RU2392106C1 - Ultra-sonic processing tool for deformation strengthening and relaxation treatment - Google Patents
Ultra-sonic processing tool for deformation strengthening and relaxation treatment Download PDFInfo
- Publication number
- RU2392106C1 RU2392106C1 RU2008138502/02A RU2008138502A RU2392106C1 RU 2392106 C1 RU2392106 C1 RU 2392106C1 RU 2008138502/02 A RU2008138502/02 A RU 2008138502/02A RU 2008138502 A RU2008138502 A RU 2008138502A RU 2392106 C1 RU2392106 C1 RU 2392106C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cartridge
- glass
- case
- vibration
- acoustic
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Apparatuses For Generation Of Mechanical Vibrations (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится преимущественно к ручным инструментам с ультразвуковым возбуждением для виброударной обработки поверхностей, сопровождающейся пластическим деформированием и озвучиванием обрабатываемой поверхности ультразвуком, и может быть использовано в различных отраслях машиностроения, например строительстве мостов, судостроении, нефтяной и газовой промышленности для релаксационно-упрочняющей обработки металлоконструкций, например околошовных зон и швов сварных соединений и других поверхностей.The invention relates mainly to hand tools with ultrasonic excitation for vibration impact surface treatment, accompanied by plastic deformation and sonication of the treated surface by ultrasound, and can be used in various engineering industries, such as bridge construction, shipbuilding, oil and gas industry for relaxation and hardening processing of metal structures, for example heat-affected zones and seams of welded joints and other surfaces.
Известен виброударный инструмент с ультразвуковым возбуждением и воздушным охлаждением (см. патент РФ № 2259912, МПК7 В06В 1/08, В06В 1/12, В24В 39/00, B25D 9/14, опубл. 10.09.2005, БИ №25), включающий корпус, источник возбуждения, состоящий из последовательно соединенных электроакустического магнитострикционного излучателя (волновода) и волноводного акустического трансформатора и размещенный внутри корпуса с возможностью возвратно-поступательного хода заданной длины, и обойму с бойками, установленную соосно с волноводным акустическим трансформатором. Источник возбуждения при этом закреплен во втулке, размещенной внутри корпуса с зазором на направляющих скольжения, выполненных в виде призматических шпонок, которые заложены в сквозные пазы корпуса через эластичные виброизолирующие прокладки и одновременно в глухие пазы во втулке, которая закреплена на волноводном акустическом трансформаторе с натягом, усилие которого соответствует ее радиальной деформации, превышающей амплитуду поперечных колебаний волноводного акустического трансформатора в узле продольных колебаний при его работе на холостом ходу.Known vibration-impact tool with ultrasonic excitation and air cooling (see RF patent No. 2259912, IPC 7
При работе такого инструмента трение между источником возбуждения и корпусом будет меньше, следовательно, меньшими будут и вибрационные усилия, передаваемые корпусу при отскоках. Недостатком аналога является высокий уровень шума, создаваемого волноводом. Кроме того, значительная масса, обусловленная наличием воздухоподводящего трубопровода для системы охлаждения, и использование в конструкции значительного числа металлических деталей ограничивает применение этого устройства при обработке вертикальных и потолочных швов сварных соединений и других поверхностей.During the operation of such a tool, the friction between the excitation source and the body will be less, therefore, the vibrational forces transmitted to the body during rebounds will also be smaller. A disadvantage of the analogue is the high level of noise generated by the waveguide. In addition, the significant mass due to the presence of an air supply pipe for the cooling system, and the use of a significant number of metal parts in the design limits the use of this device in the processing of vertical and ceiling seams of welded joints and other surfaces.
