Устройство для поверхностного ультразвукового упрочнения пластин рессор

(12) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОВЕРХНОСТНОГО УЛЬТРАЗВУКОВОГО УПРОЧНЕНИЯ ПЛАСТИН РЕССОР(71) Заявитель Белорусский национальный технический университет(72) Авторы Клубович Владимир Владимирович Томило Вячеслав Анатольевич Хрущев Евгений Викторович Лаппо Наталья Михайловна(73) Патентообладатель Белорусский национальный технический университет(57) Устройство для поверхностного ультразвукового упрочнения пластин рессор, включающее ультразвуковой генератор гармонических сигналов, электроакустический преобразователь с концентратором и закрепленным на его торце деформирующим элементом,выполненным в виде выступающих над торцом концентратора на одинаковую высоту сфер равного диаметра, отличающееся тем, что торец концентратора расположен под углом 70-90 к его продольной оси, а ширина торца концентратора равна ширине обрабатываемой поверхности, кроме того, сферы расположены по всей поверхности торца.(56) 1. Абрамов О.В., Добаткин В.И., Казанцев В.Ф. и др. Воздействие мощного ультразвука на межфазную поверхность металлов. - М. Наука, 1986. - С. 186-202. 2. Патент РБ 6719, МПК 7 В 24 В 39/04, 2004 (прототип). 39922007.10.30 Полезная модель относиться к области поверхностного пластического деформирования твердых тел и может быть использована в технологических процессах повышения эксплуатационных свойств пластин из рессорной стали путем холодного поверхностного упрочнения пластической деформацией, преимущественно для повышения долговечности пластин рессор. Известно устройство 1, содержащее ультразвуковой генератор гармонических сигналов, электроакустический преобразователь и концентратор. Деформирующий элемент закреплен на конце концентратора. Рабочая поверхность деформирующего элемента имеет сферическую форму. Недостатком этого устройства является очень низкая производительность обработки. Деформирующий элемент, выполненный в виде сферы, оставляет отпечаток площадью 0,1-0,5 мм 2. Таким образом, для обработки поверхности пластины рессоры необходимо совершить множество возвратно-поступательных перемещений инструмента. Наиболее близким по технической сущности является устройство для ультразвукового поверхностного пластического деформирования шеек коленчатого вала 2, включающее ультразвуковой генератор гармонических сигналов, электроакустический преобразователь с концентратором и закрепленным на его торце деформирующим элементом, выполненным в виде выступающих над торцом концентратора на одинаковую высоту двух сфер равного диаметра. Недостатком этого устройства является низкая производительность при обработке поверхностей с большой площадью, таких как поверхность пластины рессоры. Эффективность применения этого устройства для поверхностного упрочнения пластин рессор чрезвычайно мала. Задачей предложенной полезной модели является повышение производительности и создание устройства, позволяющего эффективно упрочнять поверхности пластин рессор. Решение поставленной задачи достигается за счет того, что в устройстве для поверхностного ультразвукового упрочнения пластин рессор, включающем ультразвуковой генератор гармонических сигналов, электроакустический преобразователь с концентратором и закрепленным на его торце деформирующим элементом, выполненным в виде выступающих над торцом концентратора на одинаковую высоту сфер равного диаметра,торец концентратора расположен под углом 70-90 к его продольной оси, а ширина торца концентратора равна ширине обрабатываемой поверхности, кроме того, сферы расположены по всей поверхности торца. Сущность предложенной полезной модели поясняется чертежом, где на фиг. 1 изображен общий вид устройства для поверхностного ультразвукового упрочнения пластин рессор на фиг. 2 изображен вид спереди концентратора с деформирующим элементом на фиг. 3 изображены торец концентратора и расположение сфер на деформирующем элементе. Устройство для поверхностного ультразвукового упрочнения пластин рессор, включает ультразвуковой генератор гармонических сигналов (на чертеже не показан), электроакустический преобразователь 1 с концентратором 2, закрепленным на его торце 3 деформирующим элементом 4, выполненным в виде выступающих над торцом 3 концентратора 2 на одинаковую высоту сфер равного диаметра, торец 3 концентратора 2 расположен под углом 70-90 к его продольной оси, а ширина торца 3 концентратора 2 равна ширине обрабатываемой поверхности пластины рессоры 5, кроме того, сферы расположены по всей поверхности торца 3. Для перемещения пластин рессор 5 вдоль концентратора 2 устройство снабжено опорными роликами 6. Устройство работает следующим образом. Обрабатываемая пластина рессоры 5 укладывается на опорные ролики 6. Деформирующий элемент 4 прижимается к обрабатываемой поверхности пластины рессоры 5. После включения ультразвукового генератора в преобразователе 1 возбуждают механические колебания ультразвуковой частоты, которые посредством концентратора 2 воз 2 39922007.10.30 буждают в деформирующем элементе 4 колебания той же частоты, необходимые для обработки поверхности рессорной пластины рессоры 5. За счет того, что торец 3 концентратора 2 расположен под углом 70-90 к продольной оси концентратора 2, в процессе обработки поверхности пластины рессоры 5 одновременно происходит перемещение пластины рессоры 5 по опорным роликам 6. Это происходит потому, что сила, прикладываемая под углом 70-90, раскладывается на две составляющие - вертикальную и горизонтальную. Выбор угла наклона в пределах 70-90 обусловлен необходимостью создания горизонтальной составляющей, необходимой для продольного перемещения обрабатываемой пластины рессоры. Пример. Осуществляли обработку ППД на частоте 22 кГц пластины рессоры из стали 50 ХГФА. Угол наклона торца концентраторабыл равен 80. Заявленное устройство позволяет осуществлять равномерную обработку поверхности пластинчатой рессоры и уменьшать величину шероховатости поверхности на 2-4 класса чистоты, а также повысить срок эксплуатации рессоры в 1,2-1,5 раза, например, число циклов нагружения пластины до ее разрушения увеличилось с 1,51,8105 до 22,3105. Предложенная полезная модель найдет широкое применение на Минском рессорном заводе для поверхностного упрочнения рессорных пластин. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 3