Instalações para limpeza ultrassônica de peças

Aplicação de ultrassom

ultrassom utilizado para lavagem de peças e montagens de diversos equipamentos, soldagem de diversos materiais. O ultrassom é usado para produzir suspensões, aerossóis líquidos e emulsões. Para obter emulsões, por exemplo, um misturador-emulsificante UGS-10 e outros dispositivos são produzidos. Métodos baseados na reflexão de ondas ultrassônicas da interface entre dois meios são usados ​​em dispositivos para hidrolocalização, detecção de defeitos, diagnósticos médicos, etc.

Entre as outras capacidades do ultrassom, deve-se destacar sua capacidade de processar materiais duros e quebradiços em um determinado tamanho. Em particular, o processamento ultrassônico é muito eficaz na produção de peças e furos com formas complexas em produtos como vidro, cerâmica, diamante, germânio, silício, etc., cujo processamento é difícil por outros métodos.

O uso do ultrassom na restauração de peças desgastadas reduz a porosidade do metal aplicado e aumenta sua resistência. Além disso, a distorção de peças soldadas alongadas, como virabrequins do motor, é reduzida.

Limpeza ultrassônica de peças

A limpeza ultrassônica de peças ou objetos é usada antes do reparo, montagem, pintura, cromagem e outras operações. A sua utilização é particularmente eficaz para a limpeza de peças com formas complexas e locais de difícil acesso na forma de ranhuras estreitas, ranhuras, pequenos orifícios, etc.

A indústria produz um grande número de dispositivos de limpeza ultrassônicos que diferem nas características de design, capacidade e potência do banho, por exemplo, transistor: UZU-0,25 com potência de saída de 0,25 kW, UZG-10-1,6 com potência de 1,6 kW , etc., tiristor UZG-2-4 com potência de saída de 4 kW e UZG-1-10 / 22 com potência de 10 kW. A frequência de operação das instalações é de 18 e 22 kHz.

A unidade ultrassônica UZU-0.25 foi projetada para a limpeza de peças pequenas. Consiste em um gerador ultrassônico e um banho ultrassônico.

Dados técnicos da unidade ultrassônica UZU-0.25

• Frequência da rede - 50 Hz

• Potência consumida da rede — não mais que 0,45 kVA

• Frequência de operação - 18 kHz

• Potência de saída - 0,25 kW

• Dimensões internas da cuba de trabalho — 200 x 168 mm com profundidade de 158 mm

No painel frontal do gerador ultrassônico existe uma chave para ligar o gerador e uma lâmpada que indica a presença de tensão de alimentação.

Na parede traseira do chassi do gerador encontram-se: um porta-fusível e dois conectores através dos quais o gerador é conectado ao banho ultrassônico e à rede elétrica, um terminal para aterramento do gerador.

Três transdutores piezelétricos embalados são montados no fundo do banho ultrassônico.O pacote de transdutor único consiste em duas placas piezoelétricas feitas de material TsTS-19 (zirconato de chumbo-titanato), duas almofadas redutoras de frequência e uma haste central de aço inoxidável, cuja cabeça é o elemento radiante do transdutor.

No corpo da banheira encontram-se: um encaixe, um manípulo de torneira marcado "Dreno", um terminal para ligação à terra da banheira e um conector de ficha para ligação a um gerador.

A Figura 1 mostra o diagrama do circuito da unidade ultrassônica UZU-0.25.

Arroz. 1. Diagrama esquemático da unidade ultrassônica UZU-0.25

A primeira etapa é oscilador mestreoperando no transistor VT1 de acordo com um circuito com realimentação indutiva e um circuito oscilante.

Vibrações elétricas com frequência ultrassônica de 18 kHz, ocorrendo no oscilador principal, são alimentadas na entrada do poderoso pré-amplificador.

O amplificador de pré-potência consiste em dois estágios, um dos quais é montado nos transistores VT2, VT3, o segundo - nos transistores VT4, VT5. Ambos os estágios de pré-amplificação de potência são montados de acordo com um circuito push-pull sequencial operando no modo de comutação. O modo chave de operação dos transistores permite obter alta eficiência com potência suficientemente alta.

Esquemas básicos dos transistores VT2, VT3. VT4, VT5 são conectados a enrolamentos opostos separados dos transformadores TV1 e TV2. Isso fornece operação push dos transistores, ou seja, comutação alternada.

A polarização automática desses transistores é fornecida pelos resistores R3 — R6 e pelos capacitores C6, C7 e C10, C11 incluídos no circuito principal de cada transistor.

A tensão de excitação alternada é fornecida à base através dos capacitores C6, C7 e C10, C11, e o componente constante da corrente de base, passando pelos resistores R3 - R6, cria uma queda de tensão sobre eles, o que garante fechamento e abertura confiáveis dos transistores.

O quarto estágio é o amplificador de potência. Consiste em três células push-pull dos transistores VT6 — VT11 operando no modo de comutação. A tensão do pré-amplificador é fornecida a cada transistor de um enrolamento separado do transformador TV3 e, em cada célula, essas tensões são antifásicas. A partir das células do transistor, a tensão alternada é aplicada aos três enrolamentos do transformador TV4, onde é adicionada a potência.

Do transformador de saída, a tensão é fornecida aos transdutores piezoelétricos AA1, AA2 e AAZ.

Como os transistores operam no modo de comutação, a tensão de saída contendo harmônicos é de onda quadrada. Para isolar o primeiro harmônico da tensão dos conversores, a bobina L é conectada em série com os conversores ao enrolamento de saída do transformador TV4, cuja indutância é calculada de forma que com a própria capacitância dos conversores forma um circuito oscilante sintonizado no 1º harmônico da tensão. Isso permite obter uma tensão senoidal na carga sem alterar o modo de energia favorável dos transistores.

A instalação é alimentada por corrente alternada com tensão de 220 V na frequência de 50 Hz por meio de um transformador de potência TV5, que possui um enrolamento primário e três enrolamentos secundários, um dos quais serve para alimentar o gerador principal e os outros dois servem para alimentar os outros estágios.

O gerador principal é alimentado por um retificador montado conforme circuito de dois loops com ponto zero (diodos VD1 e VD2).

A alimentação dos estágios preliminares de amplificação é realizada por um retificador montado em um circuito de ponte (diodos VD3 — VD6). O segundo circuito de ponte de diodos VD7 — VD10 fornece energia ao amplificador de potência.

Um meio de limpeza deve ser selecionado dependendo da natureza da contaminação e dos materiais. Se o fosfato trissódico não estiver disponível, o carbonato de sódio pode ser usado para limpar as peças de aço.

O tempo de limpeza em banho ultrassônico varia de 0,5 a 3 minutos. A temperatura máxima admissível do meio de limpeza é de 90 °C.

Antes de trocar o fluido de lavagem, o gerador deve ser desligado, evitando que os conversores funcionem sem fluido na cuba.

A limpeza das peças em um banho ultrassônico é realizada na seguinte sequência: o interruptor de energia é colocado na posição «Off», a válvula de drenagem do banho é colocada na posição «Fechado», o meio de limpeza é despejado no banho ultrassônico a um nível de 120 - 130 mm, o plugue do cabo de alimentação é conectado a uma tomada elétrica de 220 V.

Testando a instalação: gire o interruptor para a posição "On" até que a lâmpada de sinalização acenda e o som de funcionamento do líquido cavitando apareça. A aparência da cavitação também pode ser avaliada pela formação das menores bolhas móveis na sonda do banho .

Depois de testar a instalação, desconecte-a da rede elétrica, carregue as partes contaminadas no banho e inicie o tratamento.