Instalaciones para limpieza ultrasónica de piezas

Aplicación de ultrasonido

Ultrasonido utilizado para el lavado de piezas y conjuntos de diversos equipos, soldadura de diversos materiales. El ultrasonido se utiliza para producir suspensiones, aerosoles líquidos y emulsiones. Para obtener emulsiones, por ejemplo, se produce un mezclador-emulsionador UGS-10 y otros dispositivos. Los métodos basados ​​en la reflexión de ondas ultrasónicas desde la interfaz entre dos medios se utilizan en dispositivos para hidrolocalización, detección de defectos, diagnóstico médico, etc.

Entre las otras capacidades de los ultrasonidos, cabe destacar su capacidad para procesar materiales duros y quebradizos hasta un tamaño determinado. En particular, el procesamiento ultrasónico es muy efectivo en la producción de piezas y agujeros con formas complejas en productos como vidrio, cerámica, diamante, germanio, silicio, etc., cuyo procesamiento es difícil por otros métodos.

El uso de ultrasonido en la restauración de piezas desgastadas reduce la porosidad del metal aplicado y aumenta su resistencia. Además, se reduce la distorsión de las piezas soldadas alargadas, como los cigüeñales de los motores.

Limpieza ultrasónica de piezas.

La limpieza ultrasónica de piezas u objetos se utiliza antes de la reparación, el montaje, la pintura, el cromado y otras operaciones. Su uso es especialmente eficaz para la limpieza de piezas de forma compleja y lugares de difícil acceso en forma de ranuras estrechas, hendiduras, pequeños agujeros, etc.

La industria produce una gran cantidad de dispositivos de limpieza por ultrasonidos que difieren en las características de diseño, la capacidad y la potencia del baño, por ejemplo, transistor: UZU-0.25 con una potencia de salida de 0,25 kW, UZG-10-1.6 con una potencia de 1,6 kW , etc., tiristor UZG-2-4 con una potencia de salida de 4 kW y UZG-1-10 / 22 con una potencia de 10 kW. La frecuencia de funcionamiento de las instalaciones es de 18 y 22 kHz.

La unidad ultrasónica UZU-0.25 está diseñada para limpiar piezas pequeñas. Consta de un generador de ultrasonidos y un baño de ultrasonidos.

Datos técnicos de la unidad de ultrasonidos UZU-0.25

• Frecuencia de red — 50 Hz

• Energía consumida de la red: no más de 0,45 kVA

• Frecuencia de funcionamiento: 18 kHz

• Potencia de salida: 0,25 kW

• Dimensiones internas de la tina de trabajo — 200 x 168 mm con una profundidad de 158 mm

En el panel frontal del generador ultrasónico hay un interruptor para encender el generador y una lámpara que indica la presencia de voltaje de suministro.

En la pared trasera del chasis del generador hay: un portafusibles y dos conectores a través de los cuales el generador se conecta al baño de ultrasonidos y la red eléctrica, un terminal para la puesta a tierra del generador.

Tres transductores piezoeléctricos empaquetados están montados en el fondo del baño ultrasónico.El paquete de un solo transductor consta de dos placas piezoeléctricas hechas de material TsTS-19 (zirconato de plomo-titanato), dos almohadillas reductoras de frecuencia y una varilla central de acero inoxidable, cuya cabeza es el elemento radiante del transductor.

En el cuerpo de la bañera hay: un accesorio, una manija de grifo marcada como "Drain", un terminal para conectar a tierra la bañera y un conector de enchufe para conectar a un generador.

La figura 1 muestra el diagrama de circuito de la unidad ultrasónica UZU-0.25.

Arroz. 1. Diagrama esquemático de la unidad ultrasónica UZU-0.25

La primera etapa es oscilador maestrooperando en el transistor VT1 de acuerdo con un circuito con realimentación inductiva y un circuito oscilante.

Las vibraciones eléctricas con una frecuencia ultrasónica de 18 kHz, que ocurren en el oscilador principal, se alimentan a la entrada del potente preamplificador.

