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超声波清洗机的原理与应用_唐经球

超声波清洗机的原理与应用_唐经球

2.的65枷弹赞钢丝,经过淬火至RIIc44一48,如果用普通钾丝代替,由于弹性不足,锁紧

效果不好,使用时间长了螺母会松动,摩擦片间陈将变大,传递力t不足,造成无快速进给.

摩擦片属于外均件,买来的摩擦片不能直接使用,需要经过钳工研磨,未经研磨,摩擦片摩

擦力t肯定不足.因为摩擦片的平面度要求为0.1二,两平面之间的平行度要求为0.02二.

x62w升降台铣床要经常变换快速进给和工作进给,滚轮也经常要带动离合器移动,由

于轴9是传动轴,工作时处于旋转状态,在它的带动下,滚轮会绕滚轮轴转动,因此滚轮外

圆表面经常处于摩擦状态,很容易磨损.如果磨损多了,滚轮与离合器棺有较大的间陈,造

成滚轮带动离合器移动时会发生轻徽撞击,同时也会影响离合导的移动距离,造成摩擦片挤

压不够,铣床快速进给无法正常实现.同样滚轮内孔和滚轮轴也会产生摩擦,造成磨损.如

果滚轮和滚轮轴配合不好,由于滚轮无轴向定位,滚轮可能会脱落,图2为滚轮的外形图.

现在生产的滚轮已经改为滚针式结构,滚轮运转更加灵活,滚轮内孔的磨损也会减少.

进给操纵机构结构简图上n为钢球式安全离合器,是传递领定扭矩装里,用来防止机

床超载报坏机床零件的.机床正常工作时拿弹黄压紧钢球,离合器接通,如果机床超载,作

用在钢球上的力大于弹黄张力将钢球向左移动,离合器脱开,机床停止进给.钢球式安全离

合器通过锁紧螺母调整弹黄张力,调整质t的好坏,直接影响机床的安全,应作到在正常工

作时不打滑,在机床超载或机床内部发生故障时能及时脱开.如果机床快速进给和工作进给

都出现问题,很可能就是安全离合器的弹赞压力调整过小,必须重新调整或更换新的弹黄.

目前新出厂的X62贾型铣床结构有所改变,安全离合导和摩擦片离合导被两个电磁离合器取

代,给维修使用带来方便.

进给操纵机构结构简图上轴1和弹黄2是进给操纵机构的传动机构.如果轴1运动不灵

活,育曲卡死在圆套中,或者弹黄失效,张力无法推动小轴向左移动,机床由工作进给变换

为快速进给很正常,但由快速进给变换为工作进给滚轮仍继续向右压紧摩擦片,导致仍是快

速进给.轴l左端有两套螺母,左边起限位作用,限制轴1在弹黄张力作用向左移动的位置.

右边起压紧、调整弹黄的作用.

以上这些故障在我所的x62w升降台铣床和另外几台结构类似的铣床上都不止一次的发

生过,排除进给操纵机构部分故障一定要根据故障现象,仔细观察各关健部位是否工作正常,

动作是否到位,根据传动链逐级排除,最后找到故障所在,排除故障.x62w升降台铣床进给

操纵机构经常容易出现故障,平时应加强检查维护,对于不同的故障原因应不断总结.所谓负压,但实际上负的压力是不存在的,这是在液体中产生撕裂的力,且形成真空的

空泡,并被后面的压缩力压挤而破灭.这种在声场作用下的振动,当声压达到超声波清洗一

定值时,气泡将迅猛增长,然后又突然闭合,在气泡闭合时,由于液体间相互碰撞产生强大

的冲击波,在其周围产生上千个大气压的压力.这也就是所说的“超声空化”.超声清洗就

是利用了空化作用的冲击波,其清洗过程中由下列四个因素作用所引起.

(1)因空泡破灭时产生强大的冲击波,污垢层在冲击波的作用下被剥离下来,即分散

及脱落.

(2)因空化现象产生如图3。所示的

气泡.由冲击形成的污垢层与表面之间的间

隙和空陈渗透,由于这种小气泡与声压同步

膨胀,收缩,产生像剥皮那样的物理力重复

作用于污垢层,污垢一层层被剥开,如图b3

所示,小气泡再继续向前推进,直到污垢层

被剥下为止.这就是空化二次效应.

(3)超声清洗中清洗液的超声振动本

超声波在清洗液中传播时,它将引起质点的振动,

为2.04x104m/52,(约为20009的重力加速度)

表面的污垢层每秒将遭到2万次的激烈冲击.

刀燕涤珊升脚习

a

图3气泡的作用

位移幅度

,

声压为

1.32林m,速度

1.45x105Pa,

0.16m/s,加速度

这表明清洗物

(4)清洗剂也溶解了污垢,产生乳化分散的化学力.

超声清洗的主要原理是超声空化作用,要获得良好的清洗效果,合理选择清洗槽中声场

的声学参数和清洗液的物理化学性质是十分重要的.

既然空化是主要的,那么如何产生空化呢?一般来说,空化不仅由介质特性决定,而且

(1)空化闽与工作频率fa有关.频率越高,空化阅值越高,产生空化越难.气泡在

声场的作用下将进行振动,但不一定发生崩溃(破灭),只有当声波的频率低于气泡的谐振

频率时才可能使气泡破灭,而当声波的频率高于气泡的谐振频率时,气泡只进行复杂的振动,

一般不发生气泡破灭.

