Способ кислородной резки металла и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к термической резке металлов, в частности к способам кислородной резки металла и устройствам для их осуществления, и может быть использовано в машиностроении, судостроении и других отраслях народного хозяйства. Цель изобретения - повышение производительности процесса резки. Струю режущего кислорода подают к предварительно нагретой поверхности металла, перемещают относительно этой поверхности и одновременно сообщают струе ультразвуковые колебания частотой F=(0,2-0,4/Q)D<SP POS="POST">3</SP>, где Q - расход режущего кислорода, м<SP POS="POST">3</SP>/ч

D - диаметр струи кислорода, мм. Устройство состоит из головки 1, к которой с помощью накидной гайки 2 присоединены наружный мундштук 3 и внутренний мундштук 4 с соплом режущего кислорода 5. Между внутренним и наружным мундштуками имеется канал 6 для горючей смеси. В сопле 5 выполнена тороидальная камера, соединенная с соплом 5 каналом в виде кольцевой щели. При попадании части потока режущего кислорода в тороидальную камеру 7 в ней возбуждаются ультразвуковые колебания, распространяющиеся вдоль струи. Это способствует интенсивному окислению разрезаемого металла за счет улучшения массообмена в загрязненном газовом пограничном слое. Это обеспечивает повышение скорости резки. 2 с.п. ф-лы, 2 ил., 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 5 В 23 К 7/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTGPCHGMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОсудАРстВенный комитет

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4476251/23-27 (22) 31.05.88 (46) 07.12.90. Бюл. № 45 (71) Всесоюзный научно-исследовательский и конструкторский институт автогенного машиностроения и Одесский политехнический институт (72) А. М. Грабовский, Б. В. Серебро, С. В. Сурков, Г. К. Сухинин и В. М., Шишловский (53) 621.791.945 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 100407, кл. В 23 К 7/00, 1952. (54) СПОСОБ КИСЛОРОДНОЙ РЕЗКИ

МЕТАЛЛА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО

ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к термической резке металлов, в частности к способам кислородной резки металла и устройствам для их осуществления, и может быть использовано в машиностроении, судостроении и других отраслях народного хозяйства. Цель изобретения — — повышение производительности

„„SU„„1611623 А 1 процесса резки. Струю режущего кислорода подают к предварительно нагретой поверхности металла, перемещают относительно этой поверхности и одновременно сообщают струе ультразвуковые колебания частотой

f= (0,2 — 0,4) О/d, где (,1 — расход режущего кислорода,м"/ч; д — диаметр струи кислорода, мм. Устройство состоит из головки 1, к которой с помощью накидной гайки 2 присоединены наружный мундштук 3 и внутренний мундштук 4 с соплом режущего кислорода 5. Между внутренним и наружным мундштуками имеется канал 6 для горючей смеси.

В сопле 5 выполнена тороидальная камера, соединенная с соплом 5 каналом в виде кольцевой щели. При попадании части потока режущего кислорода в тороидальную камеру в ней возбуждаются ультразвуковые колебания, распространяющиеся вдоль струи. Это способствует интенсивному окислению разрезаемого металла за счет улучшения массообмена в загрязненном газовом пограничном слое. Это обеспечивает повышение скорости резки. 2 с.п. ф-лы, 2 ил., I табл.

1611623 вале f= (0,2 — 0,4) — (=(0,2 04) 3

Формула изобретения

40

Изобретение относится к термической ре!зке металлов и может быть использовано в машиностроении, судостроении и других отраслях народного хозяйства.

Цель изобретения — повышение производнтельности процесса резки. Ha фиг. 1 и фиг. 2 изображено сопло пг)едложенного устройства, разрез., Способ состоит в том, что струю режущего к слорода подают к предварительно нагретой и верхности пазрезаемого металла, перемеш ют относительно этой поверхности и однов еменно сообщают струе ультразвуковые к лебания частотой гд!е Q --- расход режущего кислорода, м /ч; . 1 3

-диаметр струи кислорода, мм.

Устройство состоит из головки 1, к которс и с помоьцью накидной гайки 2 присоединен t наружный мундштук 3 и внутренний мундш ук 4 с соплом 5 режущего кислорода.

Между внутренним и наружным мундштукам имеется канал 6 для горючей смеси. В сс1пле 5 вьпголнена тороидальная камера 7 д 1аметром di, соединенная с соплом 5 канал<)м в виде кольцевой щели 8 шириной ооразуюшие источник ультразвуковых колеб;)ний. Диаметр наименьшего сечения сопла 4„диаметр выходного сечения сопла d.

Устройство работает следующим образом.

В канал 6 поступает горючая смесь, котор4я образует подогревающее пламя. В соп;н 5 поступает режущий кислород. При попад;)нии части потока режущего кислорода в т(роидальную камеру 7 в ней возбуждаются у. ьтразвуковые колебания, которые раси! остраняются вдоль струи. Это обеспечив ет интенсификацию процесса окисления р: зрезаемого металла за счет улучшения мвссообмена в загрязненом газовом пограннчном слое, что и обеспечивает повышение скорости резки.

Л ример. П роизводил и меха н изи рова нную кислородную резку стальных листов толщиной 20, 50 и 200 мм на общепринятых режиМВх c HoMoiLthlo резака предлагаемой констр)акции. Для различных режимов испытаний

11!расход режущего кислорода, диаметр струи, частота колебаний струи) были изготовлены сОпла с диаметрами наименьших сечений

1,2; 1,8 и 2,9 мм и концентрично расположеными по отношению к ним тороидальными камерами различных размеров.

Частоту акустических колебаний измеряли следующим образом. Вблизи среза сопла у„танавливали пьезокерамический датчик, который подсоединяли к входу запоминаюц его осцилографа типа С8- !3. Характер аэроакустического шума был близок к гармонич< скому, а частоту определяли путем подсчета числа колебаний на отрезке осциллограммЫ, соответствующем фиксированному отрезк), времени.

Результаты испытаний сведены в таблицу.

Соотношение геометрических размеров тороидальной камеры и наименьшего сечения сопла d, = (0,2 — 0,4) 4„обеспечивает возникновение в струе режущего кислорода ультразвуковых колебаний оптимальной частоты, соответствующей максимальной скорости резки.

Из таблицы также следует, что независимо от толщины разрезаемых листов металла максимальная скорость резки обеспечивается при частоте ультразвуковых колебаний в струе режущего кислорода, лежащей в интерОтношение размеров ширины щели и диаметра тороидальной камеры t=(0,1 — 0,3) 4, обеспечивает возникновение в струе режущего кислорода ультразвуковых колебаний, при этом увеличение ширины щели более чем

0,3 4 резко снижает интенсивность ультразвуковых колебаний, а уменьшение ширины щели менее 0,1 4 существенно ухудшает технологичность изготовления сопел. Использование предлагаемого способа

25 кислородной резки и устройства для его осуществления позволяет повысить производительность резки и снизить стоимость изготовления металлоконструкций.! . Способ кислородной резки металла, при котором струю режущего кислорода подают к предварительно нагретой поверхности металла, перемещают относительно этой поверхности и сообщают струе ультразвуковые колебания, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности процесса резки, частоту f ультразвуковых колебаний выдерживают в пред лах где Q — расход режущего кислорода, м /ч;

d — диаметр струи кислорода, мм.

2. Устройство для кислородной резки ме45 талла, содержащее резак с по крайней мере одним каналом для горючей смеси и центральным соплом для режущего кислорода и источник ультразвуковых колебаний, отличающееся тем, что, с целью повышения производительности резки путем возбуждения в струе режущего кислорода ультразвуковых колебаний., источник ультразвуковых колебаний выполнен в виде тороидальной камеры, расположенной концентрично соплу и соединенной с ним каналом в виде кольцевой щели, 55 причем диаметр сечения тороидальной камеры составляет 0 2 — 0 4 диаметра сопла в наименьшем его сечении, а ширина кольцевой щели составляет 0,1 — 0,3 диаметра сечения тороидальной камеры.

1611628

Толцина металла, 200

50

Диаметр струи, З,б

1,5

2,3 мм

Расход кислорода, м /ч

1,2

2,9

1,8

Скорость

42 45 52 46 41 35 резки, см/мин

11аименьпии диаметр сопла, мм

Диаметр сечения торондал„ ной камеры, мм

Частота колебаний, кГц

0,2 0,3 0,35 0,5 0,5 0,3 0,4 0,5 0,7 0,9 0,3 0,6 0,9 1,2 1, 45 50 .0 100 110 25 30 50 70 80 18 20 30 37 О

37 43 38 35 19 20 23 18

Составитель П. Генинг

Редактор О. 10рковецкая Техред А. Кравчук Корректоj) T. Ì lëåI<

Заказ 3797 Тираж 636 Подписное

ВНИИ ПИ Государственного ко<и итста ио ивобретенияч и огкры <ияч нр 1 Ii jjт < .<.<. I

11303» Москва, Ж вЂ” 35, Раешск«я наб, д. -1 6

Производственно-иадате«ьский комбинат «Пате«т». г. У кгороа, ул. I;!!;,ри