RU151630U1

RU151630U1 - DEVICE FOR ULTRASONIC PRODUCT CLEANING

Info

Publication number: RU151630U1
Application number: RU2014125102/05U
Authority: RU
Inventors: Равиль Исламович Нигметзянов; Ольга Владимировна Селивёрстова; Сергей Константинович Сундуков; Дмитрий Сергеевич Фатюхин; Евгений Геннадьевич Юдаков
Priority date: 2014-06-20
Filing date: 2014-06-20
Publication date: 2015-04-10

Abstract

Устройство для ультразвуковой очистки изделий, содержащее смонтированные на раме колебательную систему с ультразвуковыми излучателями, рабочий элемент, выполненный с возможностью размещения изделия в ванне с технологическим раствором, систему подачи и слива последнего, а также механизм перемещения рабочего элемента, при этом ванна и колебательная система выполнены неподвижными, отличающееся тем, что в качестве ультразвуковых излучателей использованы плоскостные магнитострикционные преобразователи, оснащенные автономной системой циркуляции охлаждающей жидкости, а рабочий элемент выполнен с возможностью его вращения вокруг горизонтальной оси совместно с закрепленным на нем изделием с помощью привода и включает приспособление для закрепления изделия, состоящее из двух опор, крепящихся к днищу ванны, с осями вращения, каждая из которых установлена на соответствующей опоре в подшипниковом узле, причем одна из осей вращения подключена к приводу.A device for ultrasonic cleaning of products containing a vibrating system mounted on the frame with ultrasonic emitters, a working element made with the possibility of placing the product in a bath with a technological solution, a supply and discharge system for the latter, as well as a mechanism for moving the working element, while the bath and the oscillating system are made motionless, characterized in that planar magnetostrictive transducers equipped with an autonomous system are used as ultrasonic emitters circulation of the coolant, and the working element is made to rotate around a horizontal axis together with the product mounted on it with a drive and includes a device for fixing the product, consisting of two supports attached to the bottom of the bath, with rotation axes, each of which is mounted on corresponding support in the bearing assembly, one of the axes of rotation being connected to the drive.

Description

Установка для ультразвуковой очистки изделийInstallation for ultrasonic cleaning of products

Полезная модель относится к области ультразвуковой технологии и предназначена для очистки корпусных деталей двигателя внутреннего сгорания легкового автомобиля, например, блоков цилиндров и может быть использована как средство технического обслуживания и ремонта автомобилей.The utility model relates to the field of ultrasonic technology and is intended for cleaning the body parts of an internal combustion engine of a car, for example, cylinder blocks and can be used as a means of maintenance and repair of automobiles.

Известны технологические ультразвуковые установки для очистки, состоящие из генератора ультразвуковых частот, колебательных систем и ванн с моющим раствором. Они используются на предприятиях по ремонту автомобильной техники для удаления эксплуатационных загрязнений, например ультразвуковые технологические установки ЛЭФМО-3 (см. А.С. СССР №539623, МПК B08b 03/12, опубл. 1976 г.) и ЛЭФМО-3м (см. А.С. СССР №489540, МПК B08b 03/10, опубл. 1975 г.).Known technological ultrasonic cleaning systems, consisting of a generator of ultrasonic frequencies, oscillatory systems and baths with a washing solution. They are used at automobile repair enterprises to remove operational contaminants, for example, LEFMO-3 ultrasonic processing units (see AS USSR No. 539623, IPC B08b 03/12, publ. 1976) and LEFMO-3m (see AS USSR No. 489540, IPC B08b 03/10, publ. 1975).

Недостатками известных установок, являются низкая производительность, неравномерность воздействия ультразвукового поля и необходимость централизованного водоснабжения для осуществления охлаждения магнитострикционных преобразователей.The disadvantages of the known installations are low productivity, uneven exposure to the ultrasonic field and the need for centralized water supply for cooling magnetostrictive converters.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому техническому результату является выбранная в качестве прототипа установка для ультразвуковой очистки, содержащая смонтированные на раме стержневую колебательную систему с излучателем, кассету с обрабатываемыми изделиями, размещенную в полости ванны с технологическим раствором, причем ванна и излучатель выполнены неподвижными, а также систему подачи и слива технологического раствора, механизм перемещения рабочего элемента установки и устройство управления (см. свидетельство РФ на полезную модель №24125, МПК В08В 03/10, опубл. 2002 г.).The closest in technical essence and the achieved technical result is the ultrasonic cleaning unit selected as a prototype, comprising a rod oscillating system with an emitter mounted on a frame, a cassette with processed products placed in the cavity of the bath with the technological solution, the bath and emitter being fixed, and also a system for supplying and draining the technological solution, a mechanism for moving the working element of the installation and a control device (see certificate P F for utility model No. 24125, IPC V08V 03/10, publ. 2002).