El preamplificador de potencia consta de dos etapas, una de las cuales está ensamblada en los transistores VT2, VT3, la segunda, en los transistores VT4, VT5. Ambas etapas de preamplificación de potencia se ensamblan de acuerdo con un circuito secuencial push-pull que opera en modo de conmutación. El modo clave de operación de los transistores permite obtener una alta eficiencia a una potencia suficientemente alta.

Esquemas básicos de transistores VT2, VT3. VT4, VT5 están conectados a devanados opuestos separados de los transformadores TV1 y TV2. Esto proporciona una operación de empuje de los transistores, es decir, conmutación alterna.

La polarización automática de estos transistores la proporcionan las resistencias R3 — R6 y los condensadores C6, C7 y C10, C11 incluidos en el circuito principal de cada transistor.

El voltaje de excitación alterna se suministra a la base a través de los condensadores C6, C7 y C10, C11, y el componente constante de la corriente base, al pasar a través de las resistencias R3 - R6, crea una caída de voltaje en ellos, lo que garantiza un cierre y apertura confiables. de los transistores

La cuarta etapa es el amplificador de potencia. Consiste en tres celdas push-pull de transistores VT6 - VT11 que funcionan en modo de conmutación. El voltaje del preamplificador se suministra a cada transistor desde un devanado separado del transformador TV3, y en cada celda estos voltajes son antifase. Desde las celdas del transistor, la tensión alterna se aplica a los tres devanados del transformador TV4, donde se agrega la potencia.

Desde el transformador de salida, el voltaje se suministra a los transductores piezoeléctricos AA1, AA2 y AAZ.

Dado que los transistores funcionan en modo de conmutación, el voltaje de salida que contiene armónicos es de onda cuadrada. Para aislar el primer armónico de la tensión de los convertidores, la bobina L se conecta en serie con los convertidores al devanado de salida del transformador TV4, cuya inductancia se calcula de tal forma que con la propia capacidad de los convertidores se forma un circuito oscilante sintonizado con el 1er armónico de la tensión. Esto hace posible obtener un voltaje sinusoidal en la carga sin cambiar el modo favorable de energía de los transistores.

La instalación se alimenta con corriente alterna con una tensión de 220 V a una frecuencia de 50 Hz mediante un transformador de potencia TV5, el cual dispone de un devanado primario y tres devanados secundarios, uno de los cuales sirve para alimentar el generador principal, y los otros dos sirven para alimentar las otras etapas.

El generador principal es alimentado por un rectificador ensamblado según circuito de dos lazos con punto cero (diodos VD1 y VD2).

La alimentación de las etapas preliminares de amplificación se realiza mediante un rectificador ensamblado en un circuito puente (diodos VD3 — VD6). El segundo circuito de puente de diodos VD7 — VD10 suministra energía al amplificador de potencia.

Se debe seleccionar un medio de limpieza según la naturaleza de la contaminación y los materiales. Si no se dispone de fosfato trisódico, se puede utilizar carbonato de sodio para limpiar piezas de acero.

El tiempo de limpieza en un baño ultrasónico varía de 0,5 a 3 minutos. La temperatura máxima admisible del medio de limpieza es de 90 °C.

Antes de cambiar el líquido de lavado, el generador debe estar apagado, evitando que los convertidores funcionen sin líquido en la tina.

La limpieza de piezas en un baño ultrasónico se realiza en la siguiente secuencia: el interruptor de encendido se coloca en la posición "Off", la válvula de drenaje del baño se coloca en la posición "Cerrado", el medio de limpieza se vierte en el baño ultrasónico a un nivel de 120 - 130 mm, el enchufe del cable de alimentación se conecta a una toma de corriente de 220 V.

Prueba de la instalación: gire el interruptor a la posición "Encendido" hasta que la lámpara de señal se encienda y aparezca el sonido de funcionamiento del líquido cavitando. La apariencia de la cavitación también se puede juzgar por la formación de las burbujas móviles más pequeñas en la sonda del baño. .

Después de probar la instalación, desconéctela de la red eléctrica, cargue las partes contaminadas en el baño e inicie el tratamiento.