Известен ультразвуковой обрабатывающий инструмент с жидкостным охлаждением (см. патент РФ № 2266805, МПК7 В24В 39/00, опубл. 27.12.2005, БИ № 36), включающий акустическую систему, в состав которой входят магнитострикционный преобразователь и жестко соединенный с ним трансформатор колебательной скорости (волновод), к которому через резьбовое соединение присоединен волновод-удлинитель, помешенные в корпус, снабженный системой охлаждения, в котором установлена на одной оси с акустической системой пружина с возможностью оказывать на нее прижимное воздействие на обрабатываемый объект. В узловой области волновода-удлинителя выполнена проточка, в которой свободно расположены шарики, на которых установлен стакан индентора со сквозными отверстиями в торце, в которых установлены с возможностью возвратно-поступательного движения стержни с утолщениями, причем утолщения стрежней размещены между торцом стакана и излучающей поверхностью.Known ultrasonic processing tool with liquid cooling (see RF patent No. 2266805, IPC 7 V24V 39/00, publ. 12/27/2005, BI No. 36), which includes an acoustic system, which includes a magnetostrictive transducer and an oscillatory transformer rigidly connected to it speed (waveguide), to which a waveguide-extender is attached through a threaded connection, placed in a housing equipped with a cooling system, in which a spring is installed on the same axis with the speaker system with the ability to exert pressure air on it ystvie on the object to be processed. In the nodal region of the extension waveguide, a groove is made in which balls are freely located on which an indenter glass with through holes in the end is mounted, in which rods with thickenings are mounted with the possibility of reciprocating motion, and thickenings of rods are placed between the end of the glass and the radiating surface.
Отсутствие в конструкции аналога инструмента амортизирующих и демпфирующих элементов предопределяет чрезмерную жесткость конструкции, обуславливающую слабую виброзащиту. Недостатком аналога также является высокий уровень шума, создаваемый открытым составным волноводом. Кроме того, наличие системы водяного охлаждения, требующей подвода жидкости, и питающих ее трубопроводов, которые увеличивают массу устройства, использование в конструкции значительного числа металлических деталей ограничивают применение этого устройства при обработке вертикальных и потолочных швов сварных соединений и других поверхностей.The absence of shock absorbing and damping elements in the construction of the tool analogue determines the excessive rigidity of the structure, which leads to weak vibration protection. A disadvantage of the analogue is also the high noise level created by the open composite waveguide. In addition, the presence of a water cooling system that requires a fluid supply and pipelines supplying it, which increase the mass of the device, the use of a significant number of metal parts in the construction, limits the use of this device in the treatment of vertical and ceiling seams of welded joints and other surfaces.
Известен ультразвуковой инструмент для деформационного упрочнения и релаксационной обработки (а.с. № 1759611 СССР, МПК5 В24В 39/04, опубл. 07.09.92, БИ № 33), содержащий корпус с крышкой, установленную в корпусе акустическую систему, состоящую из магнитострикционного преобразователя, жестко соединенного с трансформатором колебаний скорости (волноводом), державку с ударником и систему охлаждения; трансформатор соединен с корпусом посредством эластичных манжет, а в крышке корпуса размещена пневмокамера с регулирующим давлением, в которую упирается магнитострикционный преобразователь; в корпусе и крышке установлены шумопоглощающие вкладыши, а снаружи - защитные чехлы с проточками для создания воздушного зазора; на крыше закреплена рукоятка, поглощающая вибрации и предназначенная для вывода кабеля питающего обмотку возбуждения и подвода охлаждающей жидкости, принятый за прототип.A known ultrasonic tool for strain hardening and relaxation processing (AS No. 1759611 USSR, IPC 5 V24V 39/04, publ. 09/07/92, BI No. 33), comprising a housing with a lid, an acoustic system installed in the housing, consisting of a magnetostrictive a transducer rigidly connected to a speed oscillation transformer (waveguide), a holder with a hammer, and a cooling system; the transformer is connected to the housing by means of elastic cuffs, and a pneumatic chamber with a regulating pressure is placed in the housing cover, against which the magnetostrictive converter abuts; sound-absorbing inserts are installed in the case and cover, and protective covers with grooves for creating an air gap are installed outside; a handle is mounted on the roof that absorbs vibrations and is designed to output a cable supplying the field winding and supplying coolant, adopted as a prototype.
