Способ ультразвуковой очисткидЕТАлЕй и уСТАНОВКА для ЕгООСущЕСТВлЕНия Советский патент 1981 года по МПК B08B3/12 

1 . Изобретение относится к приборостроитепьному произвопстау, касается способа и установки для -хавитаинощной обработки деталей при воздействии ультразвука, и . можете найти применение преимущес1вен8О для снятия заусенцев с мелких деталей Известен способ кавитаиионной обр ботки деталей с воздействием упьтразау- ка, при котором обрабатываемые-детали перемешаются через внутренний с&ьвм кольцевого ультразвукового излучателя. Конструкция для реализации этого спосо ба представляет собой установленный верШкально внутри ванны с моюшей жидкоо Ц тью кольцевой ультразвуковой иэлучатоп, внутрь которого со специального лотка, расположенного над ванной, подают дет1а ли 1. Недостатком этого способа является то, что часть деталей при перемещении внутри излучателя не попадает в его фокальную кавитадионную область, распрлож.енную по главной оси его симметрии. Это приводит к тому, что не все детали подвергаются равномерной обработке. Наиболее близким к изобретению является способ-йаьитааионной обработки, при котором детали многократно перемешают через фок1апьную кшитаоионную область врашаютегося электроакустического излучателя. Устройство йпя реализации этого способа представояет собой горизонтально расположенный кольцевой излучатель с крышками по торцам, который снабжен механизмом возвратно-вращательного движения вокруг горизонтальной оси с углем поворота в пределах 220 . При этом способе обработки детали при вращенш преобразователя захватываются специальными лопатками, закрепленными на его внутренних стенках, подаются в верхнюю часть излучателя, а оттуда под действием гравитационных сил падают вниз, проходя при этом Лерез фокальную кавиташкжную область, совпадающую в данном случае с осью.-вращения 2. Недостатком этого способа обработки является то, что значительное технологическое время обрабатываемые детали на ходятся вне фокальной области излучателя и, следовательно, не лодвергаются интенсивной кавитадионной обработке. Цель изобретения - повышение производительности технологического процесса за счет увели ения времени нахождения деталей в кавитадионной области. Указанная цепь достигается тем, что обрабатьдааемые детали перемещают через фокальную область электроакустического излучателя, в котором предварительно возбуждают ультразвуковую кавитацию. При этом излучатель одновременно вра- шают относитеттьно двух пересекающихся осей, причем одну из осей располагают под углом к главной оси симметрии излучателя. Установка для осуществления предлагаемого способа содержит кольцевой электроакустический излучатель с крышками по торцам и механизм вращения излучателя, который снабжен несущим вендом, связанным с излучателем. Излучатель установле в отверстии несущего венца, а механизм вращения излучателя имеет корпус. В этом корпусе свободно установлен несущий венец, который имеет дополнительный привод вращения относительно этого корпуса. Оси вращения корпуса и несущего венца не ссдападают и расположены под углем друг к другу. На фиг. 1 изображена кинематическая схема установки; .на фиг. 2 - схема подвода питания к электроакустическому коль цевому излучателю; на фиг. 3 - корпус механизма вращения, общий вид; на фиг. 4 уст-ройство для перестановки -излучателя и для иav eнeния положения его главной оси симметрии относительно осей вращения; на фиг. 5 - узел I на фиг. 4; на фиг. 6 - разрез на фиг. 5; на фиг, 7 11 - траектории перемещения фокальной кавитадионной области при работе установки.

Кольцевой магнитострикционный излучатель 1 (фиг. 1-4) со съемной крыш кой 2 при помощи шпилек 3 к г«ек 4 связан с несущим венИсы 5, который при аомощ11 шестерен 6 кин:ематически связан с валом 7. Последний соединен с электродвигателем 8 постоянного тока при помощи клиноременной передачи 9. Корпус 1О (фиг. 3), внутри которого расположен несущий венец 5, снабжен механизмом его вращения относительно горизонтальной

