СПОСОБ ОЧИСТКИ ИЗДЕЛИЙ ОТ ЗАГРЯЗНЕНИЙ
METHOD OF CLEARING ARTICLES OF DIRT

Способ относится к машиностроению и может быть использован при очистке от загрязнений изделий, например тары для перевозки сыпучих и хрупких грузов.
Известен способ очистки поверхностей от загрязнений (формовочной смеси и др.) [1, стр.270], заключающийся в импульсном воздействии на детали потоком гранул.
К недостаткам способа относится низкая производительность процесса, сложный подвод гранул в зону обработки, наличие после очистки загрязнений в местах установки на детали арматуры.
Известен способ размерной электрохимической обработки [2], заключающийся в удалении окисной пленки при анодном растворении путем импульсного воздействия электрода-бойка на зону обработки.
К недостаткам способа относится малая энергия импульса, что позволяет удалять только хрупкие тонкие пленки в зоне обработки при прямом воздействии электрода-бойка.
Наиболее близким к заявленному является способ магнитоимпульсного воздействия бойка на тонкие оболочки с целью их деформации [3, с.122], заключающийся в воздействии вибраций, вызываемых колебательным контуром, содержащим конденсаторы и сопротивления, в пределах упругих значений и возможностью учета импульсных сил в момент действия магнитных импульсов.
К недостаткам способа относится нерегулируемая сила импульсов, приводящая к возможности деформации и разрушения детали или к снижению интенсивности и прекращению колебаний при изменении геометрии и свойств объекта обработки (воздействие на оболочки в местах усиления конструкции, изменение толщины стенки из-за удаления с нее загрязнений и др.). Это задерживает процесс очистки и требует перенастройки колебательной системы для удаления остатков загрязнений после предшествующих этапов очистки.
Изобретение направлено на сохранению геометрии обрабатываемых изделий и интенсификацию процесса очистки от загрязнений, расположенных на внутренней поверхности оболочек тары для перевозки сыпучих и хрупких материалов без повреждения оболочки и повторного процесса для удаления остатков загрязнений.
Это достигается тем, что силу импульсного удара ограничивают пределом упругой деформации оболочки тары, устанавливаемым расчетным или экспериментальным путем и регулируемым путем изменения емкости конденсаторов, информацию об образующейся при этом амплитуде вибраций передают на регулятор частоты, где сравнивают с предшествующей величиной амплитуды и изменяют частоту за счет регулирования электрического сопротивления контура в сторону увеличения амплитуды до достижения наибольшей амплитуды, за счет изменения частоты поддерживают состояние наибольшей амплитуды до стабилизации ее величины, после чего перемещают боек по поверхности оболочки до следующего загрязненного участка и повторяют процесс регулирования частоты следования импульсов по амплитуде вибраций до удаления загрязнений.
Схема осуществления способа приведена на фигуре 1.
На схеме на фигуре 1 показана листовая оболочка 1 тары со слоем загрязнения 2. Снаружи на листовой оболочке 1 находится боек 3, возбудитель 4 электромагнитных колебаний, упругий элемент 5, определяющий зазор 6 между оболочкой 1 и бойком 3. Колебательный контур схемы включает конденсатор 7, источник тока 8, сопротивление 9. Колебательный контур связан с возбудителем 4. Для управления частотой следования импульсов колебательного контура установлен регулятор частоты 10, который воздействует на частоту ударов бойков 3. Упругий элемент 5 опирается на неподвижный корпус 11, противостоящий оболочке 1, с которой контачит датчик 12 измерения колебаний оболочки 1. Под индексом 13 показаны направления возвратно-поступательных перемещений бойка 3. Величина зазора 6 зависит от конструктивного элемента 14 тары 1.
Способ осуществляется в следующей последовательности. На тару, включающую листовую оболочку 1 со слоем загрязнения 2, снаружи устанавливают боек 3 с возбудителем 4 электромагнитных колебаний и с упругим элементом 5. Положение бойка 3 регулируют относительно оболочки 1 до образования зазора 6, меньшего, чем предельное перемещение бойка 3.
