УЛЬТРАЗВУКОВОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОВЕРХНОСТНОЙ ОБРАБОТКИ ПРИРОДНОГО И ИСКУССТВЕННОГО КАМНЯ
ULTRASOUND DEVICE FOR NATURAL AND ARTIFICIAL STONE SURFACE MACHINING

Изобретение 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. B28B 11/00, 1997; патент РФ №2279975, кл. B28B 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. B24B 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, имеющую 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 изобретением, является получение высокого качества обработки поверхностей изделий из искусственного и природного камня, хрупких и труднообрабатываемых материалов, а также увеличение производительности технологического процесса обработки вышеуказанных поверхностей.
Технический результат изобретения - 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, систему отвода отработанной суспензии и рабочую головку, отличающееся тем, что рабочая головка содержит рабочую насадку с каналами для подачи суспензии абразива, а система отвода отработанной суспензии выполнена с отводящим кольцом, соединенным с нижней частью корпуса посредством подшипника качения и имеющим привод вращения.
Сущность изобретения поясняется чертежом: на фиг.1 изображен продольный разрез устройства.
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 20 крепится рабочая насадка 7. Нижняя часть устройства представляет собой рабочую головку, которая включает в себя узел подачи абразива, состоящий из кольца 8 подачи суспензии, с присоединенным шлангом подачи суспензии 11, рабочую насадку 7 увеличенной площади, за счет использования концентратора с меньшим коэффициентом усиления амплитуды колебаний. В рабочей насадке 7 имеются каналы 19 для подачи суспензии в рабочее пространство, систему отвода отработавшей суспензии. Система отвода состоит из крышки нижнего корпуса 12 и вращающегося кольца 16, соединенных подшипником качения 5. Вращающееся кольцо 16 имеет зубчатый венец 17. К вращающемуся кольцу 16 прикреплена упругая резиновая прокладка 6, на которую в свою очередь прикреплены внешние радиальные сегменты 9 и внутренние сегменты 15, в которых проделаны каналы отводящей поверхности, предназначенные для отвода суспензии. Радиальные сегменты закреплены при помощи стягивающего кольца 23. Привод вращения состоит из электродвигателя 21 и шестерни 22, входящей в зацепление с зубчатым венцом 17.
В верхнем корпусе 1 установлены охлаждающий стакан 3 и рукав 13 подачи охлаждающей жидкости. В нижнем корпусе 18 установлена резиновая манжета 10, предназначенная для изоляции рабочей области от охлаждающей жидкости, и рукав 14 отвода охлаждающей жидкости. Само ультразвуковое устройство крепится к каретке, которая имеет возможность перемещаться по траверсе технологической машины.
Ультразвуковое устройство поверхностной обработки работает следующим образом.
Рабочая насадка 7 совершает высокочастотные колебания. Между рабочим органом и поверхностью обрабатываемого материала находится слой суспензии, состоящий из смеси воды и абразива. Суспензия подается под давлением при помощи узла подачи абразива. Рабочая насадка 7, совершая высокочастотные вертикальные колебания, с амплитудой, соответствующей требуемой чистоте обрабатываемой поверхности и составляющей 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. Отвод отработавшей суспензии происходит за счет разряжения, создаваемого вращением вращающегося кольца 16, по специальным каналам. Охлаждение магнитострикционного вибровозбудителя осуществляется путем циркулирования охлаждающей жидкости в верхнем корпусе 1. Для увеличения поверхности теплообмена в верхний корпус 1 установлен охлаждающий стакан 3. Перемещение ультразвукового устройства осуществляется путем передвижения каретки вдоль подвижной траверсы технологической машины.