Ультразвуковой инструмент для деформационного упрочнения и релаксационной обработки

 

Использование: деформационное упрочнение и деформационная обработка швов сварных соединений. Сущность изобретения: инструмент содержит корпус с крышкой, магнитострикционный преобразователь, соединенный с трансформатором , державку с ударником и систему охлаждения. Трансформатор соединен с корпусом посредством эластиных манжет. В крышке tорпуса размещена пневмокамера с регулируемым давлением. На корпусе размещен защитный чехол, а на крышке - рукоятка с эластичным чехлом. Инструмент содержит шумопоглощающие вкладыши. Трансформатор смонтирован с возможностью осевого возвратно-поступательного перемещения , а магнитострикционный преобразователь с возможностью взаимодействия с пневмокамерой. На внутренней поверхности защитного чехла корпуса выполнена проточка для создания воздушного зазора. Рукоятка выполнена в виде неподвижного элемента , подвижного элемента, смонтированного относительно неподвижного элемента, и упругих струнообразных элементов, размещенных между опорными элементами и жестко связанных с ними. Шумопоглощаощие вкладыши выполнены из свинца. 3 з.п.ф-лы, . 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„5LJ„„1759611 А1. (gg)g В 24 В 39/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ! !

1

IQq

1(ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

flO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОЧНРИТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4856178/27 (22) 01. 08. 90 (46) 07. 09. 92, Бюл. М 33 (71) Производственное объединение

"Северное машиностроительное предприятие" (72) Ю.И.Прусов и П.А.Городищенский (56) Авторское свидетельство СССР и 472782, кл. В 24 В 39/04, 1972. (54) УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ИНСТРУМЕНТ ДЛЯ

ДЕФОРМАЦИОННОГО УПРОЧНЕНИЯ И PEJlAKСАЦИОННОЙ ОЬРАБОТКИ (57) Использование: деформационное упрочнение и деформационная обработка швов сварных соединений. Сущность изобретения: инструмент содержит корпус с крышкой, магнитострикционный преобразователь, соединенный с трансформатором, державку с ударником и систему охлаждени . ТрансФорматор соединен с корпусом посредством эластиных манжет. В крышке i:opnyca разИзобретение относится к металлообработке, например для деформационного упрочнения и релаксационной обработки швов сварных соединений корпусных конструкций в судостроении, и может быть использовано в различ" ных отраслях народного хозяйства.

Известна ультразвуковая головка (а.с. У 1074705) для деформационного упрочнения и релаксационной обработки, содержащая ультразвуковой магнитострикционный преобразователь, жестко соединенный с цилиндрическим волноводом, выполненным с опорным

2 мещена пневмокамера с регулируемым давлением. На корпусе размещен защитный чехол, а на крышке — рукоятка с эластичным чехлом ° Инструмент содержит шумопоглощающие вкладыши. Трансформатор смонтирован с воэможностью осевого возвратно-поступательного перемещения, а магнитострикционный преобразователь- с воэможностью взаимодей твия с пневмокамерой. На внутренней поверхности защитного чехла корпуса выполнена прсточка для создания воздушного зазора. Рукоятка выполнена в виде неподвижного элемента, подвижного . элемента, смонтированного относительно неподвижного элемента, и упругих струнообраэных элементов, размещенных между опор" ными элементами и жестко связанных с ними. Шумопоглощающие вкладыши выполнены из свинца. 3 з.п.ф-лы, 2 ил. элементом в зоне пучности, Голг вка снабжена полым корпусом с системой охлаждения, а рабочий элемент образова стаканообразной обсймой с наборами бойков, снабженных головками.

Известен также ультразвуковой много- ж бойковый инструмент (а.с. Р 1097482), отличающийся от вышеприведенного тем, что стержни выполнены полыми и установлены коаксиально один в другом, снабженный электромагнитом для уг.ержания набора бойков от выпадания, а магнитострикционный преобразователь, жестко соединенный со.ступенчатым

17596»

25

40

55 цилиндрическим волноводом, также выполнен с опорным элементом, расположенным в зоне пучности ультразвуковой волны. Недостатком вышеприведенных аналогов является высокий уровень вибрации корпуса инструмента при обработке изделий и высокочастотных шумов, возникающих от кавитации в охлаждающей жидкости .

Известна ультразвуковая головка (а.с. Ю 4/2782 прототип) для деформационного упрочнения и релаксационной обработки в виде последовательно соединенных преобразователя, трансформатора колебательной скорости (в дальнейшем трансформатора) и державки с отверстиями на выходном торце, в которых расположены инструменты, имеющие форму ступенчатых стержней. В данной головке державка выполнена в форме направляющего стакана и прикреплена своей узловой плоскостью к опорному элементу, расположенному также E узловой плоскости трансформатора, а стержни в ней расположены с возможностью осевого смещения относительно обрабатываемой поверхности .

