Реферат- Интенсификация процессов резания ультразвуком - файл n1.docx

Реферат- Интенсификация процессов резания ультразвуком
скачать (148.4 kb.)
Доступные файлы (1):
n1.docx153kb.02.02.2009 12:12скачать

n1.docx

1   2   3   4   5
в основе работы имеют пьезоэлектрический эффект. Сущность его [1] состоит в том, что при определенных типах кристаллографической симметрии в результате формирования кристалла возникает прямой пьезоэлектрический эффект, когда на гранях кристалла появляются электрические заряды, пропорциональные величине деформации. Имеет место и обратный пьезоэлектрический эффект, заключающийся в том, что в кристаллах, помещенных в электрическое поле, возникают внутренние напряжения, пропорциональные напряженности поля, при этом под действием электрических зарядов деформируется (изменяются размеры) кристалл.

Под воздействием внешней силы кристаллическая решетка изменяет свое состояние. Деформация решетки, вызываемая механическим напряжением, приводит к перераспределению электрических зарядов. Однако не при любом расположении диполей в кристалле действие механической силы приводит к деформации, когда изменяется дипольный момент, то есть расстояние между центрами тяжести разноименных зарядов. Это возможно только при наличии полярных направлений, которые имеются у кристаллов, не обладающих центром симметрии.

Пьезоэлектрическими свойствами обладают сегнетова соль, хлорит натрия, виннокислый калий и др. Наиболее широкое применение получил кварц (двуокись кремния SiO2). Кристалл кварца представляет собой шестигранную призму (рис. 10), к которой сверху и снизу примыкают шестигранные пирамиды. У кристалла одна неполярная ось симметрии Z (оптическая) и три полярных оси Х1, Х2, Х3 (электрические). Каждая из них соединяет противоположные, но не равнозначные ребра шестигранной призмы.
3.2 Ультразвуковые генераторы

Для питания излучателей электрической энергией необходимы УЗ генераторы. К УЗ генераторам предъявляются следующие основные требования:

стабильность частоты; возможность плавного регулирования частоты (для УЗ генераторов, используемых в исследовательских целях, в достаточно широком диапазоне);

возможность регулирования выходной мощности в заданном диапазоне, кривая выходного напряжения генератора должна иметь синусоидальный характер;

надежность в работе;

небольшие габаритные размеры;

малую себестоимость изготовления и эксплуатации. Использование в качестве нагрузки различных типов излучателей обусловливает ряд особенностей, отличающих генераторы для получения УЗК.

При выборе принципиальной электрической схемы возникают противоречия между стремлением, с одной стороны, получить высокий КПД, простоту и малую себестоимость, с другой – обеспечить стабильность частоты, отдаваемой мощности и осуществление простыми средствами согласования нагрузки с выходом генератора. Для выполнения определенных функций и конкретных технологических операций применяются УЗ генераторы с весьма малым диапазоном поднастройки, например, 18 – 25 кГц.

Генераторы УЗ частоты, рассчитанные на более широкий диапазон рабочих частот, выполняются, как правило, по многокаскадным схемам с независимым задающим генератором и имеют ряд дополнительных регулирующих органов и измерительных устройств. КПД таких устройств ниже, а габаритные размеры больше, чем у генераторов, имеющих более узкий частотный диапазон.

Промышленностью разработаны и выпускаются УЗ генераторы различной мощности в зависимости от их назначения. По этому признаку УЗ генераторы можно разделить на генераторы малой мощности (50 – 600 Вт), средней и большой (более 1 кВт) мощности. Современные промышленные предприятия наибольшее предпочтение отдают малогабаритной и экономичной УЗ аппаратуре с питающим генератором на современной элементной базе мощностью 50 – 600 Вт. В качестве основных источников УЗК малой мощности до настоящего времени широко использовали генераторы серии УЗУ (УЗУ-01, УЗУ-025, УЗУ-025М) и серии УЗГ (УЗГ13-0,1/22, УЗГ14-0,16/22, УЗГ7-0,25/22,), опыт эксплуатации которых свидетельствует об их надежности и конкурентоспособности. Однако форма электрического сигнала УЗ частоты, вырабатываемого этими генераторами, близка к прямоугольной и при значительной амплитудевыходного электрического сигнала амплитуда колебаний насадка не превышает 5 мкм, т. е. генераторы имеют низкий КПД.

Кроме того, промышленно выпускаемые генераторы данной серии имеют низкую надежность, так как при коротких замыканиях в цепи нагрузки выходят из строя транзисторы выходного каскада, а в некоторых случаях – все транзисторы усилителя мощности. Как показала практика эксплуатации этих генераторов, плавкая вставка, установленная в цепи питания транзисторов выходного каскада усилителя мощности, не является эффективным средством защиты от выхода из строя этих транзисторов при коротком замыкании в цепи нагрузки. К тому же несовременная элементная база обусловливает их большую массу (около 20 кг) и сравнительно большие габаритные размеры (400х450х280 мм).


Заключение
В данном реферате я рассмотрел некоторые вопросы интенсификации процессов резания с помощью ультразвуковых колебаний.

Технологии мощного ультразвука - это совокупность промышленных технологических процессов и методов обработки материалов, основанных на использовании воздействия ультразвука значительной интенсивности на вещество и на характер протекания физико-химических процессов. Для получения ультразвука значительной интенсивности используются специальные акустические системы.

  Большинство технологических процессов и методов основывается на совместном действии ряда факторов и явлений, использующих, как правило, нелинейные эффекты в ультразвуковом поле.

Выявлен основной недостаток ультразвукового способа обработки - существенное уменьшение производительности процесса по мере увеличения глубины обработки. Для объяснения этого явления используется два предположения. Согласно первому, при увеличении боковой поверхности рабочего инструмента, контактирующей с обрабатываемым материалом, амплитуда колебаний инструмента уменьшается вследствие трения, а уменьшение амплитуды приводит к снижению производительности. Это предположение до настоящего времени не получило четкого экспериментального подтверждения. При использовании сплошных инструментов и достаточном запасе мощности применяемых генераторов (что было ранее) рассматриваемое предположение не подтверждается экспериментально. Однако, при использовании трубчатых инструментов с тонкой стенкой в комплекте с маломощными генераторами амплитуда колебаний инструмента уменьшается и скорость обработки падает.

Второе предположение, основанное на результатах многочисленных экспериментов, объясняет уменьшение скорости обработки с увеличением глубины, ухудшением условий подачи свежего абразива в зону обработки и удаления продуктов обработки. Экспериментально установлено, что при отсутствии подачи свежего абразива, имеющийся разрушается так, что за 0,5...0,6 секунд размеры частиц уменьшаются в пять раз.


Список литературы:
1. Е.И. Киселев, Интенсификация процессов механической обработки использованием энергии ультразвукового поля.

2. Гершгал Д.А., Фридман В.М. Ультразвуковая технологическая аппаратура. М.: Энергия, 1976. 320 с.

3. Бергман Л. Ультразвук и его применение в науке и технике. М.: Иностранная литература, 1957. 728 с.

4. Марков А.И. Ультразвуковая обработка материалов. - М.: Машиностроение, 1980.-237 с., ил.

5. Попилов Л.Я. Электрическая и ультразвуковая обработка: Справочное пособие (вып. 1). - М.: Государственное науч.-тех. изд. Машиностроительной литературы , 1960.-138 с., ил.

1 При написании данного пункта использованы результаты исследований А. И. Маркова

1   2   3   4   5


Учебный материал
© nashaucheba.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации