Устройство для волочения металла с ультразвуковыми колебаниями

СОЮЗ СО 8 ЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 1 С 30 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ЕЛЬСТВУ СИИ ТОРС П. и др. Ульть. Минск, "Нас. 108-110. етельство СССР 3/00, 1975. ДЛЯ ВОЛОЧЕНИЯ ОВНМИ КОЛЕБАНИ ЖюраРлеюе фмемю 5 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРпо делАм изОБРетений и ОтнРытий(72) А. В. Степаненко, Хан Дык Кими В. С. Запорожченко,(71) Белорусский ордена Трудового,ЯО 10 79 ЯМИ, содержащее магнитострикционные преобразователи, соединенные с вол" новодом, выполненным в виде цилинд,ра, длина которого равна целомучислу 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 ультразвуковой энергии диаметр волновода выполнен равнйм длине полуволны . ,радиальных. колебаний, .а волока расположена по периФерии волновода в узле продольных и пучности радиаль ных колебаний волновода.Изобретение относится к волочильному производству и может быть использовано для интенсификациипроцесса многониточного волочения металла.Известно устройство для волоченияметалла с применением ультразвука,включающее магнитострикционный преобразователь, соединенный с резонансной длины волноводом, в пучностиколебаний которого закреплена волака, совершающая продольные ультразвуковые колебания, параллельные осиволочения ( 1 (.Указанное устройство характеризуется наличием в преобразователе 15сквозного отверстия для протягиванияметалла,. что снижает добротностьвсей акустической системы и не позволяет применять серийно выпускаемые нашей промышленностью магнитострикционные преобразователи безосевого отверстия.Известно также устройство дляволочения металла с ультразвуковыми колебаниями инструмента, содержащее магнитострикционные преобразователи, соединенные соосно с двумя волноводами, каждый иэ которыхвыполнен в виде цилиндра, длина которого равна целому числу полуволнпродольных колебаний, и волоку, ус. тановленную перпендикулярно оси волноводов (.2,Основными недостатками известногоустройства являются низкая эффектив-,ность использования ультразвуковой35энергии при значительных усилиях волочения стальных иэделий, обусловленная малыми размерами поперечногосечения волноводов (меньшими полови-ны длины ультразвуковой волны), что 40приводит к демпфированию (уменьшению амплитуды) колебаний под нагрузкой; сложность настройки на резонансную частоту двух колебательных систем и неизбежные .перекосы волоки 45при ее установке в коническое углубление, выполненное в двух волноводах)малая амплитуда колебаний волокив направлении волочения, которая вК раз меньше амплитуды продольныхколебаний волновода. В случае= 1при равенстве амплитуд колебаний волновода и волоки увеличивается расстройка колебательной системы,Цель изобретения - снижение усилия волочения за счет повышения55эффективности использования ультразвуковой энергии.Указанная цель достигается тем,что в устройстве, содержащем магнитострикционные преобразователи, соединенные с волноводом, выполненнымв виде цилиндра, длина которого равна целому числу полуволн продольныхколебаний, волоку, установленнуюперпендикулярно 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 А-А на фиг. 1.Устройство для волочения металла с ультразвуковыми колебаниями состоит из волновода 1, длина которогоравна целому числу полуволн продольных колебаний и й /2, где и - число полуволн, а диаметр - длина полуволны радиальных колебаний Лр/2 и двух магнитострикционных преобразователей 2, соосно присоединенных к обеим торцовым ловерхностям 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 колебанияи нагружаются поочередно. Так, волоки 3 и 5 совершают колебательноесмещение навстречу протягиваемомуметаллу, производят его деформациюи 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 АЬмУле Амжеи авитель Р. Гаврюшинаед Т. Фанта Корректо Со ишина ТеРедактор Н. я 816о ко одпис ка илиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,з аготовке и нагружена усилием волочения. Точное поочередное нагружение волок способствует повыыению эффективности использования ультразвуковой энергии при многониточном волочении.5 каз 6097/7 Тираж ВНИИПИ Государственног по делам изобретени 113035, Москва, Ж, РаПредлагаемое устройство с извест-ным обеспечивает повышение эффектив ности использования ультразвуковойэнергии, позволяющее снизить усилиеволочения на 33. та ССытийаб