КОЛОКОЛ

Полезная модель относится к колокольному делу и может быть использована при изготовлении корпусов колоколов и колокольчиков.
Известен колокол, состоящий из металлического корпуса, открытого с одной стороны, производящего звучание при ударах по нему, и ударного груза, расположенного внутри корпуса на уровне нижней кромки открытой стороны, подвешенного в верхней его части (Оловянников Н.И. История колоколов и колокололитейное искусство. М., 1912. Техническая Энциклопедия, т.II. М., 1929, стр.425.).
Корпус известного колокола выполнен гравитационной заливкой из перегретого над точкой ликвидус сплава Сu-Sn (с содержанием олова 20-22%).
Литой материал, полученного гравитационной заливкой перегретого сплава характеризуется пористостью, химической неоднородностью и крупным первичным зерном. Наличие пористости отрицательно сказывается на продолжительности звука (до затухания).
Химическая неоднородность и крупное первичное зерно не обеспечивают стабильного качества отливок, при верхнем содержании олова (22%) из-за хрупкости и возникновения трещин. В то же время при максимальном содержании олова звучание колокола наилучшее.
Целью предлагаемой полезной модели является устранение отмеченных недостатков, а именно - улучшение качества колоколов, устранение брака литых корпусов по трещинам.
Поставленная цель достигается тем, что в колоколе, состоящем из металлического корпуса, открытого с одной стороны, производящего звучание при ударах по нему, и ударного груза, расположенного внутри корпуса на уровне нижней кромки, подвешенного в верхней его части, корпус выполнен из беспористого, химически однородного, с мелким первичным зерном металла, преимущественно способом литья выжиманием с кристаллизацией под давлением (ЛВКД).
Устранение пористости в отливке корпусов колоколов позволяет увеличить время до полного затухания звука при его работе и в сочетании с химически однородным и мелким первичным зерном металла увеличить пластичность материала (примерно в 2 раза) и таким образом избежать появления трещин и в процессе литья колокола и при его работе.
Следующее отличие полезной модели состоит в том, что корпус выполнен из оловянистой бронзы с оптимальным содержанием в сплаве δ-фазы - носителя акустических свойств и α-фазы - носителя механических свойств (прочности и пластичности), обеспечиваемым содержанием в нем олова в пределах 22,5±0,5%.
При таком содержании олова достигается наилучшее звучание колокола, а отсутствие в отливке трещин при литье и эксплуатации достигается повышением пластичности литого металла, обеспечиваемое способом (ЛВКД).
Следующее отличие предлагаемой модели заключается в том, что корпус выполнен из биметалла: черный сплав - цветной сплав.
Биметаллический корпус позволяет экономить цветной металл, устранить усадочные дефекты слоя из цветного сплава.
На фиг.1 представлен колокол для церковной звонницы, на фиг.2 -биметаллический корпус колокола.
Колокол состоит из корпуса 1, выполненного из оловянистой бронзы, ударного груза 2, подвески 3, закрепленной в петле 4.
Корпус 1 выполнен из беспористого, химически однородного с мелким первичным зерном металла способом выжимания с кристаллизацией под давлением (ЛВКД), при заливке сплава в форму в интервале кристаллизации и затвердевании его под газовым давлением.
Биметаллический корпус колокола состоит из внутренней стальной оболочки 5 и наружного бронзового слоя 6.
Работа колокола.
При ударе груза 2 по нижней кромке корпуса 1 резонансная δ - фаза, зависимая от максимального содержания в нем олова - носителя акустических свойств сплава, обеспечивает оптимальное звучание, а отсутствие пор обеспечивает замедленное затухание звука.
Использование полезной модели позволяет улучшить качество колоколов (улучшить звучание, удлинить время до полного затухания звука), устранить брак корпусов по трещинам при литье и в процессе эксплуатации колоколов.