(2)空化阂与介质中气泡半径有关,半径越小,空化闽越高.

(3)空化闷与声波作用时间长短有关,声波幅射时间越长,空化闷越低.

(4)空化阅与环境静压力有关,静压力越大,空化闽越高.

(5)空化阅与介质的粘滞性有关,粘度大,表面张力大,空化阂高.

(6)空化网与液体含气t有关,含气t越少,空化闽越高.所谓负压,但实际上负的压力是不存在的,这是在液体中产生撕裂的力,且形成真空的

空泡,并被后面的压缩力压挤而破灭.这种在声场作用下的振动,当声压达到超声波清洗一

定值时,气泡将迅猛增长,然后又突然闭合,在气泡闭合时,由于液体间相互碰撞产生强大

的冲击波,在其周围产生上千个大气压的压力.这也就是所说的“超声空化”.超声清洗就

是利用了空化作用的冲击波,其清洗过程中由下列四个因素作用所引起.

(1)因空泡破灭时产生强大的冲击波,污垢层在冲击波的作用下被剥离下来,即分散

及脱落.

(2)因空化现象产生如图3。所示的

气泡.由冲击形成的污垢层与表面之间的间

隙和空陈渗透,由于这种小气泡与声压同步

膨胀,收缩,产生像剥皮那样的物理力重复

作用于污垢层,污垢一层层被剥开,如图b3

所示,小气泡再继续向前推进,直到污垢层

被剥下为止.这就是空化二次效应.

(3)超声清洗中清洗液的超声振动本

超声波在清洗液中传播时,它将引起质点的振动,

为2.04x104m/52,(约为20009的重力加速度)

表面的污垢层每秒将遭到2万次的激烈冲击.

刀燕涤珊升脚习

a

图3气泡的作用

位移幅度

,

声压为

1.32林m,速度

1.45x105Pa,

0.16m/s,加速度

这表明清洗物

(4)清洗剂也溶解了污垢,产生乳化分散的化学力.

超声清洗的主要原理是超声空化作用,要获得良好的清洗效果,合理选择清洗槽中声场

的声学参数和清洗液的物理化学性质是十分重要的.

既然空化是主要的,那么如何产生空化呢?一般来说,空化不仅由介质特性决定,而且

(1)空化闽与工作频率fa有关.频率越高,空化阅值越高,产生空化越难.气泡在

声场的作用下将进行振动,但不一定发生崩溃(破灭),只有当声波的频率低于气泡的谐振

频率时才可能使气泡破灭,而当声波的频率高于气泡的谐振频率时,气泡只进行复杂的振动,

一般不发生气泡破灭.

(2)空化阂与介质中气泡半径有关,半径越小,空化闽越高.

(3)空化闷与声波作用时间长短有关,声波幅射时间越长,空化闷越低.

(4)空化阅与环境静压力有关,静压力越大,空化闽越高.

(5)空化阅与介质的粘滞性有关,粘度大,表面张力大,空化阂高.

(6)空化网与液体含气t有关,含气t越少,空化闽越高.国内用的滋致伸缩换能界大多数是用镶片益成的窗口型换能界,将它银焊在清洗缸底

部,然后用导线在窗口上绕一定卷数而成.此种换能界能承受较大功率,且可幸性好,使用

寿命长.缺点为效率较压电换能导低,原材料镶片价格资.

2.压电式换能导

目前国内外大多数超声波清洗机用的是压电式换能器,其外形结构如图5.

这种换能器一般有两片压电陶瓷晶片组

成.一台清洗机用多个换能导,经粘接剂粘

接在清洗缸底部且经并联联接组成一台清洗

机的换能器.换能器基元之间距(对于频率

2k0Hz)一般在5一10画为佳,太大了容易产

生育曲振动,且振动板受到腐蚀,同时辐射

面相对减少.

通用超声清洗机清洗零件适用性强,已

广泛应用于电子、钟表、光学、机械、汽车、

航空、原子能工业、医疗器械等许多行业.

电极引出线

压电陶瓷晶片

图5压电式换能界

.22专用超声波清洗机

一般安装在某些特定物件清洗的生产流水线上.

图6为典型的软磁器件超声波清洗设备,被清洗物件从进料口可传动的不锈钢专用网带

送入超声波清洗槽清洗,再经喷淋、烘干等工序后出料,实现被清洗物件可直接包装入库.

网带上.

的清洗棺中在超声波的作用下实现清洗,

超声波由多台装有超声波振子的浸没式超

声波换能界(图”产生.

琳到物件上,将物件表面喷剧干净.

风力将滞留在物件上的清洗液小水珠吹

掉.

送到由电加热的烘道中烘干.

几几几换住界

不铃切密封外亮

引出线

图7漫没式换能器

通过上述工序就完成了物件实现利用超声波清洗的全过程.

目前,还有一种超声汽相清洗机,它是选用有机洛荆作清洗液,具有极强的溶解污垢的

能力,用于清洗半导体晶片等净洁度要求特别高的物件。

参考资料

川《近代超声原理与应用》

2[]电子工业专用设备设计手册《超声与激光》

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