Installations de nettoyage de pièces par ultrasons

Application des ultrasons

Ultrason utilisé pour laver les pièces et les assemblages de divers équipements, souder divers matériaux. Les ultrasons sont utilisés pour produire des suspensions, des aérosols liquides et des émulsions. Pour obtenir des émulsions, par exemple, un mélangeur-émulsifiant UGS-10 et d'autres dispositifs sont produits. Les méthodes basées sur la réflexion des ondes ultrasonores à partir de l'interface entre deux milieux sont utilisées dans les dispositifs d'hydrolocalisation, de détection de défauts, de diagnostic médical, etc.

Parmi les autres capacités des ultrasons, il convient de noter sa capacité à traiter des matériaux durs et cassants à une taille donnée. En particulier, le traitement par ultrasons est très efficace dans la production de pièces et de trous de formes complexes dans des produits tels que le verre, la céramique, le diamant, le germanium, le silicium, etc., dont le traitement est difficile par d'autres méthodes.

L'utilisation d'ultrasons dans la restauration de pièces usées réduit la porosité du métal appliqué et augmente sa résistance. De plus, la déformation des pièces soudées allongées telles que les vilebrequins du moteur est réduite.

Nettoyage de pièces par ultrasons

Le nettoyage par ultrasons de pièces ou d'objets est utilisé avant les opérations de réparation, d'assemblage, de peinture, de chromage et autres. Son utilisation est particulièrement efficace pour nettoyer des pièces de forme complexe et des endroits difficiles d'accès sous forme de fentes étroites, fentes, petits trous, etc.

L'industrie produit un grand nombre d'appareils de nettoyage à ultrasons qui diffèrent par les caractéristiques de conception, la capacité et la puissance du bain, par exemple, transistor : UZU-0.25 avec une puissance de sortie de 0,25 kW, UZG-10-1.6 avec une puissance de 1,6 kW , etc., thyristor UZG-2-4 avec une puissance de sortie de 4 kW et UZG-1-10 / 22 avec une puissance de 10 kW. La fréquence de fonctionnement des installations est de 18 et 22 kHz.

L'unité à ultrasons UZU-0.25 est conçue pour le nettoyage de petites pièces. Il se compose d'un générateur d'ultrasons et d'un bain à ultrasons.

Données techniques de l'unité à ultrasons UZU-0.25

• Fréquence secteur — 50 Hz

• Puissance consommée du réseau — pas plus de 0,45 kVA

• Fréquence de fonctionnement — 18 kHz

• Puissance de sortie — 0,25 kW

• Dimensions intérieures de la cuve de travail — 200 x 168 mm avec une profondeur de 158 mm

Sur le panneau avant du générateur d'ultrasons, il y a un interrupteur pour allumer le générateur et une lampe indiquant la présence de tension d'alimentation.

Sur la paroi arrière du châssis du générateur se trouvent : un porte-fusible et deux connecteurs par lesquels le générateur est connecté au bain à ultrasons et au réseau électrique, une borne de mise à la terre du générateur.

Trois transducteurs piézoélectriques emballés sont montés au fond du bain à ultrasons.Le boîtier à un seul transducteur se compose de deux plaques piézoélectriques en matériau TsTS-19 (zirconate-titanate de plomb), de deux coussinets réducteurs de fréquence et d'une tige centrale en acier inoxydable dont la tête est l'élément rayonnant du transducteur.

Sur le corps de la baignoire se trouvent : une robinetterie, une poignée de robinet marquée "Drain", une borne pour la mise à la terre de la baignoire et une prise pour le raccordement à un groupe électrogène.

La figure 1 montre le schéma de circuit de l'unité à ultrasons UZU-0.25.

Riz. 1. Schéma de principe de l'unité à ultrasons UZU-0.25

La première étape est oscillateur maîtrefonctionnant sur le transistor VT1 selon un circuit à contre-réaction inductive et un circuit oscillant.

Des vibrations électriques avec une fréquence ultrasonore de 18 kHz, se produisant dans l'oscillateur principal, sont transmises à l'entrée du puissant préamplificateur.