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

В исходном положении излучатель .находится в вертикальном положении, крышка 2 снята , крышка 30 открыта, а разгрузочная емкость 16 находится в верхнем положении. Вручную загрузив порцию деталей, подлежащих обработке, внутрь излучателя 1, закрывают крышку 2 и затем крышку 30. Включают электродвигатель 8, от которого при помощи клиномерной передачи 9 движение передается через оси. Это механизм включает вал 11, который жестко соединен с корпусом 1О, червячную передачу 12, конический реверсивнь1Й механизм 13 и электромагнитную муфту 14, посредством которой этот механизм связан с валом 7, Шестерня 6 связана с валом 7 через электромагнитную муфту 15. Разгрузочная емкость 16 {фиг. 2) соединена с корпусом 1C через шарнир 17 при помощи штанги 18 и муфты 19, которая расположена на валу 20 корпуса 10. Валы 11 и 2О соосны. На валу 21, связанном с излучателем 1, расположено щеточное устройство 22, име-т юшее коллекторы 2.3 и щетки . Каналы для подачи сжатого воздуха в валах 20 и 21 связаны с трубопроводом 25. Внутри трубопровода 26 расположены токове- дущие провода. Трубопроводы 25 н 26 . Щеточное устройство 27 аналогично щвточному устройству 22. Установка имеет общий кожух 28 с люком 29 и крышкрй 30 люка (кожуха). Фланец 31 (фиг. З) крепится ;к корпусу 1О при помощи-болтав 32 и гаек 33. Излучатель снабжен устройством для его перестановки относительно горизонтальной оси, ус-рройством для его перестановки относительно вертикальной оси его вращения и устройством для изменения положения его главной оси симметрии относительно Соси вращения корпуса механизма вращения. Эти устройства включают угольники 34 и втулки 35 (фиг. 5 и 6), посредством которых излучатель закреплен на несущем венде 5. Угольников всего 4: по два с каждой стороны прямоугольного отверстия несущего венца 5. Угольники 34 крепят-i ся к несущему венцу 5 с помощью болтов 36 и гаек 37. Для крепления болтов 36 в несущем венде 5 выполнены отверстия 38 (фиг. З). Втулки 35 с помсйдью га- , ек крепятся соответственно на четырех шпильках 3 рабочей ванны. В.ал 11 выполней с возможностью взаимодействия с набором кониевых выключателей 39 (фиг. 1). 5 . 79 элвктромагнитщю муфту 14 на комический реверсивный механизм 13 и далее через червячную передачу 12 и вал 11 на корпус 10 механизма, врашеиия нзлучателя. При этом корпус 10, несущий вевеи 5 и изпучатет 1 получают вращение вокруг горизонтальной оси. ОЕШовременно от реверсивного механизма 13 через электро магнитную муфту 15 и систему шестерен . 6 движение передается на несущий венеи 5, который при этом получает вращение вокруг вертикальной оси внутри корпуса 1О. Также начинает вращаться вокруг вер тикальной оси и излучатель 1, связанный с несущим вениом 5. Таким образом, цесущий венец и закрепленный в его отверстии излучатель 1 получают одновретлеН;ное вращение вокруг двух осей. Скорость вращения излучателя может регулироваться за счет изменения числа оборотов алек тродвигателя 8. При вращении излучателя 1 вокруг двух осей электропитание на обмотку магнитострикшонного излучателя подается через щеточные устройства 22 27. Сжатый воздух дня проведения технолох ческого процесса ультразвуковой обработки под избыточным статическим давленио г подается в рабочую ванну через каналы в валах 20 и 21 и трубопровод 25. При таком вращении излучателя 1 вокруг двух пересекающихся осей, в зависимости от его положения относитель но этих осей, фокальная кавитациокная область излучателя ось симметрии которой совпадает с упомянутой главной осью описьюает объемные фигуры. При этом траектории отдельных частей фокальной бласти многократно пересекаются с траекториями движения детали внутри излучателя, что по сравненрпо с известным устройством увеличивает долю вретленй ультразвуковой обработки деталей в фокальной кавитационной области относятепь но общего времени движения деталей внут ри излучателя. На фиг. 7-11 показаны объемтле фигуры, в которые преобразуется фокальная кавиташгонная,область излучателя 1 при различном закреплении последнего . относительно несущего венца 5. Фигура в виде диска, ширина которого равна д аметру фокальной области, а диаметр равен последней по ее оси симметрии (фиг. 7), образуется при симметричном закреплении излучателя относительно несущего венца 5 (фиг. 2). Фигура в виде диска той же ширины, что и в предыдущем случае, но имеющая диаметр, пршы9шающий общую длину фокальной области, (фиг. 8) образуется, если излучатель переставить относительно плоскости несущего венца 5 вверх (или вниз). Для этого освобонсдают гайки 4 на всех четырех втулках 35 (фиг. 6} и перемешают излучатель относительно указанных втулок вверх (или вниз). Далее, закрепляя втулки 35 на необходимый длине шпилек 3, ползгчают требуемое положание излучателя относительно плоскости несущего венца 5. При таком закрепления излучателя внутри диска, описываалого .