Интенсификация процессов механической обработки использованием энергии ультразвукового поля. Киселев Е.С. - 20 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

УлГТУ | Ульяновск

Составители: 

Рубрика: 

ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ РАСПРОСТРАНЕНИЯ УЛЬТРАЗВУКОВЫХ ВОЛН
–––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––
23
Феррит Ф-38, Феррит Ф-41, Феррит Ф-42, Феррит 21СПА, Виброкс I, Виброкс
II, Феррокскуб 7А, Феррокскуб 7А2, Феррокскуб 7В) в основном зависят от со-
ставляющих (окислы железа, цинка, закись никеля). Ферриты устойчивы про-
тив коррозии, имеют значительно меньшую зависимость частоты от температу-
ры, обладают значительным магнитострикционным эффектом, близким к нике-
лю. У ферритов электрическое сопротивление в 10
8
– 10
10
раз больше, чем у ме-
таллов, поэтому потери на вихревые токи в них практически отсутствуют. Од-
нако у ферритов есть недостаток – малая механическая прочность, что не до-
пускает их перегрузок при работе в колебательных системах большой мощно-
сти. Механические напряжения, возникающие в материале, приводят к образо-
ванию трещин, а затем и к разрушению ферритового сердечника излучателя.
Отечественной промышленностью вы-
пускаются магнитострикционные преобразова-
тели ПМС-7, ПМС-11, ПМС-15, ПМС-24,
ПМС-27, ПМС-39, ПМС-51 и др., предназна-
ченные для работы в различных УЗ технологи-
ческих установках. Магнитострикционные
преобразователи используют в сочетании с
пассивными металлическими элементами –
диафрагмами (рис. 9, а) и стержневыми кон-
центраторами (рис. 9, б). Излучатели на основе
магнитострикционных преобразователей с
диафрагмами широко используют в ваннах УЗ
очистки, в устройствах для воздействия УЗК на различные процессы, проте-
кающие в жидкой среде. Магнитострикционные преобразователи со стержне-
выми концентраторами составляют основу УЗ инструментов для механической
обработки, сварки и т. п. Магнитострикционные преобразователи из металли-
ческих материалов обладают КПД ~ 50 %, из ферритов, благодаря отсутствию
потерь на токи Фуко и высокой механической добротности ~ 70 – 80 %. При
работе с малой нагрузкой (например, в УЗ инструментах) ограничивающим
фактором является механическая прочность магнитострикционного материала.
Так, у ферритовых излучателей в отсутствие нагрузки амплитуда колебаний ог-
раничивается величиной ~ 2 мкм на частотах 20 – 40 кГц, у металлических из-
лучателей амплитуда может достигать 10 мкм и более. Высокая механическая
прочность, отсутствие специальных требований к гидро- и электроизоляции
сердечника являются достоинствами магнитострикционных преобразователей,
определяющими в ряде случаев их преимущество перед пьезоэлектрическими
преобразователями при использовании в диапазоне частот от 1 до 100 кГц в УЗ
технологии. Однако магнитострикционные преобразователи отличаются боль-
шими массами и габаритными размерами, повышенным потреблением электро-
Рис. 9. Магнитострик-
ционные преобразователи: а –
для УЗ ванн; б – для УЗ инст-
рументов [89]
а) б)

Страницы