К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного устройства, принятого за прототип, относится то, что снижение уровня виброударных нагрузок, испытываемых оператором при работе с ним, достигается в основном за счет диссипации кинетической энергии отскоков на вязком трении и трении скольжения элементов его конструкции. Это малоэффективно в отношении виброзащиты. Также прототип имеет те же недостатки, что и аналоги, вызванные использованием жидкостной системы охлаждения и большого количества металлических деталей.The reasons that impede the achievement of the technical result indicated below when using the known device adopted for the prototype include the fact that the decrease in the level of vibration shock loads experienced by the operator when working with it is achieved mainly due to the dissipation of the kinetic energy of rebounds due to viscous friction and sliding friction of elements its designs. It is ineffective in relation to vibration protection. Also, the prototype has the same disadvantages as its analogues, caused by the use of a liquid cooling system and a large number of metal parts.
Технический результат - улучшение условий труда за счет уменьшения вредного вибрационного воздействия на оператора и тональности шума, излучаемого устройством, а также снижение его массы и уменьшение габаритных размеров.The technical result is an improvement in working conditions by reducing harmful vibrational effects on the operator and tonality of the noise emitted by the device, as well as reducing its weight and reducing overall dimensions.
Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что заявляемое устройство, как и известное устройство (прототип), состоит из корпуса с установленной акустической системой, состоящей из преобразователя, который жестко соединен с трансформатором колебаний скорости (волноводом), упругоинерционной системы, рукоятки, поглощающей вибрации и предназначенной для вывода питающего кабеля. Особенность заявляемого устройства заключается в том, что акустическая система - пьезокерамический преобразователь посредством резьбового соединения (через шпильку) закреплен на торце волновода, который в свою очередь жестко закреплен в подвижном цилиндрическом корпусе, представляющем собой стакан, в его узловой области посредством съемного кожуха, внутри которого находится звукопоглощающий материал; корпус также находится во внешнем стакане с возможностью осевого возвратно-поступательного перемещения, длина этого перемещения задана способностью максимального сжатия пружины, установленной во внешнем стакане и упирающейся в торец корпуса, и ограничивается размерами двух глухих шпоночных пазов, выполненных в корпусе; шпонки крепятся на внутреннюю поверхность стакана, служат направляющими при возвратно-поступательных перемещениях и одновременно выполняют функцию стопора, предотвращая выход корпуса из стакана; подвижная и неподвижная рукоятки, внешняя оболочка корпуса, стакан и съемный кожух выполнены из виброзвукопоглощающего материла.The specified technical result during the implementation of the invention is achieved by the fact that the claimed device, like the known device (prototype), consists of a housing with an installed acoustic system, consisting of a transducer, which is rigidly connected to a transformer of speed fluctuations (waveguide), an elastic inertia system, an absorbing handle vibration and designed to output the power cable. A feature of the claimed device lies in the fact that the acoustic system — a piezoceramic transducer — is screwed (via a pin) to the end of the waveguide, which, in turn, is rigidly fixed to the movable cylindrical body, which is a glass, in its nodal region through a removable casing, inside of which is sound-absorbing material; the housing is also located in the outer cup with the possibility of axial reciprocating movement, the length of this movement is specified by the ability to maximize the compression of the spring installed in the outer cup and abuts against the end of the housing, and is limited by the dimensions of two blind keyways made in the housing; the dowels are mounted on the inner surface of the glass, serve as guides for reciprocating movements and at the same time serve as a stopper, preventing the housing from leaving the glass; the movable and fixed handles, the outer shell of the body, the glass and the removable casing are made of vibration-absorbing material.
