Устройство для волочения металла с ультразвуковыми колебаниями

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ бОЛОЧЕНИЯ :МЕТАЛЛА С УЛЬТРАЗВУКОВЬИИ КОЛЕБАНИЯМИ , содержащее магнитострикционные преобразователи, соединенные с волноводом , вьшолненным в виде цилинд ,ра, длина которого равна целому числу полуволн продольных колебаний, волоку, установленную перпендикулярно оси волновода, отличающееся тем, что, с целью снижения усилия волочения за счет повышения эффективности использования ультразвуковой энергии диаметр волновода выполнен равным длине полуволны .радиальных, колебаний,-.а волока расшоложена по-периферии волновода в узле продольных и пучности радиальных колебаний волновода. (Л с

СОЮЗ СО8ЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН.3(5g В 21 С 3 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 2504012/22-02 (22) 04.07.77 (46) 36.08.83. Бюл:. Р 32 (72) A. В. Степаненко, Хан Дык Ким и В. С. Запорожченко ,(71) Белорусский ордена Трудового ,Красного Знамени политехнический институт (53) 621.778.07(088 ° 8) (56) 1. Северденко В, П. и др. Ультразвук и пластичность. Минск, "Наука и техника", 1976, с. 108-110.

2. Авторское свидетельство СССР . Ф 531584 кл. В 21 С 3/00, 1975. (54)(57) УСТРОИСТЭО ДЛЯ ВОЛОЧЕНИЯ .:МЕТАЛЛА С УЛЬТРАЗВУКОВЫМИ КОЛЕБАНИ„„SU„„10 79 А

ЯМИ, содержащее магнитострикционные преобразователи, соединенные с волноводом, выполненным в виде цилинд,ра, длина которого равна целому ! числу полуволн продольных колебаний, волоку, установленную перпендикулярно оси волновода, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью снижения усилия волочения за счет повышения эффективности использования ультра звуковой энергии диаметр волновода выполнен равнйм длине полуволны

,радиальных колебаний, .а волока расположена по периферии волновода в узле продольных и пучности радиальных колебаний волновода.

1037986

Изобретение относится к волочиль ному производству и может быть использовано для интенсификации процесса многониточного волочения металла.

Известно устройство для волочения металла с применением ультразвука, включающее магнитострикционный преобразователь, соединенный с резонансной длины волноводом, в пучности колебаний которого закреплена вола- 10 ка, совершающая продольные ультразвуковые колебания, параллельные оси волочения (1 ).

Указанное устройство характеризуется наличием в преобразователе 15 сквозного отверстия для протягивания. металла,. что снижает добротность всей акустической системы и не позволяет применять серийно выпускаемые нашей промышленностью магнитострикционные преобразователи без осевого отверстия.

Известно также устройство для волочения металла с ультразвуковыми колебаниями инструмента, содержащее магнитострикционные преобразователи, соединенные соосно с двумя волноводами, каждый иэ которых выполнен в виде цилиндра, длина которого равна целому числу полуволн продольных колебаний, и волоку, ус. тановленную перпендикулярно оси волноводов (2).

Основными недостатками известного .Устройства являются низкая эффектив-. ность использования ультразвуковой 35 энергии при значительных усилиях волочения стальных иэделий, обусловленная малыми размерами поперечного сечения волноводов (меньшими полови- ны длины ультразвуковой волны), что 40 приводит к демпфированию (уменьшению амплитуды) колебаний под нагрузкой; сложность настройки на резонансную частоту двух колебательных систем и неизбежные .перекосы волоки 45 при ее установке в коническое углубление, выполненное в двух волноводах

) малая амплитуда колебаний волоки в направлении волочения, которая в

K раз меньше амплитуды продольных колебаний волновода. В случае К = 1 при равенстве амплитуд колебаний волновода и волоки увеличивается расстройка .колебательной системы.

Цель изобретения — снижение усилия волочения за счет повышения

55 эффективности использования ультразвуковой энергии.

Указанная цель достигается тем, что в устройстве, содержащем магнито стрикционные преобразователи, соеди- 60 ненные с волноводом, выполненным в виде цилиндра, длина которого равна целому числу полуволн продольных колебаний, волоку, установленную перпендикулярно оси волновода, ди- 65 аметр волновода выполнен равным дли, не полуволны радиальных колебаний, а волока расположена по периферии волновода в узле продольных и пучности радиальных колебаний волновода.

На фиг. 1 изображено предлага-. емое устройство; на фиг. 2 — эпюры продольных и радиальных колебаний волновода; на фиг. 3 — разрез A-A на фиг. 1. !

Устройство для волочения металла с ультразвуковыми колебаниями состоит из волновода 1, длина которого равна целому числу полуволн продольных колебаний и йп, /2, где и — число полуволн, а диаметр — длина полуволны радиальных колебаний Я р/2, и двух магнитострикционных преобразователей 2, соосно присоединенных к обеим торцовым .поверхностям волновода 1. Одна или несколько волок (на фиг. 2 показаны три волоки 3-5 для трехниточного волочения) расположены по периферии волновода в соседних узлах продольных и пучностях радиальных колебаний.

Устройство работает следующим образом.

При подаче переменного напряжения ультразвуковой частоты на обмотки магнитострикционных преобразователей 2 в волноводе 1 возникает продольная стоячая волна. Продольные колебания волновода в соответствии с законом Пуассона преобразуются в радиальные колебания. При этом волновод 1., имеющий резонансные размеры в продольном и поперечном направлениях, совершает комбинированные продольно-радиальные ультразвуковые колебания. Установка волок по периферии волновода в узлах продольных и пучностях радиальнЫх колебаний позволяет получить максимальные радиальные колебания.

В процессе многониточного (на фиг. 1 показано трехниточное) волочения волоки, расположенные в соседних пучностях радиальных колебаний, совершают противофазные колебания и нагружаются поочередно. Так, волоки 3 и 5 совершают колебательное смещение навстречу протягиваемому металлу, производят его деформацию и нагружены усилием волочения. Центральная волока 4, колебательная скорость которой больше скорости волочения, обгоняет протягиваемый металл, вследствие чего усилие волочения через нее равно нулю. Через половину периода ультразвуковых колебаний волоки 3 и 5 смещаются с ультразвуковой частотой в направлении волочения и разгружены от усилия волочения, а волока 4 движется навстречу.1037986

Предлагаемое устройство с извест- ным обеспечивает повышение эффектив-1 ности использования ультразвуковой энергии, позволяющее снизить усилие волочения íà 333. (PUB.

4Ало3ермд о, Ящике юг

Я лчжииУ

Составитель Р ° Гавр|о|||ина

Редактор Н. Стацишина Техред Т. Фанта

Заказ 6097/7 Тираж 816

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 з аготовке и нагружена усилием волочения. Точное поочередное нагружение волок способствует повышению эффективности использования ультразвуковой энергии при многониточном волочении.

Корректор А. Тяско

Подписное