Обработка сильными электрическими полями (электронно-ионная технология), страница 17

Рассмотрим примеры технологического использования УЗ в основных направлениях, представляющих интерес для сельскохозяйственного производства.

Применение УЗ в процессах, основанных на тепломассообмене. Ультразвук используют для очистки поверхностей твердых тел (деталей, сборочных единиц, изделий) от загрязнения. Предметы, подлежащие очистке, помещают в ванну, заполненную моющим раствором. Электроакустический преобразователь встраивают в дно или стенки ванны либо погружают в раствор. Параметры процесса: f=18...44 кГц, I=2,5...100 кВт/м², время очистки — от десятков секунд до десятков минут.

Кавитационные пузырьки, играющие основную роль в процессе УЗ-вой очистки, проникают под пленку загрязнения, разрывают и отслаивают её.

Применение ультразвука позволяет значительно ускорить процесс очистки; повысить её качество (например, при прополаскивании деталей на их поверхности остается до 88 % загрязнения, при вибрационной очистке — около 55%, при ручной — около 20%, а при УЗ-вой — не более 0,5 %); исключить вредный ручной труд; заменить дорогие токсичные либо пожароопасные растворители водой или дешёвыми водными растворами.

Ультразвуковую очистку применяют перед ремонтом, сборкой, окраской, хромированием, никелированием и другими операциями. Особенно эффективно УЗ применять для очистки деталей, имеющих сложную форму и труднодоступные места (узкие щели, прорези, маленькие отверстия и т.д.). УЗ можно использовать и для мытья доильной аппаратуры и молочной посуды.

Промышленность выпускает большое число установок для ультразвуковой очистки, различающихся конструктивными особенностями, вместимостью ванн, мощностью УЗ (табл. 17.2).

Таблица 17.2.

Основные технические данные некоторых ультразвуковых очистных установок универсального назначения

Ультразвук можно использовать также и для других процессов, связанных с тепломассообменом: сушки материалов, пропитки пористо-капиллярных материалов жидкостью (например, при пропитке электрической изоляции лаком, при ощелачивании соломы) и т.д.                                        

Применение УЗ для размерной обработки твердых хрупких материалов. Сущность этой обработки состоит в том, что между инструментом 2 (рис. 17.3), колеблющимся с частотой 18...44 кГц и амплитудой 10...60 мкм, и обрабатываемой поверхностью заготовки 1 подаются взвешенные в воде зерна абразива 3. Инструмент периодически ударяет по зернам абразива, которые выкалывают микрочастицы с поверхности заготовки. Поскольку инструмент прижимается к обрабатываемой поверхности, то на ней постепенно образуется углубление, копирующее форму рабочей части инструмента. Таким образом осуществляется соответствующая операция: вырезание, прошивание, сверление и т. п.

Ультразвуковая размерная обработка в отличие от электроэрозионной пригодна для обработки как проводящих, так и диэлектрических материалов. Наиболее эффективна ультразвуковая обработка при изготовлении деталей и отверстий сложной формы в изделиях из твердых хрупких материалов (стекло, керамика, алмаз, германий, кремний и др.), обработка которых другими методами затруднена.

Рис. 17.3. Схема ультразвуковой размерной обработки материалов:

1 — обрабатываемая поверхность заготовки; 2 — инструмент, колеблющийся с ультразвуковой частотой; 3 — зерна абразива, взвешенные в воде.