Недостатками прототипа являются отсутствие приспособлений для крепления в ванне и последующей очистки крупногабаритных деталей и узлов, например, таких как блок цилиндров, неравномерность воздействия ультразвукового поля, необходимость централизованного водоснабжения, для осуществления охлаждения магнитострикционных преобразователей, низкая эффективность при обработке крупногабаритных деталей со множеством технологических отверстий и внутренних полостей.The disadvantages of the prototype are the lack of devices for mounting in the bath and subsequent cleaning of large parts and assemblies, for example, such as a cylinder block, uneven exposure to the ultrasonic field, the need for centralized water supply, for cooling magnetostrictive transducers, low efficiency when processing large parts with many technological holes and internal cavities.

Технической задачей полезной модели является расширение технологических возможностей установки по очистке крупногабаритных и корпусных деталей и обеспечение равномерности очистки деталей сложной формы с одновременным обеспечением автономности работы установки.The technical task of the utility model is to expand the technological capabilities of the installation for cleaning large and body parts and to ensure uniform cleaning of complex parts with simultaneous autonomy of the installation.

Решение поставленной технической задачи достигается тем, что в установке для ультразвуковой очистки изделий, содержащей смонтированные на раме колебательную систему с ультразвуковыми излучателями, рабочий элемент с обрабатываемым изделием, размещенный в полости ванны с технологическим раствором, систему подачи и слива последнего, а также механизм перемещения рабочего элемента установки, при этом ванна и колебательная система выполнены неподвижными, согласно полезной модели в качестве ультразвуковых излучателей использованы плоскостные магнитострикционные преобразователи, оснащенные автономной системой циркуляции охлаждающей жидкости, а рабочий элемент выполнен с возможностью его вращения вокруг горизонтальной оси совместно с закрепленным на нем изделием с помощью привода, при этом рабочий элемент выполнен в виде приспособления для закрепления изделия, состоящего из двух опор, крепящихся к днищу ванны, с осями вращения, каждая из которых установлена на соответствующей опоре в подшипниковом узле, причем одна из осей вращения подключена к приводу.The solution of this technical problem is achieved by the fact that in an installation for ultrasonic cleaning of products containing an oscillating system with ultrasonic emitters mounted on a frame, a working element with a workpiece placed in the cavity of the bath with a technological solution, a supply and discharge system for the latter, as well as a working mechanism element of the installation, while the bathtub and the oscillating system are made stationary, according to the utility model, they are used flatly as ultrasonic emitters magnetostrictive transducers equipped with an autonomous coolant circulation system, and the working element is made to rotate around the horizontal axis together with the product mounted on it with a drive, while the working element is made in the form of a device for fixing the product, consisting of two supports, which are attached to the bottom of the bathtub, with rotation axes, each of which is mounted on an appropriate support in the bearing assembly, one of the rotation axes being connected to the drive.

Технический результат достигается тем, что в основании ванны с технологическим раствором со стороны ее днища закреплены два плоскостных магнитострикционных преобразователя, имеющих значительную площадь излучающей поверхности, что обеспечивает равномерность очистки поверхности детали. Механизм перемещения приводится в движение от электрического двигателя, что обеспечивает последовательную очистку всех боковых поверхностей изделия, погруженных в ванну с технологическим раствором. Система охлаждения ультразвуковых излучателей оборудована емкостью с охлаждающей жидкостью - водой, а также насосом, который поддерживает необходимый расход воды, что обеспечивает автономность работы установки. Введенное в конструкцию установки приспособление для закрепления изделия позволяет вести очистку крупногабаритных узлов, в частности блоков цилиндров двигателей внутреннего сгорания.The technical result is achieved by the fact that two planar magnetostrictive transducers having a significant area of the radiating surface are fixed at the base of the bath with the technological solution from the side of its bottom, which ensures uniform cleaning of the surface of the part. The movement mechanism is driven by an electric motor, which ensures consistent cleaning of all side surfaces of the product, immersed in a bath with a technological solution. The cooling system of ultrasonic emitters is equipped with a tank with coolant - water, as well as a pump that maintains the required water flow, which ensures the autonomy of the installation. The device for fixing the product introduced into the design of the unit allows cleaning large-sized units, in particular cylinder blocks of internal combustion engines.

Полезная модель поясняется чертежом, где представлена схема установки для ультразвуковой очистки изделий. На чертеже стрелками показано направление движения жидких сред.The utility model is illustrated in the drawing, which shows the installation diagram for ultrasonic cleaning of products. In the drawing, the arrows show the direction of movement of the fluid.