На чертежах представлены: фиг.1 - схема ультразвукового обрабатывающего инструмента; фиг.2 - вид А по фиг.1, подвижная и неподвижная рукоятки не показаны; фиг.3 - вид Б по фиг.2.The drawings show: FIG. 1 is a diagram of an ultrasonic processing tool; figure 2 - view A of figure 1, the movable and fixed handles are not shown; figure 3 - view B of figure 2.
Ультразвуковой обрабатывающий инструмент (см. фкг.1) состоит из двух пьезокерамических колец 1, закрепленных на торце волновода 2 при помощи шпильки 3 и гайки 4, (далее позиции 1…4 объединены под общим названием «акустическая система»), акустическая система жестко крепится в корпусе 5, выполненном в виде металлического стакана, покрытом снаружи внешней оболочкой 6 (далее позиции 5 и 6 объединены под общим названием «корпус»), при помощи съемного кожуха 7 (см. фиг.1 и 2), выполненного в виде гайки, в котором находится вставка 8 из звукопоглощающего материала, между корпусом и съемным кожухом 7 установлена звукоизоляционная прокладка 9, корпус установлен в стакане 10, на котором закреплена неподвижная рукоятка 11 с курком 12, поглощающая вибрации и предназначенная для подвода соединительного кабеля 13, и подвижная (вращающаяся вокруг стакана 10) рукоятка 14, упругоинерционная система выполнена в виде тарированной пружины 15, один конец которой упирается во внутреннюю стенку стакана 10, а другой во внешний торец корпуса. Во время работы ультразвукового обрабатывающего инструмента корпус совершает возвратно-поступательные перемещения внутри стакана 10 по направляющим, посредством тарированной пружины 15, выполненным в виде двух шпонок 16 (см. фиг.3), закрепленных на внутренней поверхности стакана 10, а перемещение корпуса в стакане 10 ограничивается размерами глухих шпоночных пазов 17, выполненных во внешней оболочке 6, в которые заложены шпонки 16; для подачи управляющего сигнала от курка 12 на УЗК-генератор (условно не показан) служит провод 18, а кабель 19 высокого напряжения служит для подачи питания на акустическую систему от УЗК-генератора.The ultrasonic processing tool (see section 1) consists of two
Упругоинерционная система служит для регулирования усилия прижатия ультразвукового обрабатывающего инструмента к обрабатываемой поверхности. Для исключения поворота волновода 2 вокруг своей оси при сборке профрезерованы два паза в волноводе 2, а в металлический стакан 5 запрессованы два штифта, в которые устанавливается волновод 2 своими пазами, пазы и штифты условно не показаны. Данное решение обеспечивает сохранение без разрушения паяных соединений пьезокерамических колец 1 с кабелем 19 высокого напряжения при сборке и разборке инструмента.The inertia-inertial system serves to regulate the pressing force of the ultrasonic processing tool to the work surface. To prevent the rotation of the
Ультразвуковой обрабатывающий инструмент работает следующим образом.Ultrasonic processing tool operates as follows.