L'amplificateur de pré-puissance se compose de deux étages, dont l'un est assemblé sur les transistors VT2, VT3, le second - sur les transistors VT4, VT5. Les deux étages de préamplification de puissance sont assemblés selon un circuit push-pull séquentiel fonctionnant en mode commutation. Le mode de fonctionnement clé des transistors permet d'obtenir un rendement élevé à une puissance suffisamment élevée.

Schémas de base des transistors VT2, VT3. VT4, VT5 sont connectés à des enroulements séparés et opposés des transformateurs TV1 et TV2. Ceci fournit un fonctionnement push des transistors, c'est-à-dire une commutation alternée.

La polarisation automatique de ces transistors est assurée par les résistances R3 — R6 et les condensateurs C6, C7 et C10, C11 inclus dans le circuit principal de chaque transistor.

La tension d'excitation alternative est fournie à la base via les condensateurs C6, C7 et C10, C11, et la composante constante du courant de base, traversant les résistances R3 - R6, crée une chute de tension sur celles-ci, ce qui garantit une fermeture et une ouverture fiables. des transistors.

Le quatrième étage est l'amplificateur de puissance. Il se compose de trois cellules push-pull de transistors VT6 - VT11 fonctionnant en mode de commutation. La tension du préamplificateur est fournie à chaque transistor à partir d'un enroulement séparé du transformateur TV3, et dans chaque cellule ces tensions sont en opposition de phase. À partir des cellules du transistor, la tension alternative est appliquée aux trois enroulements du transformateur TV4, où la puissance est ajoutée.

A partir du transformateur de sortie, la tension est fournie aux transducteurs piézoélectriques AA1, AA2 et AAZ.

Les transistors fonctionnant en mode commutation, la tension de sortie contenant des harmoniques est rectangulaire. Pour isoler la première harmonique de la tension des convertisseurs, la bobine L est connectée en série avec les convertisseurs à l'enroulement de sortie du transformateur TV4, dont l'inductance est calculée de telle manière qu'avec la capacité propre des convertisseurs, il forme un circuit oscillant accordé sur la 1ère harmonique de la tension. Ceci permet d'obtenir une tension sinusoïdale dans la charge sans changer le mode favorable en énergie des transistors.

L'installation est alimentée en courant alternatif avec une tension de 220 V à une fréquence de 50 Hz à l'aide d'un transformateur de puissance TV5, qui comporte un enroulement primaire et trois enroulements secondaires, dont l'un sert à alimenter le générateur principal et les deux autres servent pour alimenter les autres étages.

Le générateur principal est alimenté par un redresseur assemblé selon circuit à deux boucles avec point zéro (diodes VD1 et VD2).

L'alimentation des étages préliminaires d'amplification est réalisée par un redresseur monté en pont (diodes VD3 - VD6). Le deuxième circuit en pont de diodes VD7 - VD10 alimente l'amplificateur de puissance.

Un moyen de nettoyage doit être sélectionné en fonction de la nature de la contamination et des matériaux. Si le phosphate trisodique n'est pas disponible, le carbonate de soude peut être utilisé pour nettoyer les pièces en acier.

Le temps de nettoyage dans un bain à ultrasons varie de 0,5 à 3 minutes. La température maximale admissible du produit de nettoyage est de 90 °C.

Avant de changer le liquide de lavage, le générateur doit être éteint, empêchant les convertisseurs de fonctionner sans liquide dans la cuve.

Le nettoyage des pièces dans un bain à ultrasons s'effectue dans l'ordre suivant : l'interrupteur d'alimentation est réglé sur la position « Arrêt », la vanne de vidange du bain est réglée sur la position « Fermé », le produit de nettoyage est versé dans le bain à ultrasons à un niveau de 120 - 130 mm, la fiche du cordon d'alimentation est branchée sur une prise électrique 220 V.

Test de l'installation : tournez l'interrupteur sur la position "On" jusqu'à ce que la lampe témoin s'allume et que le bruit de fonctionnement du liquide cavitant apparaisse. L'apparition de la cavitation peut également être jugée par la formation des plus petites bulles mobiles sur la sonde du bain .

Après avoir testé l'installation, débranchez-la du secteur, chargez les pièces contaminées dans le bain et démarrez le traitement.