К недостаткам данного устройства можно отнести то, что оно имеет высо кий уровень вибр ции, возникающей

npv обработке изделий, и не имеет защиты от высокочастотных шумов, возникающих от кавитации в охлаждающей жидкости. Это обусловлено тем, что трансформатор выполнен с опорным элементом в узловой плоскости и имеет жесткую связь с корпусом устройства, а корпус устройства не обеспечивает защиты от вибрации и высокочастотных шумов, что отрица" тельно воздействует н;, оператора, выполняющего обработку.

Целью изобретения являет ся снижение уровня низкочастотных вибраций возникающих при обработке изделий и высокочастотных шумов, возникающих от кавитации s охлаждающей жидкости и воздействующих на оператора, выпол няющего обработку.

Поставленная цель достигается тем что предлагаемый инструмент снабжен эластичными манжетами, посредством которых трансформатор соединен с корпусом инструмента, установленной в крышке корпуса соосно с магнитострикционным преобразователем пневмокамерой с регулятором давления, размещенным на корпусе инструмента концентрично с ним защитным чехлом, закрепленной на крышке рукояткой с эластичным чехлом, а также установленными в корпусе и крышке инстру" мента концентрично относительно магнитострикционного преобразователя шумопоглощающими вкладышами, при этом трансформатор колебательной скорости смонтирован с возможностью осевого возвратно-поступательного перемещения, а магнитострикционный преобразователь смонтирован с возможностью взаимодействия с пневмокамерой, варьируя давлением в которой добиваются снижения вибрации. Кроме того, для предотвращения непосредственного контакта рук оператора с корпусом инс.румента на внутренней поверхности защитного чехла корпуса выполнена проточка для создания воз" душного зазора. На крышке инструмента установлена рукоятка, выполненная в виде неподвижного элемента, жестко связанного с крышкой, подвижного элемента, смонтированного с возможностью регулировочного осевого возвратно-поступательного перемещения относительно неподвижного опорного элемента, и упругих струн, размещенных межд элементами и жестко связанных с ними, что также позволяет за счет регулировки жесткости струн снизить уровень вибрации, воздействующей на оператора. Для снижения урс вня высокочастотных шумов, возникающих от кавитации в охлаждающей жидкости, в корпусе и крышке инструмента установлены шумопоглощающие вкладыши, изготовленные из свинца, имеющего коэффициент потерь - 280 на частотах 1,б - 15 кГЦ, что характерно для кавитационных шумов.

На фиг.1 изображен предлагаемый ультразвуковой инструмент, разрез; на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1.

Ультразвуковой инструмент для деформационного упрочнения и релаксационной обработки содержит источник ультразвуковых колебаний (фиг.1), состоящий иэ жестко соединенных между собой магнитострикционного преобразователя 1 и цилиндрическогс ступенчатого трансформатора 2, корпуса 3, крышки 4, П-образного стакана 5 с направляющими отверстиями

6, в которых размещены ударники 7.

1759611

S0

Трансформатор 2 выполнен без опорного элемента в узловой плоскости и связан с корпусом 3 посредством эластичных манжет 8. Трансформатор 2 упирается через свободный торец 9 магнитострикционного преобразователя

1 в упругую пневматическую камеру 10, которая герметична и закреплена в крышке 4. Давление в камере регулируется золотниковым устройством 11.

Наружный чехол 12 выполнен с внутренней проточкой 13,.обраэуюцей с корпусом 3 воздушную пслость, которая предохраняет руки оператора от непосредственного контакта с корпусом 3.

На крышке 4 закреплена рукоятка, сформированная упругими струнами 14 с регулируемым натяжением и эластичным чехлом 15. Струны вварены в жестко закрепленный на крышке 4 фланец

16 и подвижный фланец 17, который имеет возможность перемецаться совместно с резьбовой муфтой 18 по резьбе трубки 19, кроме тогс, трубка предназначена для вывода обмотки возбуждения 20 магнитострикционного преобразователя 1. В корпусе 3 установлен шумопоглощающий вкладыш 21, .а в крышке 4 " шумопоглощающий вкладыш 22. Вкладыши выполнены в виде трубчатых вставок и г.лотно прилегают к внутренней поверхности корпуса 3 и крышки <. Трансформатор 2 опирается через эластичную манжету

23 на стопорное кольцо 24, к которому крепится П-образный стакан 9 с ударниками7 П-образной скобой 29. Чехол

12 и крышка 4 крепятся к корпусу 3 запорными кольцами 26. Охлаждающая жидкость подается s: корпус 3 по трубкам 27.