Установка для ультразвуковой очистки изделий содержит смонтированную на раме 1 колебательную систему с ультразвуковыми излучателями 2 и 3. Рабочий элемент (на черт, не обозначен) с обрабатываемым изделием 4 размещен в полости ванны 5 с технологическим раствором, который подается через систему 6 подачи и слива. Ванна 5 и ультразвуковые излучатели 2 и 3 выполнены неподвижными. Для перемещения рабочего элемента предусмотрен механизм перемещения (на черт, не обозначен) в виде привода, включающего электродвигатель 7, редуктор 8 и цепную передачу 9. С помощью механизма перемещения в виде привода обеспечивается возможность вращения рабочего элемента вместе с закрепленным на нем обрабатываемым изделием 4 вокруг горизонтальной оси установки. В качестве ультразвуковых излучателей 2 и 3 использованы плоскостные магнитострикционные преобразователи типа ПМС - 2,5-22, оснащенные автономной системой циркуляции охлаждающей жидкости, включающей насос 10, трубопроводы 11 и 12 для подачи охлаждающей жидкости из емкости 13 к излучателям 2 и 3 и трубопровод 14 для ее слива обратно в емкость 13. При этом рабочий элемент выполнен в виде приспособления для закрепления обрабатываемого изделия 4, состоящего из двух опор 15 и 16, крепящихся к днищу ванны 5, с осями 17 и 18 (на черт, поз. 16, 18 не показаны). Каждая из осей 17 и 18 вращения установлена на соответствующей опоре 15 и 16 в подшипниковом узле (на черт, не обозначен). Для подключения к приводу одна из осей вращения, а именно, ось 17 опоры 15 имеет звездочку (на черт. не обозначена) цепной передачи 9.The apparatus for ultrasonic cleaning of products contains an oscillating system mounted on frame 1 with ultrasonic emitters 2 and 3. A working element (to hell, not indicated) with the workpiece 4 is placed in the cavity of the bath 5 with the technological solution, which is supplied through the supply and discharge system 6. Bath 5 and ultrasonic emitters 2 and 3 are made stationary. To move the working element, there is a movement mechanism (not shown, to hell) in the form of a drive that includes an electric motor 7, a gearbox 8 and a chain gear 9. Using the movement mechanism in the form of a drive, the working element can be rotated together with the workpiece 4 attached to it horizontal axis installation. As ultrasonic emitters 2 and 3, planar magnetostrictive transducers of the PMS - 2.5-22 type are used, equipped with an autonomous coolant circulation system including a pump 10, pipelines 11 and 12 for supplying coolant from a tank 13 to emitters 2 and 3, and a pipe 14 to drain it back into the tank 13. In this case, the working element is made in the form of a device for fixing the workpiece 4, consisting of two supports 15 and 16, attached to the bottom of the bath 5, with axes 17 and 18 (to hell, pos. 16, 18 not shown). Each of the axes 17 and 18 of rotation is mounted on the corresponding support 15 and 16 in the bearing assembly (to hell, not indicated). To connect to the drive, one of the axes of rotation, namely, the axis 17 of the support 15 has an asterisk (not shown in the diagram) of the chain gear 9.

Установка для ультразвуковой очистки изделий работает следующим образом.Installation for ultrasonic cleaning of products operates as follows.

Перед началом ультразвуковой очистки необходимо произвести монтаж обрабатываемого изделия 4 на опорах 15 и 16 рабочего элемента. В случае очистки, например, блока цилиндров двигателя внутреннего сгорания на слесарном верстаке необходимо прикрепить опоры 15 и 16 к блоку цилиндров с торцов при помощи резьбового соединения. В качестве крепежных отверстий используются отверстия под крепление крышек коленчатого вала. Каждая из двух опор 15 и 16 имеет соответствующую ось 17 и 18 вращения, которая свободно вращается за счет подшипникового узла в виде подшипника качения. Далее при помощи транспортировочного оборудования происходит установка собранной конструкции в технологическую ванну 5 установки и ее закрепление к днищу на болтах. При помощи цепной передачи 9 происходит соединение рабочего элемента с редуктором 8.Before starting ultrasonic cleaning, it is necessary to mount the workpiece 4 on the supports 15 and 16 of the working element. In the case of cleaning, for example, the cylinder block of an internal combustion engine on a bench, it is necessary to attach supports 15 and 16 to the cylinder block from the ends using a threaded connection. As mounting holes are used holes for mounting the covers of the crankshaft. Each of the two bearings 15 and 16 has a corresponding axis of rotation 17 and 18, which rotates freely due to the bearing assembly in the form of a rolling bearing. Next, using the transportation equipment, the assembled structure is installed in the technological bath 5 of the installation and its fastening to the bottom with bolts. Using a chain gear 9 is the connection of the working element with the gearbox 8.

