, в пищевой промышленности и пр.

Частота ультразвуковых колебаний определяет интенсивность захлопываний кавитационных пузырьков. Чем ниже частота, тем больше интенсивность каждого отдельного акта захлопывания, так как при низкой частоте пузырек имеет больше времени для формирования и достигает большей величины. Кроме того, при низких частотах звуковая волна имеет большую глубину проникновения, что особенно выгодно при очистке сложных деталей, имеющих отверстия и каналы. Под воздействием низкочастотных ультразвуковых колебаний возможна вибрация самих деталей, что также способствует очистке. Однако при частотах ниже 20 кГц звук становится слышимым. Пронзительный шум и свист, сопровождающие работу ультразвуковых установок на этих частотах, неприятны для слуха человека и оказывают болезненное воздействие. Исходя из вышеуказанных предпосылок, частоты 20–25 кГц являются наиболее приемлемыми для очистки.

От мощности звуковой волны зависит количество кавитаций, возникающих в объеме жидкости. Указывается, что в диапазоне частот 20–50 кГц хорошее, качество очистки в водных растворах достигается при плотности ультразвуковой энергии 2–3 Вт/см2, а при использовании растворителей -— 1–2 Вт/см2.

Установки для ультразвуковой очистки

Промышленностью выпускаются установки для ультразвуковой очистки в основном двух моделей — УЗВ и ВМ. Установки предназначены для очистки узлов и деталей из металлических и неметаллических материалов от различных видов загрязнений. В качестве моющих средств могут быть использованы водные растворы щелочных CMC и различных растворителей.

Для улучшения условий труда обслуживающего персонала — уменьшения вредного влияния ультразвукового поля и паров моющих средств — ванны установок УЗВ заключены в звукоизоляционные кожухи и имеют бортовые вентиляционные отсосы. Для обеспечения необходимого режима работы имеются змеевики для подогрева или охлаждения. Генератор монтируется в отдельном шкафу, что позволяет устанавливать его в месте, наиболее удобном для обслуживания.

Ванны для ультразвуковых установок модели ВМ выпускаются емкостью от 2,5 до 1000 л. Каркас ванн изготовляется из нержавеющей стали. На ваннах предусмотрены устройства для загрузки и выгрузки деталей большой массы.

Пример деталей, изготавливаемых на релейном заводе, требующих ультразвуковую кавитационную обработку

На рисунке 1 представлены малогабаритные детали, которые изготавливают на Релейном заводе. Предположительно, именно их можно подвергать обработке с помощью метода ультразвуковой кавитации.

Рис. 1. Детали, обрабатываемые методом ультразвуковой кавитации: а) переход герметичный микрополосковый СРГ-50–972В; б) Переход герметичный вилка — вилка СРГ-50–974В; в) Вилка кабельная прямая СР-50 (в стадии разработки); г) Вилка кабельная угловая СР-50 (в стадии разработки)

Материалы деталей иих температуростойкость

Для переходов: 29НК сплав прецизионный с заданным температурным коэффициентом линейного расширения.

Температура плавления: 1450 °C

Для вилок: ЛС59–1 латунь свинцовая

Температура плавления: 900 °C

Разработка мероприятия дальнейших исследований метода ультразвуковой кавитации

Дальнейшая работа будет направлена на более подробное исследование данного метода обработки малогабаритных деталей. При этом, должна сохраниться цельность деталей, без нарушения поверхности.

Литература:

  1. Рождественский В. В. Кавитация. Л.: Судостроение, 1977. — 248c.
  2. Сиротюк, М. Г. Акустическая кавитация. — М.: Наука, 2008. — 271 с.
  3. И. Г. Хорбченко. Звук, ультразвук, инфразвук. — Знание, Москва, 1986. — 164 с.
  4. Каталог продукции АО ИРЗ. — 2014. — 43с.
Основные термины (генерируются автоматически): ультразвуковая кавитация, деталь, CMC, удаление заусенцев, температура плавления, стадий разработки, Релейный завод, звуковая волна, вилок, ультразвуковая очистка.


Похожие статьи

Контактная очистка парафина адсорбентами в сочетании...

Это явление, называемое кавитацией, возникает под действием ультра звуковых волн с частотой 5-24 кГц.

В связи сказанным нами проведено экспериментальное исследование влияния ультразвукового воздействия на показатели очистки парафинов адсорбентами.

Ультразвуковая обработка как перспективный метод повышения...

Ключевые слова: ультразвуковая обработка, ультразвук, ультразвуковая колебательная система.

Основой ультразвуковой обработки является применение упругих волн с частотой колебаний от

Разработки более совершенных ультразвуковых колебательных установок с...