Инструмент работает следуюцим образом.

В корпус 3 инструмента от системы охлаждения (не г оказана) подается охлаждаюц<ая жидкость по трубкам 27 для охлаждения магнитострикционного преобразователя 1, тем самым создавая для него оптимальный тепловой режим. На обмотку возбуждения 20 от ультразвукового генератора (не показан) подается напряжение резонансной частоты, которое создает магнитное поле. Под воздействием магнитного поля в ультразвуковом преобразователе 1 возникают механические упругие колебания ультразвуковой частоты, которые передаются трансформатору 2.

Рабочие торцы ударников 7 вводят в контакт с поверхностью обрабатываемого изделия, например, оЬрабатывается сварной шов корпусной конструкции.

Поскольку трансформатор 2 совершает колебания, а ударники 7 находятся с ним в контакте, они также начинают совершать колеЬания, двигаясь в направляющих отверстиях 6 П-образного стакана 5. При этом энергия улара, полученная ударниками 7 от источника ультразвуковых колебаний, расходуется на деформирование оЬрабатываемой поверхности сварного шва и их упругий отскок, Вибрация, возникающая при обработке, гасится возвратно-поступательными движениями трансформатора 2, который через свободный торец

9 магнитострикционного преобразователя 1 упирается в упругую пневматическую камеру 10, давление в которой создается перед раЬотой от воздушной ма ги страли и ре гули рует ся золот ни ковым устрс<йством 11.

Варьируя давление в пневмокамере

1О золотниковым устройством 11 и регулируя с помощью подвижного фланца

17 муфтой 18 жесткость рукоятки путем натяжения струн 14, добиваются снижения уровней вибраций, воздействующих на оператора до допустимых значений. Чехол 12 проточкой 13 образует с корпусом 3 воздушную полость и отделяет руки оператора от непосредственного контакта с корпусом инструмента 3. Шумопоглощаюций вкладыш 21, установленный в корпусе 3, и шумопоглощающий вкладыш 22, установлейный в крышке 4, снижают уровень шума от кавитации, возникаюцей в охлаждающей жидкости.

Предлагаемый ультразвуковой инструмент позволяет обеспечить наиболее безопасный режим работы для оператора и улучшить условия труда по сравнению с прототипом. формула и зобрет е ни я

1. Ультразвуковой инструмент для деформационного упрочнения и релаксационной обработки, содержащий корпус с крышкой, установленные в корпусе магнитострикционный преобразователь, жестко соединенный с трансформатором колебательной скорости, державку с ударником в виде ступенчатых стержней и систему охлаждения, 1759611

Фиг, т отличающийся тем, что, с целью снижения уровня низкочастотных вибраций, возникающих при обработке изделий, и высокочастотных шумов, возникающих от кавитации в охлаждающей жидкости, он снабжен эластичными манжетами, посредством которых трансформатор колебательной скорости соединен с корпусом, установленно" в 1О крышке корпуса соосно с магнитострикционным преобразователем пневмокамерой с регулятором давления, размещенным на корпусе концентрично с ним защитным чехлом, закрепленной на .. крышке рукояткой с эластичным чехлом, а также установленными в корпусе и крышке концентрично относительно магнитострикционного преобразователя с шумопоглощаюцими вкладышами, при щ этом трансформатор колебательной скорости смонтирсван с возможностью осевого возвратно-поступательного перемещения, а магнитострикционный преобразователь смонтирован с воз- 25 можностью взаимодействия с пневмокамерой.

2. Инструмент по п.1, о т л и ч аю шийся тем, что на внутренней поверхности защитного чехла корпуса выполнена проточка, параллельная оси корпуса, для создания воздушного зазора.

3. Инструмент по и.1, о т л и ч а шийся:тем, что рукоятка выполнена в виде неподвижного элемента, жестко связанного с крышкой, подвижного опорного элемента, смонтированного с возможностью регулировочного осевого возвратно-поступательного перемещения относительно неподвижного опорного элемента, и упругих струнообразных элементов, размещенных между упомянутыми опорными элементами и жестко связанных с ними.

4.Ин-..трумент по п.1, о т л и ч а ю шийся тем, что шумопоглощающие вкладыши выполнены из свинца.

Составитель Ю.Прусов

Техред М.йоргентал

Редактор

Корректор ОХрковецкая

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Óæãoðîä, ул. Гагарина,101

-- Заказ 3573 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета .по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5