Техника - молодёжи 1969-02, страница 27

\ ОБЛАСТЬ КАВИТАИИИ

УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ВИбРАТОР

Рабочий цилиндр станка для навита-ционного удаления заусенцев с деталей.

боких теоретических обобщений. В результате были найдены средства для управления кавитацией, установлены такие важные закономерности, как гот факт, что с повышением давления жидкости кавитационные эффекты усиливаются в десятки раз. Перед умственным взором физиков замаячила некая звучащая чаша, где, подобная игристому вину, кипит грозными пузырьками влага и неслышными громами разит нечистый металл Громокипящий кубок!

Медлительная история развития роялей свидетельствует, сколь сложно при

дать замыслу звучащего инструмента практическое воплощение. Моцарт писал об одном выдающемся мастере клавесинов: «Его труды и усердие невознаградимы... Посмотрите, как он строит резонансную доску. Он выставляет ее на воздух, на солнцепек, под дождь, под снег всем чертям на расправу. И когда она растрескивается, он искусно заполняет трещины, солидно вклеивая в них брусочки. Теперь можно ручаться, что с доской ничего не сделается...»

Эти строчки я вспомнил, познакомившись с деятельностью разработчиков, воплотивших в металл идею ультразвуковой очистки Они строят прозаические чаны и ванны различной формы, но творческий мир машиностроителей в чем-то близок миру музыкальных мастеров. Разработчик мыслит звучащими объемами, вибрирующими плоскостями Я видал, как обрабатывают резонансную плиту излучателя ультразвуков, который ставят в ванну. Микронные колебания стальной поверхности измеряются в тысяче мест, а затем изображаются в объемных графиках. Они выглядят как сложные ячеистые структуры из зубчатых полосок ватмана, напоминая модели горного хребта. Они во множестве стоят на столах, словно памятники кропотливого приближения к совершенству.

Тут имеют дело с чем-то посложнее рояля. Плита колеблется под действием ансамбля вибраторов, где сердечники из чудесного сплава, охваченные обмотками, начинают дрожать под влиянием толчков электрического тока. Обмотки оживляются током электронных генераторов ультразвуковых частот, иногда занимающих солидный шкаф.

Разработан не один инструмент, а целый оркестр. Есть машины размером

с подстаканник, куда ссыпают внутренности часов; нечто вроде пистолетов с хоботками для прочистки глубоких отверстий; круглые тазы для очистки колес; ванны, в которых может искупаться двигатель. Это волшебные купели, из которых заросшие грязью детали мгновенно выходят преображенными, как Иванушка из молочного чана. Чистота столь ослепительна, что для обнаружения остатков загрязнений пришлось изобретать особые, сверхчувствительные методы. И все это в общем-то не очень дорого, несложно в производстве и неприхотливо, как рукомойник.

Я встречал установки кавитационной очистки на многих предприятиях страны и рад был узнать, что эти встречи не случайны. Уже многие, многие сотни заводов эксплуатируют кавитационную очистку. Экономия достигает десятков миллионов рублей. Установки экспортируются в Англию. Болгарию, Индию, Польшу и другие страны. Тут заслуга производственников, наладивших массовый выпуск аппаратуры.

Я побывал на заводе торгового оборудования, где недавно надсадно драили трубы шомполами. Теперь тут работали кавитация и ультразвук. Зубчатые барабаны роторной линии быстро окунали заржавленные трубы в ванну, а оттуда они со звоном скатывались в штабеля. Поднеся трубу к глазам на манер телескопа, я увидел концентрический блеск металла, которым щеголял бы и охотничий ствол.

Маяковский гордился тем, что революционный поэт не только строитель нового мира, но его ассенизатор и водовоз. Сегодня эту формулу великого лирика, вероятно, имеют- право повторить и физики — создатели технологии кавитационной очистки.

в

ГДЕ

„РАСТУТ" БОТИННИ?

М. МАРКИН, кандидат технических наук

Что говорить, за кавитацией прочно закрепились эпитеты «разящая», «сокрушающей» и т. п. И есть отчего. Представим мысленно воздушный пузырек, окружающий его сферический слой жидкости и посмотрим, что же происходит по мере постепенного сжатия воздушной микрополости

С нарастанием давления жидкость почти не меняет свой объем. Значит, выделенный нами сферический слой уве-' личивается в толщине. Но это возможно только тогда, когда частицы жидкости около пузырька двигаются намного быстрее, чем на периферии. Непрерывно растущий перепад скоростей создает своего рода «насос», который перекачивает кинетическую энергию жидкостного слоя все ближе к центру воздушного пузырька. В момент захлопывания мощный энергетический сгусток сосредоточивается в чрезвычайно малом объеме. В одной точке сталкивают

ся идущие со всех сторон потоки. Происходит удар, давление мгновенно подскакивает до сотен, а то и тысяч атмосфер. Нечто подобное бывает при воспламенении заряда мощного (бризантного) взрывчатого вещества.

Нетрудно представить себе действие миллионов таких вот крошечных зубил. Им не может противостоять ни один твердый материал. Но — подчеркнем это дважды и трижды — твердый, а не упругий! Как ни странно, вулканизированная резина не имела никаких следов разрушения там, где не выдерживала даже сталь.

А теперь сделаем еще один шаг по цепочке умозаключений. Если есть материал, которому от кавитации, как говорится, ни жарко, ни холодно, то, возможно, найдется и такой, которому микровзрывы просто необходимы для доведения до «кондиции»? Найдется... Да тут и искать нечего, настолько материал этот знаком каждому. Кожа! Та самая кожа, которую надо дубить, прежде чем шить из нее ботинки, — вот благодатный объект для применения кавитационных эффектов.

Технология кожевенных операций складывалась веками. Она до сих пор несет на себе печать традиционных навыков, практической мудрости. Отмачивание в открытых чанах, промывка, золение (обработка известковым молоком), обеззолка, пиклевание (обработка кислотно-солевым раствором) и толь

ко потом — дубление в барабанах или громоздких шнековых аппаратах. Технологию называют мокрой, и даже не потому, что шкуры животных обрабатывают жидкостями, а потому, что эти жидкости и их испарения не отделены герметически от людей.

Вызов традициям первыми бросили химики. И не удивительно: ведь кожевенная промышленность, превращая в щепу дубовые рощи, находилась на грани полного уничтожения своей рас-тительно-сырьевой базы. Научная мысль вручила хозяйственникам тяжелые син-таны — искусственные дубители, созданные на основе сульфокислот.

Химическая природа процесса изменилась, а механическая осталась прежней: вращаются барабаны, периодически покачиваются шнековые аппараты. Нет слов искусственный дубитель дешевле, но технологического процесса (который продолжается около 4 суток!) он не ускоряет. Да и расход самого дубителя остается тем же — вес его составляет примерно четверть веса обрабатываемых шкур. Соотношение устрашающее, однако ларчик открывается просто: после однократного использования жидкость, как и раньше, сливают в канализацию.

Вот почему кавитационная технология дубления — еще один вызов традициям в кожевенном деле. Из тихо плещущей речки рабочий раствор превращается в бурный кипящий поток. Молекулы дубителя, которые раньше соеди

23