Использование ультразвуковых волн для измерения расстояния...

При разработке различных специальных систем часто возникает необходимость

Точность измерения ультразвуковых датчиков напрямую зависит от температуры и

Например, при температуре скорость звуковой волны C(t) 305,8 м/с, а при температуре +45 C(t) 357,2 м/с.

Кавитационные технологии в пищевой промышленности

Ключевые слова: гидродинамическая кавитация, акустическая кавитация, технология, процесс.

Это прежде всего акустические параметры — звуковое давление и частота; термодинамические — внешнее давление и температура; параметры жидкости — плотность...

Применение кавитации (акустических волн) для обработки...

Библиографическое описание: Канина К. А., Робкова Т. О. Применение кавитации (акустических волн) для обработки молока-сырья [Текст]

Ультразвуковая обработка молока — сырья проводилась трехкратно. Полученные результаты представлены в таблице 1.

Волноводное распространение ультразвука | Статья в журнале...

Ультразвуковое поле в области расстояний, сравнимых с длиной волны характеризуется рядом максимумов и минимумов

Отражения от стенок и верхнего уровня жидкости могут быть учтены при малых интенсивностях УЗ колебаний при отсутствии развитой кавитации и мощных...

Метод ультразвукового упрочнения поверхностей узлов...

В мировой практике, при производстве ГТД используются установки для ультразвукового упрочнения деталей.

Разработка программного комплекса для повышения эффективности ранних стадий проектирования современных и перспективных авиационных газотурбинных...

Разработка автоматизированной системы управления процессом...

8. Вибропитатель — для удаления холодного известняка.

Разработка автоматизированной системы управления технологическим процессом очистки сточных вод.

Способы улучшения эксплуатационных свойств дизельного топлива

Рис. 1. Процесс образование кавитации. Энергия схлопывания пузырьков, усиленная ультразвуковыми волнами, позволяет разрушать все известные материалы. Температура внутри кавитационных пузырьков достигает 1500 °C при давлении от 200 кг/см2 до 1500 кг/см2.

Похожие статьи

Контактная очистка парафина адсорбентами в сочетании...

Это явление, называемое кавитацией, возникает под действием ультра звуковых волн с частотой 5-24 кГц.

В связи сказанным нами проведено экспериментальное исследование влияния ультразвукового воздействия на показатели очистки парафинов адсорбентами.

Ультразвуковая обработка как перспективный метод повышения...

Ключевые слова: ультразвуковая обработка, ультразвук, ультразвуковая колебательная система.

Основой ультразвуковой обработки является применение упругих волн с частотой колебаний от

Разработки более совершенных ультразвуковых колебательных установок с...

Использование ультразвуковых волн для измерения расстояния...

При разработке различных специальных систем часто возникает необходимость

Точность измерения ультразвуковых датчиков напрямую зависит от температуры и

Например, при температуре скорость звуковой волны C(t) 305,8 м/с, а при температуре +45 C(t) 357,2 м/с.

Кавитационные технологии в пищевой промышленности

Ключевые слова: гидродинамическая кавитация, акустическая кавитация, технология, процесс.

Это прежде всего акустические параметры — звуковое давление и частота; термодинамические — внешнее давление и температура; параметры жидкости — плотность...

Применение кавитации (акустических волн) для обработки...

Библиографическое описание: Канина К. А., Робкова Т. О. Применение кавитации (акустических волн) для обработки молока-сырья [Текст]

Ультразвуковая обработка молока — сырья проводилась трехкратно. Полученные результаты представлены в таблице 1.

Волноводное распространение ультразвука | Статья в журнале...

Ультразвуковое поле в области расстояний, сравнимых с длиной волны характеризуется рядом максимумов и минимумов

Отражения от стенок и верхнего уровня жидкости могут быть учтены при малых интенсивностях УЗ колебаний при отсутствии развитой кавитации и мощных...

Метод ультразвукового упрочнения поверхностей узлов...

В мировой практике, при производстве ГТД используются установки для ультразвукового упрочнения деталей.

Разработка программного комплекса для повышения эффективности ранних стадий проектирования современных и перспективных авиационных газотурбинных...

Разработка автоматизированной системы управления процессом...

8. Вибропитатель — для удаления холодного известняка.

Разработка автоматизированной системы управления технологическим процессом очистки сточных вод.

Способы улучшения эксплуатационных свойств дизельного топлива

Рис. 1. Процесс образование кавитации. Энергия схлопывания пузырьков, усиленная ультразвуковыми волнами, позволяет разрушать все известные материалы. Температура внутри кавитационных пузырьков достигает 1500 °C при давлении от 200 кг/см2 до 1500 кг/см2.

Задать вопрос