SU1079329A1 - Акустический волновод дл волочени металла с применением ультразвуковых колебаний - Google Patents

Abstract

АКУСГИ ШСКИЙ ВОПНОВОД ДЛЯ ВОЛОЧЕНИЯ МЕТАЛЛА С ПРИМЕНЕНИЕМ УЛЬТРАЗВУКОВЫХ ГОЛЕВАШ Й, состо щий из двух лшлиндрических участков,сопр женных с тороидальным участком, длины которых по оси кратны целому числу полуволн, причем один из цилиндрических участков имеет осевое отверстие дл  установки волоки, о тличающийс  тем, что, с целью уменьшени  потерь акустической энергии, в волноводе по ходу волочени  выполнен сквозной пр моугольный паз шириной, равной диаг№тру осевого отверсти , и двухполуволновой длины, при этом рассто ние от поперечных стенок паза до любого торца волновода. равно четверти длины ультразвуковой волны.

Description

/г генератору

17

(рие.1 Изобретение относитс  к металлур гической прогфшшенностн и может быт использовано при волочении труб. Известны акустические волноводы дл  ультразвукового волочени , в ко рых волочильный инструмент устанавливаетс  под углом.К направлению ра ространени  ультразвуковых колебаний I J, Данные устройства передают акустическую энергию на волочильгп 1Й инс румент и, тем , ннтенсийицирую процесс волочени . Однако из-за тог что усилие волочени  направлено под углом к распространению ультразвуко вых колебаний в данных системах про ходит не полное использование акус ческой энергии, вследствие чего при нение этих волноводов при волочении мало эффективно. Известно устройство дл  волочени  проволоки, содержащее несколько волок и виброгенератор, соедииенньй с держателем волок. Кажда  волока укрепп етс  на конце одного из звен ев волновода. На конце звена волновода выполнено отверстие дл  прохо дени  проволоки, расположенное на , одной пр мой с осью волочени  .2, Недостатками данного устройства  вл ютс  значительное рассеивание акустической энергии вследствие того , что на конце звена-волновода вы полнено отверстие дл  прохождени  проволоки, кроме того, потер  энергии происходит- в результате отражени  на границах звеньев из-за большого их числа. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигае1-юму результату  вл етс  акустический волновод волочени  металла с Орш-юнением ультразвуковых колебаний , состо щей из двух цилиндричес ких участков, сопр женных с тороидальным участком,длины которых по оси кратны целому числу полуволн, причем в одном из цилиндрических участков выполнено осевое отверс тие дп  установки волоки f3 } Данный волновод характеризуетс  значительным рассеиванием акустической энергии, вследствие того, что сквозное отверстие дп  подачи обрабатьшаемого металла захватывает часть изогнутого цилиндрического /участка. Кроме того, система нуждаетс  в дополнительном согласовании с генератором, из-за отражени  ульт 9 развуковых волн от отверсти , которое выводит акустическую систему с генератором из резонанса в процессе волочени . Цель изобретени  - уменьшение потерь акустической энергии в волноводе . Поставленна  цепь достигаетс  тем, что в акустическом волноводе дл  волочени  металла с применением ультразвуковых колебаний, состо щем из двух цилиндрических участков, сопр женных с тороидальным участком, дпины которых по оси кратны целому числу полуволн, причем в одном из цилиндрических участков выполнено осевое отверстие дл  установки волоки , в волноводе по ходу волочени  выполнен сквозной пр моугольный паз шириной, равной диаметру осевого отверсти , и двухпол волновой длины, при 3TOfi рассто ние от поперечной стенки паза до любого торца волновода равно четверти длины ультразвуковой волны. Предлагаема  конструкци  волновода позвол ет избежать потерь ультразвуковой энергии, так как переходы от тороидальных к цилиндрическим участкам осуществ егЫ в узловых плоскост х , т.е. в местах, где амплитуда колебаний равна нулю, На ||иг. 1 изображен акустический волновод, осевой разрез; на фиг.2 то же, вид сверху; на (|иг, 3 - разрез А-А на 4иг.2; на фиг. 4 - эпюра колебаний. Акустический волновод состоит из двух полуволновых цилиндрических участков 1 и 2 и тороидапьного участка 3. 1Ц1ЛИНдрический участок 1 имеет поса- дочное место под волочиль№1й инструмент 4, фпанец 5 дп  креплени  акустической системы к люнету волочильной цепи, сквозное осевое отверстие 6. На тороидальном участке 3 и част х цилиндрических участков 1 и 2, прилегающих к тороидальному 3, выполнено окно 7 резонансной дпины равной длине ультразвуковой волны, шириной равной диаметру осевого отверсти  6 и оканчивающеес  в пучност х напр жений 8 и 9 цилиндрических участков 1 и 2. Окно 7 делит тороидальный участок 3 и части цилиндрических участков 1 и 2 на два симметричных резонансной дпины стержн  10 и 11, поперечное сечение которых представл ет собой кругоиле сегменты 12 и 13. С помо1ЦЫО отверсти  14 акустический волновф крепитс  к магнитострикционному преобразователю 15, В волноводе размещена волока 16, через которую осуществл етс  волочение труб 17.

