УЛЬТРАЗВУКОВОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОВЕРХНОСТНОЙ ОБРАБОТКИ ПРИРОДНОГО И ИСКУССТВЕННОГО КАМНЯ

Полезная модель относится к области строительной индустрии и может быть использовано для высококачественной поверхностной обработки искусственного и природного камня, а также прочих хрупких и труднообрабатываемых материалов при производстве строительных материалов для промышленного и гражданского строительства.
Известны ультразвуковые устройства для поверхностной обработки (патент РФ №2130379, кл. В28В 11/00, 1997; патент РФ №2279975, кл. В28В 11/00, 2006). Обработка известными устройствами осуществляется путем взаимодействия рабочего органа, колеблющегося с ультразвуковой частотой, с различными видами поверхностей. Наиболее близким к предлагаемому изобретению является устройство (патент РФ №2250814, кл. В24В 1/04, 2005), содержащий пьезоэлектрический преобразователь. В цилиндрическом корпусе механизма закреплены пьезоэлементы, передающие рабочему органу колебания в вертикальной плоскости. Причем рабочий орган представляет собой насадку, прикрепляемую посредством резьбового соединения к концентратору, имеющее сквозное осевое отверстие для подачи абразивной суспензии. Конец насадки является полым цилиндром, внешний торец которого контактирует с обрабатываемой поверхностью. Концентратору вместе с рабочей насадкой придается вращение.
Недостатком известных устройств является их малая производительность, сложность конструкции, трудность обработки поверхностей большой площади, ограниченность применения.
Технической задачей, решаемой полезной моделью, является получение высокого качества обработки поверхностей изделий из искусственного и природного камня, хрупких и труднообрабатываемых материалов, а также увеличение производительности технологического процесса обработки выше указанных поверхностей.
Технический результат полезной модели - высокое качество обработки поверхности искусственного и природного камня, других хрупких и труднообрабатываемых материалов, а также высокая производительность предлагаемого устройства.
Технический результат достигается тем, что ультразвуковое устройство для поверхностной обработки природного и искусственного камня, содержащее верхний корпус с магнитострикционным вибровозбудителем, узел подачи абразива в зону обработки, рабочую головку, согласно полезной модели, рабочая головка содержит рабочую насадку увеличенной площади с выполненным в ней каналом для подачи суспензии абразива и серповидным окном подачи суспензии, для оптимального распределения суспензии в рабочей зоне, изолирующий кожух, а также систему отвода отработавшей суспензии, состоящую из коллектора суспензии и рукава отвода отработавшей суспензии.
Сущность полезной модели поясняется чертежом: на фиг.1 изображен продольный разрез устройства, на фиг.2 изображен вид снизу.
Устройство состоит из подвижного верхнего корпуса 1. Внутри верхнего корпуса 1 закреплен магнитострикционный вибровозбудитель, состоящий из магнитостриктора 2 с концентратором 4, к которому посредством соединительной шпильки 18 крепится рабочая насадка 7 увеличенной площади, за счет использования концентратора с меньшим коэффициентом усиления амплитуды колебаний. Нижняя часть устройства представляет собой рабочую головку, содержащую систему подачи абразива, рабочую насадку 7 и систему отвода отработавшей суспензии абразива. К рабочей насадке крепится шланг подачи суспензии 11, содержащей абразив. В рабочей насадке 7 имеется канал 8 и окно подачи суспензии 16, имеющее серпообразную форму. Рабочую насадку 7 окружает изолирующий кожух 9. В задней части изолирующего кожуха 9 находится коллектор отработавшей суспензии 15, к которому крепится рукав отвода отработавшей суспензии 6. В верхнем корпусе 1 установлены охлаждающий стакан 3 и рукав подачи охлаждающей жидкости 13. В нижнем корпусе 17 установлена резиновая манжета 10, предназначенная для изоляции рабочей области от охлаждающей жидкости, и рукав отвода охлаждающей жидкости 14. Между нижним корпусом 17 и изолирующим кожухом 9 находится упругая резиновая прокладка 5. Само ультразвуковое устройство крепится к каретке, которая имеет возможность перемещаться по траверсе технологической машины.
Ультразвуковое устройство поверхностной обработки работает следующим образом. Между рабочей насадкой 7 и поверхностью обрабатываемого материала находится слой суспензии, состоящий из смеси воды и абразива. Рабочая насадка, совершая высокочастотные вертикальные колебания, с амплитудой, соответствующей требуемой чистоте обрабатываемой поверхности и составляет порядка ≈0,01-0,1 мм, воздействует на частички абразива находящиеся в суспензии, те в свою очередь выкалывают из менее твердой обрабатываемой поверхности хрупкий материал, осуществляя рабочий процесс. Суспензия подается в рабочую зону по каналу 8 через окно подачи суспензии 16. Окно имеет специальную серпообразную форму, для оптимального распределения суспензии на обрабатываемой поверхности. Изолирующий кожух 9 удерживает суспензию в рабочей зоне. Благодаря гибкости прокладки 5, которая соответственно вертикальным колебаниям изменяет свои размеры, обеспечивается плотное прилегание изолирующего кожуха к обрабатываемой поверхности. Отвод отработавшей суспензии осуществляется через коллектор 15 посредством разряжения через рукав 6. Охлаждение магнитострикцйонного вибровозбудителя осуществляется путем циркулирования охлаждающей жидкости в верхнем корпусе 1. Для увеличения поверхности теплообмена в верхний корпус 1 установлен охлаждающий стакан 3. Резиновая манжета 10 изолирует рабочую область от охлаждающей жидкости. Перемещение ультразвукового устройства осуществляется путем передвижения каретки вдоль подвижной траверсы технологической машины.