Силу удара бойка 3 регулируют емкостью конденсатора 7, для чего образец оболочки 1 на стенде бьют бойком 3 при постоянном напряжении источника 8 с увеличением емкости конденсатора 7 до получения визуально наблюдаемой вмятины на образце оболочки 1, после чего снижают емкость конденсатора 7 до исчезновения вмятины и принимают эту емкость конденсатора 7 за рабочую величину. После чего оболочку 1 закрепляют на установке, включают сопротивление 9 и изменяют его величину до появления колебаний оболочки 1, что фиксируется регулятором 10 частоты следования импульсов и частоты ударов бойка 3 относительно неподвижного корпуса 11 и оболочки 1. Процесс выполняется с силой, ограниченной появлением предельного значения упругой деформации оболочки 1 тары до начала пластической деформации, величина которой устанавливается расчетом для простых конструкций тары (без конструктивных элементов 14) или экспериментально на макете оболочки 1 тары с колнструктивными элементами 14. Амплитуда колебаний оболочки 1 измеряется датчиком 12 колебаний, сигнал с датчика 12 передается на регулятор 10. При этом величина сигнала пропорциональна амплитуде колебаний, зависящей от зазора 6 между оболочкой 1 и бойком 3. Сигнал в регуляторе 10 сравнивается с предшествующим значением и изменяется величина сопротивления 9 в сторону увеличения амплитуды колебаний, измеряемой датчиком 12, до наибольшего (резонансного) значения. Боек 3 при этом совершает возвратно-поступательные перемещения 13 под действием возбудителя 4 и упругого элемента 5. Наличие на оболочке 1 загрязнения 2 и конструктивных элементов 14 тары изменяет резонансную частоту колебаний оболочки 1, что определяет интенсивность удаления загрязнений 2. Поэтому регулятор 10 постоянно поддерживает резонансную частоту колебаний оболочки 1, изменяя сопротивление 9 после стабилизации частоты, измеряемой датчиком 12 и сравниваемой с предшествующим значением в регуляторе 10, корпус 11 перемещают вдоль оболочки 1 до участка загрязнения, достают регулятором 10 резонансной частоты, удаляют загрязнение 2 и осуществляют процесс для всей оболочки 1 с загрязнением 2.
Пример осуществления способа.
Необходимо очистить от формовочной земли тару с оболочкой из алюминиевого сплава толщиной 1 мм и с слоем загрязнения 10-15 мм.
В качестве макета оболочки берут пластину из алюминиевого сплава толщиной 1 мм с размерами 100×100 мм, наносят на нее слой загрязнения толщиной 10-15 мм, устанавливают в жесткую рамку, содержащую конструктивные элементы, по контуру пластины и бойком 3 при единичных воздействиях возбудителя ударяют пластину в центральной ее части. Первые удары производят при емкости конденсаторов 100 мФ, затем емкость повышают до 150 мФ и далее через 50 мФ. Визуально наблюдают состояние поверхности пластины в месте удара бойком 3. При 200 мФ наблюдалась остаточная вмятина, после чего емкость конденсаторов была снижена до 180 мФ.
2
На полученном режиме на установке были замерены амплитуды колебаний тары вблизи бойка 3. Амплитуда изменялась от 1 до 4 мм. При этом слой загрязнения был удален через 5 секунд с площади 600 см. При удалении слоя загрязнения путем ударов вручную понадобилось 20-25 секунд, а при увеличении силы удара вручную до появления вмятин время составило 12-15 секунд, что показывает интенсификацию удаления слоя загрязнения до 5 раз. По предложенному способу повреждений оболочки в таре не наблюдалось, повторная очистка тары не понадобилась.
Источники
1. Бабичев А.П., Бабичев И.А. Основы вибрационной техники. Ростов-на-Дону: ДГТУ, 1999 - 624 с.
2. А.с. 1192917 (СССР) В23Н 3/00 В.П. Смоленцев, А.И. Болдырев, Г.П. Смоленцев. Способ размерной электрохимической обработки. 1985, Бюл. №43.
3. Электрофизические и электрохимические методы обработки материалов. В 2 т. Т.2 / Под ред. В.П. Смоленцева. М.: Высшая школа, 1983 - 208 с.