Для осуществления процесса очистки технологическая ванна 5 заполняется моющим раствором с помощью системы 6 подачи и слива, включается подача охлаждающей жидкости для излучателей 2 и 3 с помощью автономной системы циркуляции в виде насоса 10, емкости 13 и трубопроводов 11, 12 и 14, после производится пуск электродвигателя 7.To carry out the cleaning process, the process bath 5 is filled with a washing solution using a supply and drain system 6, the coolant supply for emitters 2 and 3 is turned on using an autonomous circulation system in the form of a pump 10, a tank 13 and pipelines 11, 12 and 14, after which it is started electric motor 7.

Затем проводится процесс ультразвуковой очистки, по завершению которого первоначально производится отключение насоса 10 для подачи охлаждающей жидкости и электродвигателя 7 - привода механизма 5 перемещения рабочего элемента, а затем производится слив загрязненной технологической жидкости из ванны 5 по трубопроводу 6. По окончании слива жидкости проводится демонтаж очищаемого изделия, для чего первоначально разбирается болтовое соединение опор 15 и 16 к днищу ванны 5, а затем удаляется рабочий элемент вместе с очищаемым изделием 4 из полости ванны 5 и проводится дальнейшая разборка приспособлений на слесарном верстаке.Then, the ultrasonic cleaning process is carried out, at the end of which the pump 10 for supplying the cooling liquid and the electric motor 7 — the drive of the mechanism 5 for moving the working element are turned off, and then the contaminated process liquid is drained from the bath 5 through the pipe 6. At the end of the liquid drain, the cleaned products, for which the bolt connection of the supports 15 and 16 to the bottom of the bath 5 is first disassembled, and then the working element is removed together with the cleaned product 4 from the strips and 5 baths and conducted further disassembly plumbing fixtures on the bench.

Благодаря использованию в качестве ультразвуковых излучателей 2 и 3 плоскостных магнитострикционных преобразователей, имеющих значительную площадь излучающей поверхности, например, типа ПМС - 2,5-22 становится возможным создание равномерного ультразвукового поля по всей очищаемой поверхности обрабатываемого изделия 4. Этому также способствует и то, что механизм перемещения рабочего элемента с очищаемым изделием 4 обеспечивает его вращение вокруг горизонтальной оси, что позволяет последовательно добиться равного удаления всех очищаемых поверхностей изделия 4 от ультразвуковых излучателей, и следовательно, равномерности воздействия ультразвукового поля. Причем с помощью приспособления для закрепления рабочего элемента расширяются технологические возможности установки, так как появляется возможность очистки крупногабаритных и корпусных деталей, имеющих также значительный вес.Due to the use of planar magnetostrictive transducers having a significant area of the emitting surface as ultrasonic emitters 2 and 3, for example, of the PMS - 2.5-22 type, it becomes possible to create a uniform ultrasonic field over the entire cleaned surface of the workpiece 4. This also contributes to the fact that the mechanism of movement of the working element with the cleaned product 4 ensures its rotation around the horizontal axis, which allows to achieve equal removal of all cleaned surfaces of articles 4 from the ultrasonic emitters, and consequently influence the uniformity of the ultrasonic field. Moreover, with the help of a device for securing the working element, the technological capabilities of the installation are expanded, since it becomes possible to clean large and body parts, which also have significant weight.

Установка на раме 1 емкости 13 с охлаждающей жидкостью и насоса 10 для подачи ее по трубопроводам 11 и 12 к излучателям 2 и 3 позволяет отказаться от использования централизованного водоснабжения и, следовательно, повысить автономность установки.The installation on the frame 1 of a container 13 with a coolant and a pump 10 for supplying it through pipelines 11 and 12 to emitters 2 and 3 makes it possible to abandon the use of centralized water supply and, therefore, increase the autonomy of the installation.

Таким образом, полезная модель позволяет расширить технологические возможности установки по очистке крупногабаритных и корпусных деталей и обеспечить равномерность очистки деталей сложной формы с одновременным обеспечением автономности работы установки.Thus, the utility model allows to expand the technological capabilities of the installation for cleaning large and body parts and to ensure uniform cleaning of parts of complex shape while ensuring the autonomy of the installation.

Claims

A device for ultrasonic cleaning of products containing a vibrating system mounted on the frame with ultrasonic emitters, a working element made with the possibility of placing the product in a bath with a technological solution, a supply and discharge system for the latter, as well as a mechanism for moving the working element, while the bath and the oscillating system are made fixed, characterized in that as ultrasonic emitters used planar magnetostrictive transducers equipped with an autonomous system circulation of the coolant, and the working element is made to rotate around a horizontal axis together with the product mounted on it with a drive and includes a device for fixing the product, consisting of two supports attached to the bottom of the bath, with rotation axes, each of which is mounted on corresponding support in the bearing assembly, one of the axes of rotation being connected to the drive.