Обеспечивать необходимую интенсивность излучения или амплитуду колебаний;
Работать при всех возможных в ходе технологического процесса изменениях нагрузки;
Работать в заданном частотном диапазоне;
Используемая в УЗ аппаратах технологического назначения колебательная система должна удовлетворять ряду общих требований:
УЗ колебательная система вместе с корпусом, устройствами подвода питающего напряжения и вентиляционными отверстиями выполняется обычно в виде отдельного узла. В дальнейшем, используя, термин УЗ колебательная система мы будем говорить обо всем узле в целом.
В колебательной системе всегда имеются соединения, обеспечивающие акустическую и механическую связь её элементов. Соединения могут быть неразъемными, однако при необходимости смены рабочего инструмента соединения выполняются резьбовыми.
Рисунок 5.1 - Двухполуволновая колебательная система и распределение амплитуд колебаний А и действующих механических напряжений F
Как видно из рисунка 5.1, существуют плоскости, в которых смещения и механические напряжения всегда равны нулю. Эти плоскости называются узловыми. Плоскости, в которых смещения и напряжения минимальны, называются пучностями. Максимальные значения смещений (амплитуд) всегда соответствуют минимальным значениям механических напряжений и наоборот. Расстояния между двумя соседними узловыми плоскостями или пучностями всегда равны половине длины волны.
Распределение амплитуды колебаний А и сил (механических напряжений) F в колебательной системе име-ет вид стоячих волн (при условии пренебрежения потерями и излучением).
Внешний вид типичной ультразвуковой колебательной системы показан на рисунке 5.1 [21]. Она состоит из преобразователя - 1, трансформатора (концентратора) - 2, рабочего инструмента - 3, опоры - 4 и корпуса - 5.
Отношение накопленной УЗ колебательной системой энергии к энергии, используемой для технологического воздействия за каждый период колебаний, называется добротностью колебательной системы. Добротность определяет максимальную амплитуду колебаний на резонансной частоте и характер зависимости амплитуды колебаний от частоты (т.е. ширину частотного диапазона).
Важнейшей характеристикой УЗ колебательных систем является резонансная частота. Обусловлено это тем, что эффективность технологических процессов определяется амплитудой колебаний (значений колебательных смещений), а максимальные значения амплитуд достигаются при возбуждении УЗ колебательной системы на резонансной частоте. Значения резонансных частот УЗ колебательных систем должны быть в пределах разрешенных диапазонов (для УЗ аппаратов для размерной обработки это частоты соответствуют 18, 22, 44 кГц).
Рабочий инструмент создает ультразвуковое поле в обрабатываемом объекте или непосредственно воздействует на него.
Согласующий элемент системы (пассивный концентратор) осуществляет трансформацию скоростей и обеспечивает согласование внешней нагрузки и активного внутреннего элемента.
В преобразователе (активном элементе) колебательной системы происходит преобразование энергии электрических колебаний в энергию упругих колебаний ультразвуковой частоты, и создается знакопеременная механическая сила.
УЗ колебательная система состоит из преобразователя, согласующего элемента и рабочего инструмента (излучателя).
В состав любой ультразвуковой технологической установки, в том числе и в состав ультразвуковых аппа-ратов для размерной обработки материалов, входят источник энергии (генератор электрических колебаний) и ультразвуковая колебательная система.
5.1 Конструктивные схемы и состав ультразвуковых колебательных систем
5. Разработка ультразвуковых колебательных систем для реализации технологического процесса размерной обработки
5. Разработка ультразвуковых колебательных систем для реализации технологического процесса размерной обработки
Комментариев нет:
Отправить комментарий