Ультразвуковая технологическая установка

Изобретение относится к ультразвуковой технике и предназначено для работы в ультра. звуковых технологических установках в различ. ных. областях народного хозяйства.Известна ультразвуковая установка, содержащая ультразвуковой генератор с магнитострикционным преобразователем, имеющим две до. полнительные обмотки, одна из которых помещена в лунность колебаний, а вторая - в узел колебаний, Обмотки включенл встречно и ло следовательно и подсоединены к входу усилителя генератора 11Недостатками такой установки являются низкий КПД и качество технологического процесса, связанные с невозможностью применения автоматического регулирования. амплитуды механический колебаний преобразователя из за непропорциональности изменений амплитуды сигнала, поступающего на вход усилителя с обмотки, и изменений амплитуды механических колебаний 20 на конце рабочего инструмента.Наиболее близкой к изобретению является ультразвуковая технологическая установка; включающая ультразвуковой генератор с акус. тической системой на выходе, содержащей двух стержневой магнитострикционный преобразова. тель с датчиком механическихколебаний, соединенным через блок управленияс генератором и выполненным в виде двух встречно включен. ных обмоток с одинаковым количеством вит ков, одна из которых расположена на накладке свободного конца преобразователя и состоит из двух идентичных согласно включенных секций 21 .Недостаток известного устройства состоит в низком КПДЦель изобретения - повышение КПД,.Поставленная цель достигается тем, что в ультразвуковой технологической установке, включающей ультразвуковой генератор с акус тической системой на выходе, содержащей двухстержневой магнитострикциоиный преобразователь с датчиком механических колебаний, ,соединенным через блок управления с генера. тором и выполненным в виде двух встречно включенных обмоток с одинаковым количеством витков, одна из которых расположена на накладке свободного конца преобразователя и состоит из двух идентичных согласно включен- ных секций, вторая обмотка выполнена в виде двух секций, симметрично расположенных на50 стержнях преобразователя и включенных согласно между собой.На чертеже изображена блокхема установки.Установка содержит ультразвуковой генератор.1 с блоком управления 2. К выходу генератора 55 1 подключена акустическая система:3, имеющая обмотки 4 и 5 на магнитострикционном преоб. раэователе 6, волноводное звено 7 и инструмент 8. Обмотки 4 и 5 включены встречно между собой и подключены к ультразвуковому генератору 1 через блок управления 2. Обмотка 4 расположена на накладке 9 магнитострикционного преобразователя 6 и состоит из двух согласно включенных секций е одинаковым количеством витков. Обмотка 5 состоит из двух секций с одинаковым количеством витков, расположенных на стержнях 10 преобразователя 6, Эти секции включены согласно между собой. Причем наилучшие результаты достигаются при длине второй обмотки Р ( Л/Э, где Л - длина волны звука в стержнях преобразователя на рабочей частоте,Установка работает следующим образом.При включении ультразвукового генератора 1 электрический сигнал ультразвуковой частоты преобразуется в механические колебания магии. тострикционным преобразователем 6. Полученные таким образом механические колебания передаются от преобразователя посредством волноводной системы 7 и инструмента 8 в зону технологического процесса, например сварки.1Вся акустическая система 3, состоящая иэ,магнитострикционного преобразователя 6, волно.вода 7 и инструмента 8, имеетрезонансныйхарактер и на частоте механического резонансаобладает наибольшим. КПД преобразованияэлектрических колебаний в механические. Еслиультразвуковой генератор настроен на зту частоту, то КПД всей ультразвуковой установкинаибольший. В течение технологического про.цесса частота механического резонанса акустической системы 3 меняется вследствие действияразличных дестабилизирующих факторов (повышение температуры, износ инструмента, изменение реакции технологической нагрузки и т. д.),что ведет к снижению КПД установки и качества технологического процесса в связи с дестаби.лизацией его параметров, В секциях обмотки 5,расположенных на стержнях преобразователя 6,индуцируется ЭДС (Е ), обусловленная наличием магнитного потока (ф ), проходящего,через эти стержни,. причем поскольку секциивключены согласно, то результирующая ЭДСопределяется; как сумма ЭДС введенных отобоих стержней;ЕэЕ Еэ.1+ ЕэгТочно так же в этих секциях индуцируютсяЭДС от потока рассеиванияЕр еЕ +Еи ЭДС, обусловленная обратным магнитострик.ционным эффектом,Ем" Ем+ Ем 2В секциях обмотки 4 так же индуцируютсяЕ; Е; Е и при встречном включенииобмотоки 5 результирующая ЭДС составляетс ю УЕ. = Еэ+ Ер.+ Ем - Еэ - Ер- Ему,при3равенстве витков в обмотках 4 и 51Емг Е мтТаким образом, сигнал обратной связи выэван в основном наличиемЕ имеет амплпуду, пропорциональную амплитуде колебаниястержней преобразователя, и частоту, равнуючастоте механического резонанса акустическойсистемы, Этот .сигнал воздействут,на ультразвуковой генератор 1 с помощью блока управления2 (блок автоматической подстройки частотыБАПЧ) таким образом, чтобы частота генераторастала равной частоте механического резонансаакустической системы 3..В блоке управления 2 вьщелен также блокавтоматической регулировки. амплитуды (БАРАдля автоматического регулирования амплитудымеханических колебаний преобразователя (какодного из главных параметров технологическог. процесса) в зависимости от изменения амплитуды сигнала обратной связи, работающий так,что, например, при уменьшении амплитуды Составитель В; ВаверТехред М Надь гвдактор Н. Швыдкая Корректор А. Зимокосов Заказ 7012/7 Тираж.492 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5 филиал ПОП "Патент, г. Ужгород, ул, Проектная, 4 1041169 амеханических колебаний инструмента сигналБАРА увеличивает выходную мощность генератора, воздействуя на последний либо по цепипитания, либо по цепи возбуждения. Такимобразом, блок управления 2 ультразвуковогогенератора 1 осуществляет подстройку генератора как по частоте, так и по амплитуде мехаЪ. ннческих колебаний в зависимости от частотыи амплитудьг сигнала обратной связи, получае 10 мого с обмоток 4 и 5, пропорционально механическим колебаниям акустической системы 3.Использование настоящей установки посравнению с известными обеспечивает болеевысокий КПД за счет повышения точности ) 15 автоматического регулирования, определяемогопропорциональностью параметров сигнала обратнон связи механическим параметрам акустической о системы н большой его мощности, а такжеповышает качество обработки эа счет повыше 20 ния точности н надежности работы системыавтоматического регулирования,