Устройство для ультразвуковой обработки

 

Изобретение относится к ультразвуковой технике, в частности к источникам ультразвуковой колебательной энергии, предназначенным для контактных методов обработки-давлением , резанием, сваркой и т.д., и может найти применение в различных отраслях промышленности. Устройство содержит резонирующий элемент 1, включающий трансформатор 5 упругих колебаний, переходящий в волновод 6, несколько установленных нз трансформаторе в плоскости, перпендикулярной оси резонирующего элемента , электроакустических преобразователей 2 и элемент 7 закрепления устройства. С целью увеличения КПД устройства трансформатор 5 выполнен в виде призмы квадратного сечения со стороной основания А, длиной от плоскости установки преобразователей в направлении излучения, равной А/2, и в противоположном направлении а/2, В направлении излучения трансформатор переходит в волновод с квадратным сечением , сторона которого равна а, длина п А, а в противоположном направлении - в элемент закрепления такого же сечения, что и указанный волновод, и длиной п а, где а - длина продольной полуволны в материале резонирующего элемента, ,2,3...; A W2a.2wi. (Л С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я>5 В 06 В 1/06

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3925949/10 (22) 10.07.85 (46) 15,05,91, Бюл,¹18 (72) В.С.галков и Н,П.Зубченкова (53) 534.23 (088.8) (56) Применение ультразвука в промышленности. /Под ред.А,И.Маркова. — М,: Машиностроение, 1975, с,17 -24.

Авторское свидетельство СССР

М 230630, кл. В 06 В 3/00, 1968.

Reports of the 6-th internationai Congress

on acoustfc, Tokyo, 1968, v.91 (К, i, M. N), р.21—

28. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УЛЬТРАЗВУКОВОЙ

ОБРАБОТКИ (57) Изобретение относится к ультразвуковой технике, в частности к источникам ультразвуковой колебательной энергии, предназначенным для контактных методов обработки — давлением, резанием, сваркой и т,д„ и может найти применение в различных отраслях промышленности. Устройство содер„„ Щ „„1648577 Al жит резонирующий элемент 1, включающий трансформатор 5 упругих колебаний, переходящий в волновод 6, несколько установленных на трансформаторе в плоскости, перпендикулярной оси резонирующего элемента, электроакустических преобразователей 2 и элемент 7 .закрепления устройства.

С целью увеличения КПД устройства трансформатор 5 выполнен в виде призмы квад- ратного сечения со стороной основания А, длиной от плоскости установки преобразователей в направлении излучения, равной

А/2, и в противоположном направлении а/2, В направлении излучения трансформатор переходит в волновод с квадратным сечением, сторона которого равна а, длина и А, а в противоположном направлении— в элемент закрепления такого же сечения, что и указанный волновод, и длиной и а, где а — длина продольной полуволны в материале оезонирующего элемента, п=1,2,3...;

А = 3/2 а, 2 ил.

1648577 зом.

Изобретение относится к ультразвуковой технике, в частности к источникам ультразвуковой колебательной энергии, предназначенным для контактных методов обработки — давлением, резанием, сваркой и тому подобных и может быть использовано,в различных отраслях обрабатывающей промышленности.

Цел ь изобретения — по вы ш ение эффективности устройства за счет снижения потерь колебательной энергии в элементе закрепления и при трансформации колебаний.

На фиг,1 и 2 показано предлагаемое устройство, варианты выполнения.

Устройство содержит резонирующий элемент 1 и электроакустические преобразователи (ЭАП), включающие пьезоэлектрические кольца 3 и частотно-понижающие накладки 4. Резонирующий элемент 1 состоит из выполненных заодно трансформатора

5 упругих колебаний, передающего волновода 6 и элемента 7 закрепления устройства. ЭАП 2 прикреплены к элементу 1 шпильками 8. От волновода 6 может отходить цилиндр или конус 9.

ЗАП 2 расположены звездой в одной плоскости, перпендикулярной оси элемента

1, под углом 90 друг к другу. В качестве них возможно использование магнитострикционных преобразователей. Трансформатор

5, волновод 6 и элемент 7 имеют форму поперечного сечения в виде квадрата, длина стороны которого у трансформатора 5 составляет А, а у волновода б и элемента 7—

Л а, где А= 3/2 а,а = —,Л-длина продольной волны в материале резонирующего элемента. Размер трансформатора 5 от плоскости установки ЭАП 2 до волновода 6 равен А/2, а в противоположном направлении до элемента 7 — а/2, длина волновода 6 — n А, длина элемента 7 — nа,,где n = 1,2,3....

Элемент 7 может иметь цилиндрическую форму диаметром, меньшим а, волновод 6 может переходить в цилиндр или конус с максимальным диаметром а/2.

Устройство может оснащаться преобразователями в количестве, большем четырех.

В этом случае они устанавливаются в разных плоскостях, при этом длину трансформатора увеличивают.

Устройство работает следующим обрз5

При возбуждении преобразователей 2 переменным электрическим током с частотой, равной рабочей частоте устройства, возникающие в них колебания сообщаются элементу 1, трансформатор которого является объемным резонатором на основе куба со стороной А, у которого одна из граней отдалена от центра на расстояние а/2, Благодаря такому соотношению размеров колебания совершают только грани, отстоящие от центра (куба) на расстоянии А/2, на четырех из которых расположены преобразователи, а пятая является началом волновода б, Грань, отстоящая от центра на расстоянии а/2, не колеблется и отходящий от нее элемент 7 закрепления устройства также не совершает колебаний, поскольку его длина кратна а. Вся колебательная энергия направляется в волновод 6, узловые линии на торце которого образуют квадрат, вписанный в основание волновода. Смещения в центре и у вершин торца волновода происходят в противофазе, Если от торца волновода отходит цилиндр или конус с указанными размерами, на торце последних возникают продольные колебания.

Формула изобретения

Устройство для ультразвуковой обработки, содержащее резонирующий элемент в виде трансформатора упругих колебаний, переходящего в волновод, установленные на трансформаторе в плоскости, перпендикулярной оси резонирующего элемента, злектроакустические преобразователи, и элемент закрепления устройства, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью повышения эффективности устройства за счет снижения потерь колебательной энергии в элементе закрепления и при трансформации колебаний, трансформатор упругих колебаний выполнен в виде призмы квадратного поперечного сечения со стороной A основания, длиной А/2 в направлении излучения и а/2 в противоположном направлении, причем в этих направлениях соответственно трансформатор резонирующего элемента переходит в волновод квадратного поперечного сечения со стороной а, длиной и А и в элемент закрепления квадратного поперечного сечения длиной и а, где а — длина продольной полуволны в мате иале резонирующего элемента, А - 3/2 а, и — положительное целое число.

1648577

Составитель H.Ìàêàðåíêo

Техред М.Моргентал Корректор Т.Малец

Редактор И.Горная

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101

Заказ 1480 Тираж 291 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035. Москва, Ж-35, Рэушская наб.. 4/5