Для осуществления технологического процесса необходимо прижать волновод 2 ультразвукового обрабатывающего инструмента к обрабатываемой поверхности. Происходит сжатие упругоинерционной системы. Затем нажатием на курок 12 осуществляется запуск УЗК-генератора и через кабель 19 подается напряжение на пьезокерамические кольца 1 от УЗК-генератора, которое вызывает в них колебания ультразвуковой частоты, передаваемые через волновод 2 на обрабатываемую поверхность. Волновод 2, соприкасаясь с обрабатываемой поверхностью, начинает воздействовать на нее ультразвуковыми колебаниями - одновременно происходит озвучивание поверхности ультразвуком и ее пластическое деформирование.To implement the process, it is necessary to press the
Наиболее благоприятным режимом работы ультразвукового обрабатывающего инструмента будет такой, когда оператор будет удерживать ультразвуковой обрабатывающий инструмент в пределах расстояния L (см. фиг.3) корпуса в стакане 10, причем разность размеров глухого шпоночного паза 17 и заложенной в него шпонки 16 задана величиной расстояния L возвратно-поступательного перемещения корпуса внутри стакана 10. В этом случае против инерции вибрирующего корпуса в стакане 10 будет действовать не только материл, из которого изготовлены внешняя оболочка 6, стакан 10, неподвижная и подвижная рукоятки 11 и 14, воздушный зазор, обусловленный посадкой с зазором корпуса в стакане 10, но и упругоинерционная система (тарированная пружина 15), которая значительно снижает колебательную скорость корпуса относительно стакана 10 и тем самым позволяет значительно снизить чрезмерную жесткость конструкции заявляемого устройства.The most favorable operation mode of the ultrasonic processing tool will be such when the operator holds the ultrasonic processing tool within the distance L (see Fig. 3) of the housing in the
Подвижная и неподвижная рукоятки 14 и 11, внешняя оболочка 6, стакан 10 и съемный кожух 7 изготовлены из вибро-звукопоглощающего материала.The movable and
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008138502/02A RU2392106C1 (en) | 2008-09-26 | 2008-09-26 | Ultra-sonic processing tool for deformation strengthening and relaxation treatment |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008138502/02A RU2392106C1 (en) | 2008-09-26 | 2008-09-26 | Ultra-sonic processing tool for deformation strengthening and relaxation treatment |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2008138502A RU2008138502A (en) | 2010-04-10 |
RU2392106C1 true RU2392106C1 (en) | 2010-06-20 |
Family
ID=42670775
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2008138502/02A RU2392106C1 (en) | 2008-09-26 | 2008-09-26 | Ultra-sonic processing tool for deformation strengthening and relaxation treatment |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2392106C1 (en) |
-
2008
- 2008-09-26 RU RU2008138502/02A patent/RU2392106C1/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2008138502A (en) | 2010-04-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
UA87006C2 (en) | Ultrasonic tool for deformation strengthening and relaxation metal MACHINing | |
RU2510326C2 (en) | Percussion tool | |
JP5189373B2 (en) | Hand tool device having vibration damping device | |
RU2006139037A (en) | DRIVING TOOL | |
CN104191418B (en) | A kind of damping sledge hammer | |
WO2012074499A1 (en) | Ultrasonic instrument for the impact machining of component surfaces | |
RU2392106C1 (en) | Ultra-sonic processing tool for deformation strengthening and relaxation treatment | |
WO2014031088A1 (en) | Ultrasonic instrument for the impact treatment of surfaces of components | |
Ekwaro-Osire et al. | Experimental study on an impact vibration absorber | |
JP2002283254A (en) | Shock tool | |
RU140332U1 (en) | ULTRASONIC VIBRATION SYSTEM FOR PROCESSING MATERIALS | |
RU2259912C1 (en) | Ultrasonic vibration-percussion tool | |
RU2393953C2 (en) | Ultrasound tool for strain hardening and relaxation processing | |
JP2004223707A (en) | Electric hand tool device | |
RU2409461C2 (en) | Ultrasound processing tool for strain hardening and relaxation processing | |
RU73637U1 (en) | ULTRASONIC WRENCH | |
RU2266805C1 (en) | Working ultrasonic tool | |
JP6303767B2 (en) | Hammering machine | |
RU2179919C2 (en) | Vibration-percussion tool with ultrasonic excitation | |
UA107039C2 (en) | Ultrasonic impact treatment tool for part surfaces | |
RU2137587C1 (en) | Device for surface strengthening of parts ("spring") | |
JP2017047482A (en) | Impact tool | |
UA68264A (en) | Ultrasonic tool for strain hardening and relaxation treatment of metals | |
US9764457B2 (en) | Percussion device comprising a damping mechanism | |
SU1759611A1 (en) | Ultrasonic tool for work hardening and relaxation treatment |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20100927 |