Ультразвуковое устройство для получения крутильных колебаний

О П И С А Н И Е шт И 02 УУИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советских Социалистических Республик(51) М Кл е В 06 В 1/08 с присоединением зая осудврственнын комитеввета Министров СССР(23) ПриоритетОпубликовано 15.04.7Дата опубликования юллетень1 3) УДК 534,232(088,8 ло делам изобретений н открытийсания 25.05,7 б 72) Автор изобретения оссохин 1) Заявитель 4) УЛЬТРАЗВУКОВОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛУЧЕН КРУТИЛЬНЫХ КОЛЕБАНИИлин линь утиль- твенно о соенструкцк. п, двеннорепитсеский повышения едлагаемом оводу кручатель, нако прнкрепИзобретение относится к устройствам для получения упругих крутильных колебаний ультразвуковой частоты в стержневых системах и может быть использовано для построения акустических головок различных систем ультразвуковой техники.Известно ультразвуковое устройство для получения крутильных колебаний, в котором продольные колебания от магнитострикционного излучателя с концентратором подводятся тангенциально к волноводу крутильных колебаний через два гибких волновода продольных колебаний, которые выполнены из одного материала так, что длина одного волновода отличается от длины другого на целое нечетное число полуволн.Это требует выполнения одного из волноводов в виде криволинейного стержня, что затрудняет обеспечение устойчивости этого стержня при передаче ультразвуковых колебаний большой мощности. Кроме того, такое устройство сложно, некомпактно и из-за большой суммарной длины волновода от излучателя к потребителю имеет низкий электромеханический к, п. д.Для упрощения коэлектр омеханического в прустройстве непосредст к волнтильных колебаний к я излупример, пьезокерамич с жест ленным под углом к его оси стержнем, д а которого равна или меньше четверти д волны продольных колебаний.Оси стержня и излучателя образуют острыйугол и лежат в плоскости, перпендикулярной центральной оси волновода крутильных колебаний или приблизительно в ней.На фиг. 1 изображено устройство, вид сбоку; на фиг. 2 - вид на торец волновода кру тильных колебаний.Устройство содержит волновод 1 крных колебаний, к которому непосредс крепится излучатель 2, несущий жестк дпненный с ним стержень 3.Направление фронта волны напряженийот излучателя 2 на входе стержня 3 указано стрелкой Р.Поскольку любые сечения стержня 3, параллельные плоскости Л, колеблются в режи ме продольных колебаний синхронно и в одной фазе, а непараллельность их в динамическом режиме плоскости Л ввиду малой длины стержня (меньше четверти длины волны для режима продольных колебаний) незначитель на, под действием инерционных сил стержень3 работает в режиме изгибных колеоанпй, при этом изгибающий момент в плоскости Л является для волновода крутящим.Размеры излучателя и волновода выбира- ЗО ются такими, чтобы устройство в целом было,орректор Заказ 1105/11 Изд. М 1263ЦКИИПИ Государственного комитетапо делам изобретений113035, Москва, )К, Рауш Тираж 690Совета Мин .стровоткрытийкаи иаб., д. 45 ПодписноеСССР Типографии, и;. Сапунова,резонансным для режима продольных и крутильных колебаний.Оптимальный эффект преобразовання продольных колебаний в стержне в крутильные в волноводе имеет место тогда, когда центральные оси излучателя и стержня располагаются в плоскости, перпендикулярной центральной оси волновода, так как в этом случае вектор действующего в плоскости крепления стержня к излучателю изгибающего момента, обусловленного наклоном стержня относительно излучателя под острым углом к и являющегося для волновода крутящим, совпадает по направлению с центральной продольной осью волновода, и весь изгибающий для стержня момент преобразуется в крутящий для волновода.г 1,ля увеличения интенсивности крутильных колебаний можно использовать также несколько колеблющихся синхронно и в одной фазе пар излучателей и стержней, расположенных лучеобразно по окружности относительно волновода, причем острые углы смещения стержней относительно осей соответствующих излучателей направлены в одну сторону, в этом случае крутящий момент равен сумме изгибающих моментов всех пар излучателей и стержней.Волновод крутнльных колебаний можетбыть выполнен с меняющейся площадью поперечного сечения, например, по коническому, эк;:поненциальному нлн катеноидальному за конам,Формула изобретенияУльтразвуковое устройство для получениякрутильных колебаний, содержащее излучатель продольных колебаний и волновод крутильных колебаний, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения конструкции и повышения электромеханического к. п.д., к волноводу крутильных колебаний непосредственно 20 крепится излучатель с жестко прикрепленнымпод углом к его оси стержнем, длина которого равна или меньше четверти длины волны продольных колебаний.