фокальной областью, образуется пространство (см. фиг. 8), в котором траектории отдельных точек фокальной области дважды за один оборот излучателя вокруг горизонтальной оси пересекаются с.траекториями движения деталей. Фигура большего (фиг. 9)образуете я, если закрепить излучатель экспекн трично относительно несущего венца 5, т, а. переставить излучатель относительно вертикальной оси.его вращения. Для этого освобождают болты 36 (фиг. 5 и 6) и перемещают все четыре угольника в правую или левую сторону, закрепляя их в необходимых, отверстиях 38 (фиг. 3,), фиксируют излучатель, 1 в эксцштричномотносительно несущего венца 5 положе(ши. Ширина упсмянутой фигуры определяется величиной смещения излучателя отностельно центра несущего венца, но смещение больше, чем на радиус фокальной области. неэффективно (фиг. 9). Бели при эксдентричном закреплении, излучателя относительно венца 5 допсэтнительно его повернуть относительно этого же венца, т. е. изменить положение главной оси симмет рии излучателя относительно оси вращения несущего корпуса, то образуется пространство (см. фиг. 10). Для поворота излучателя 1 относитель-но несущего венда 5, например вправо (см. фиг. 4-6), освобождают гайки 4 на паре втулок 35, расположенных с левой стороны. Далее пс орачивают излучатель 1 относительно оси, соединяющей правую пару угольников 34. При этом втулки 35, связанные с левой парой угольников, скользят вдоль своих стяжных шпилек 3, поворачиваясь при этом относительно угольНИКОВ 34. Повернув излз атель 1 на необходимый угол, закрепляют ранее освобожденные гайки 4 и ванна фиксируется в требу «лом положении. Для поворота излучателя 1 вправо можно псеорачивать его и относительно 77 оси преходящей через левую-пару уголь виков, при этом соо1вефственно освобож дают гайки втупок, расположенных справа от оси поворота. Аналогично осуществляется поворот ванны в левую сторону. Фигyfy в Ш1де диска наибопьшетч объе ма (фиг. 11) можно получить, если одновременно переставить излучатель относительно несущего вениа 5, закрепить его эксцентрично,и повернуть его относительно этого же венца. Можно получить и другие траектории движе1шя фокальной области излучателя, например, если ограничить вращение несущего корпуса вокруг горизонтапьной оси опрегепенным углом. Это можно сделать путем установки кондевых переключателей 39, взаимодействующих с валом. При пов роте вала 11 на заданный угол этими концевыми переключателями обеспечивает ся переключение движения вала на обрат ное. Предлагаемый способ и устройство кавиташюнной обработки можно использовать также и в других технологических процессах с воздействии ультразвука, например при очистке деталей, измельчении порошковых материале® и др. Формула изобретения .1. Способ ультразвуковой очистки деталей, преимущественно для снятия ааувен 9 дев путем перемещения деталей через фокальную кавитационную область вращаюп егося электроакустического излучателя, отличающийся тем, что, с целью псжышения пр И13водлтельности за счет увеличения времени нахождения детали в кавитадионной области, излучатель вращают относительно двух пересекающихся осей, причем одну из осей располагают под углом к главной симметрии излучателя. 2. Установка для осуществления способа ультразвуковой очистки по п. 1, содержащая кольцевой электроакустический излучатель с крышками по торцам и механизм вращения излучателя, снабженный несущим венцом, связанным с излучателем, отличающаяся тем, что излучатель установлен в отверстт1И несущего венца, а механизм вращения имеет корцус, в котором свободно установлен несущий венец, причем последний имеет дополнительный привод вращения относительно корпуса, ось которого расположена под углом к оси вращения несущего венца. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Патент США № 3222221, шт. 134-1, 1965. 2.Авторское свидетельство СССР № 200931, кл. В 06 В 1/08, 1966 (прототип). 29

.г 0,

.

795589 /

nhi/h

u.9

6

ui.W