Устройство для ультразвуковой обработки

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 9 (55 В 06 В 1/О Е ИЗОБРЕТЕНИЯ ИС 1 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(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/ОО, 1968.йеропз о 1 тпе 6-й птегпатопа 1 Сопцгезз оп асоозт 1 с,Токуо, 1968, к 91 (К, 1, М, ч), 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 содержит резонирующии элемент 1, включаощии 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)езонирующего элемента, п=1,2,3,. А = 3/2 а, 2 ил, 1648577зом. 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 - а, гдеА= 3/2 а,а= - ,А-длина продольной волны в материале резонирующего элемента, Размер трансформатора 5 от плоскости установки ЭАП 2 до волновода б равен А/2, а в противоположном направлении до элемента 7 - а/2, длина волновода 6 - и А, длина элемента 7 - и э, где и = 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 обрз 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 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 притрансформации колебаний, трансформатор упругих колебаний выполнен в виде призмы квадратного поперечного сечения со стороной А 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 Редакто ектор Т,Мале рна Производствен агарина, 101 каз 1480ВНИИПИ Гос Составитель Н.МакаренкТехред М.Моргентал Тираж 291 Подписноетвенного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 113035, Москва, Ж, Рэушская наб., 4/5 ательский комбинат "Патент", г. Ужгор