Устройство для ультразвуковой контактной очистки изделий

(51)08 3/12 НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ УСТРОЙСТВО ДЛЯ УЛЬТРАЗВУКОВОЙ КОНТАКТНОЙ ОЧИСТКИ ИЗДЕЛИЙ(72) Авторы Еремеев Александр Сергеевич Луцко Валерий Федорович Мазуренко Руслан Владимирович Сакевич Валерий Николаевич(56) Панов А.П. Ультразвуковая очистка прецизионных деталей. - М. Машиностроение, 1984. - С. 46, 47.2000859 1, 1993.856598, 1981.9122612 , 1997.(57) Устройство для ультразвуковой контактной очистки изделий, содержащее ванну с моющей жидкостью, акустическую колебательную систему в виде ультразвукового преобразователя и волноводов стержневого типа, отличающееся тем, что содержит акустическую опору в виде упругих элементов, расположенных напротив излучающих торцов волноводов стержневого типа с противоположной стороны относительно очищаемых изделий, а акустическая система выполнена с последовательно соединенными между собой трансформатором амплитуды продольных колебаний и длинноконтурным волноводом,при этом трансформатор амплитуды продольных колебаний входным торцом жестко связан с ультразвуковым преобразователем, а излучающая поверхность длинноконтурного волновода связана с волноводами стержневого типа. 7251 1 2005.09.30 Изобретение относится к устройствам для ультразвуковой контактной очистки внутренних и наружных поверхностей прецизионных деталей топливной аппаратуры от твердых нерастворимых загрязнений в виде окисных пленок, нагара и смолообразования и может быть использовано, например, в технологических процессах изготовления, ремонта и восстановления распылителей форсунок дизельных двигателей. Известно устройство для ультразвуковой очистки деталей, содержащее ванну с моющей жидкостью, встроенный в дно ванны магнитострикционной преобразователь, держатель со сквозными отверстиями для установки в них очищаемых деталей 1. Устройство предусматривает непосредственный механический контакт поверхности очищаемой детали с излучающей поверхностью преобразователя. В результате чего к обычным жидкостным механизмам очистки прибавляются и механические колебания детали, способствующие разрушению и отслоению кавитационно-стойких загрязнений. Кроме того, это устройство позволяет производить очистку внутренних поверхностей и полостей,воздействовать на которые внешним акустическим полем невозможно. Однако невысокая амплитуда (А 10-12 мкм) колебаний в жидкости, излучающей поверхности ультразвуковых преобразователей, в том числе, и применяемого в указанном выше устройстве магнитострикционного недостаточна для разрушения и удаления имеющих прочную механическую и химическую связь с поверхностью загрязнений, например,окалины, нагара и смолообразования. Наиболее близким по технической сущности к заявляемому техническому решению является устройство для ультразвуковой контактной очистки деталей, содержащее ванну с технологической жидкостью, акустическую колебательную систему, состоящую из ультразвукового преобразователя и волновода стержневого типа 2. Используемая в этом устройстве акустическая система позволяет производить высокоамплитудную (А 10-12 мкм) очистку, что приводит к сокращению продолжительности процесса разрушения, прочно связанных с поверхностью загрязнений. При этом очищаемая деталь свободно расположена на излучающем торце волновода. Основным недостатком этого устройства является низкая эффективность передачи энергии ультразвука от источника колебаний к детали, так как их взаимодействие носит контактно-динамический характер и определяется только массой изделия, что не позволяет производить регулирование и оптимизацию процесса очистки. Наряду с этим обязательным условием использования этого устройства является наличие у очищаемой детали плоских контактных участков, что не дает возможности эффективно производить очистку трудноочищаемых поверхностей, например, сопловых отверстий корпуса распылителя форсунки из-за их удаленности от источника колебаний (излучателя). Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является расширение технологических возможностей устройства и увеличение числа одновременно обрабатываемых деталей. Сущность изобретения состоит в том, что устройство для ультразвуковой контактной очистки изделий, содержащее ванну с моющей жидкостью, акустическую колебательную систему в виде ультразвукового преобразователя и волноводов стержневого типа, содержит акустическую опору в виде упругих элементов, расположенных напротив излучающих торцов волноводов стержневого типа с противоположной стороны относительно очищаемых изделий, а акустическая система выполнена с последовательно соединенными между собой трансформатором амплитуды продольных колебаний и длинноконтурным волноводом, при этом трансформатор амплитуды продольных колебаний входным торцом жестко связан с ультразвуковым преобразователем, а излучающая поверхность длинноконтурного волновода связана с волноводами стержневого типа. Предлагаемое устройство содержит акустическую опору в виде упругих элементов, что позволяет посредством изменения степени их деформирования производить регулирование усилия прижима изделия к колеблющейся поверхности волноводов стержневого типа и тем 2 7251 1 2005.09.30 самым дает возможность оптимизировать режим виброударного взаимодействия для достижения максимальной эффективности процесса очистки. Расположение упругих элементов напротив излучающих торцов волноводов стержневого типа относительно очищаемых деталей делает процесс передачи ультразвуковых колебаний динамически устойчивым. Использование в заявляемом устройстве дополнительно введенных в акустическую колебательную систему трансформатора амплитуды продольных колебаний и длинноконтурного волновода, последовательно соединенных между собой, обусловлено необходимостью соответственно повышения амплитуды колебаний излучающих торцов волноводов стержневого типа и увеличения числа одновременно очищаемых деталей. При этом устройство допускает без изменения его конструкции применение трансформаторов амплитуды продольных колебаний с разными коэффициентами усиления, что позволяет для данного вида загрязнений, с целью достижения максимальной эффективности процесса очистки, выбрать оптимальную амплитуду колебаний. Для крепления акустической системы как целого технологического узла на трансформаторе амплитуды выполнен буртик. Такое крепление разгружает ультразвуковой преобразователь, что способствует увеличению его срока службы. Введение в акустическую колебательную систему длинноконтурного волновода позволяет подводимую к нему от трансформатора амплитуды энергию ультразвуковых колебаний распределить на значительно большую поверхность. Выполнение в волноводе пазов в направлении распространения колебаний позволяет достигнуть равномерного распределения амплитуды смещения по всей излучающей поверхности. В результате чего может быть значительно увеличено число присоединенных к этой поверхности волноводов стержневого типа, а следовательно и количество одновременно очищаемых деталей. Изобретение поясняется фиг. 1, 2, где на фиг. 1 изображено предлагаемое устройство и распределение амплитуды продольных колебаний в акустической системе, на фиг. 2 увеличенное изображение зоны очистки. Устройство для ультразвуковой контактной очистки содержит ванну 1 с моющей жидкостью 2, акустическую колебательную систему, состоящую из последовательно соединенных ультразвукового преобразователя 3, трансформатора амплитуды продольных колебаний 4, длинноконтурного волновода 5 и волноводов стержневого типа 6. Напротив излучающих торцов волноводов стержневого типа 6 с противоположной стороны относительно очищаемых деталей 7 (корпуса распылителей форсунок) расположены упругие элементы 8 (винтовые цилиндрические пружины сжатия), удерживаемые держателем 9. Устройство работает следующим образом. На упругие элементы 8, удерживаемые держателем 9, устанавливают детали 7. Держатель вместе с деталями опускают на дно ванны 1. Затем акустическую колебательную систему перемещают вертикально вниз, приведя в соприкосновение с определенным усилием прижима излучающие торцы волноводов стержневого типа 6, с очищаемыми деталями. Включают питание ультразвукового преобразователя 3. По окончании процесса ультразвуковой очистки акустическую систему поднимают вертикально вверх и извлекают из ванны держатель с очищенными изделиями. Цикл обработки закончен. Наличие в предлагаемом изобретении акустической опоры в виде упругих элементов и введение в акустическую колебательную систему трансформатора продольных колебаний и длинноконтурного волновода позволяют по отношению к известным устройствам в широких пределах изменять технологические параметры процесса очистки и значительно увеличить число одновременно очищаемых деталей. Наряду с этим заявляемое устройство можно использовать для рассоединения заклинивших в процессе эксплуатации иглы и корпуса распылителя форсунки. 7251 1 2005.09.30 Источники информации 1. А.с. СССР 1107911, МПК В 08 В 3/12, 1984. 2. Панов А.П. Ультразвуковая очистка прецизионных деталей. - М. Машиностроение,1984. - С. 46-47. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 4