Принцип работы акустической систеМ ) дл  ультразвукового волочени  труб, в которой акустический волновод служит дл  передачи и концентрации энергии на деформируемый участок трубы, заключаетс  в следующем.

Электрическа  энерги  высокочастотных колебаний генератора трансформируетс  магнитострикционным преобразователем 15 в акустическую энергию, котора  в виде ультразвуковых волн определенной частоты распростран етс  по волноводу от цилиндрического участка 2, через тороидальный 3 и цилиндрический 1 к волочильному инструменту - волоке 16, через который к деформируемому участку трубы 17. Эта энерги  ультразвуковых волн и уменьшение трени  между волокой 16 и трубой 17 улучшает деформирование и качество поверхности труб.. Кроме того ультразвуковые волны, отража сь от

8 фиг.2

конца волновода, в котором установлена волока 16 участка 1, расщюстран ютс  в обратном направлении к преобразователю 9, проход  через резонансные стержни 10 и 11. Вследствие того, что акустический волновод выполнен резонансным (по его длине укладываетс  целое число полуволн) и HJMeaeние поперечных размеров волновода осуществл етс  в пучност х иапр же (ний 8 и 9 цилиндрических участков 1 и 2 (в зонах с ьмнимальной амплитудой колебаний) в волноводе образуетс  сто ча  волна, котора  значительно уменьшает потери акустической энергии . При действии нагрузки, создаваемой усилием волочени , акустическа  система в этом случае не требует дополнительного согласовани  с генератором .

Предлагаемое изобретение увеличивает эфАективность использовани  акустической энергии на 20-25% по сравнению с прототипом и улучшает качество поверхности труб (полное исключение задиров и рисок на поверхности).

10

/f

А -А

/5

фиг.Ъ

Claims (1)

1. АКУСТИЧЕСКИЙ ВОЛНОВОД ДЛЯ ВОЛОЧЕНИЯ МЕТАЛЛА С ПРИМЕНЕНИЕМ УЛЬТРАЗВУКОВЫХ КОЛЕБАНИЙ, состоящий из двух цилиндрических участков,сопряженных с тороидальным участком, длины которых по оси кратны целому числу полуволн, причем один из цилиндрических участков имеет осевое отверстие для установки волоки, о тличающийся тем, что, с целью уменьшения потерь акустической энергии, в волноводе по ходу волочения выполнен сквозной прямоугольный паз шириной, равной диаметру осевого отверстия, и двухполуволновой длины, при этом расстояние от поперечных сте нок паза до любого торца волновода. равно четверти длины ультразвуковой волны.

   1 1079329 2