Двухступенчатый ультразвуковой концентратор

-св ени постоянного гд бсДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ СССР АМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(71) Институт проблем прочности АН УССР(56) 1. Серенсен С,В., Гарф М.Э. и Кузьменко В.А,Динамика машин для испытания на усталость. М., гМашиностроениег, 1967, с.205.2. Там же, с.204 (прототип). (54)(7) ДВУХСТУПЕНЧЛТЦИ УЛЬТИВВУКОВОЙ КОНЦЕНТРАТОР, содержащий вы;полненные в виде тела вращения сту-" пень постоянного и ступень переменного поперечных сечений, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения эффективности работы путем увеличения коэффициента усиления амплитуды смещения, тело. вращения ступени переменного сечения выполнено с обраэующей, описываемой уравнением 0 - диаметр ступсечения;- диаметр меньшего торца концеитратора 1- соответственно текущие ацисса обраэующей кривойступени переменного сеченияи ее ордината;ц - соответственно длина сту-.пеней постоянного и переменного сечений;С : 0,514 + 0,03 юС + 0,08 аС уМ =. 0,558 - 0,087 г(. + 0,124 фСв-а 1 с лй 0,д) гЪ -со- :1-еадиаметр ступени постоянного сечения;диаметр меньшего торца концентратора;соответственно текущие абсцисса образующей кривой ступени переменного сечения и ее ордината;соответственно длина ступеней постоянного и переменного сечений;0,514 + О;03 + 0,08 Ср 0,558 - 0,087 А + 0,124(у 45 где О 50 К,а 55 Изобретение относится к ультразвуковой технике и может быть использовано в различном технологическом оборудовании, а также в аппаратуре для излучения и приема акустических волн.Известен двухступенчатый концентратор, обе ступени которого выполнены с сечениями постоянными по длине, но различными по площади 11,Недостатками такого концентра О тора являются большая чувствительность к изменению нагрузкй на его излучающем торце и высокая концентрациянапряжений в месте сочлинения сечений. 15Наиболее близким по технической сущности к изобретению является двухступенчатый концентратор, содержащий выполненные в виде тела вращения ступень постоянного и сту пень переменного поперечных сечений 2 .Однако известный концентратор обладает недостаточно высоким коэф-, Фициентом усиления амплитуды колеба тельного смещения.Цель изобретения - повышение эффективности работы путем увеличения коэффициента усиления амплитуды смещения. 30Поставленная цель. достигается тем, что в двухступенчатом ультразву ковом концентраторе, содержащем выполненные в виде тела вращения ступень постоянного и ступень переменного поперечных сечений, уело вращения ступени переменного сечения выполнено с образующей, описываемой уравнением40г д Яа соотношение длин ступеней определяется выражением- 14 п(10;)УВыбор величины и, варьирующей форму образующей кривой ступени переменного сечения, обусловлен тем, что при п(1 коэффициент усиления концентратора.не увеличивает ся по сравнению с известным, а при п)10 ступень переменного сечения приближается по форме к цилиндру, диаметр которого равен диаметру меньшего торца концентратора. При этом радиус переходной,галтели между ступенями уменьшается, что приводит к появлению в этом месте высоких механических напряжений, которые могут явиться причиной усталостного разрушения.На фиг.1 изображен двухступенчатый ультразвуковой концентратор; на фиг.2 приведены кривые эависимос. ти отношения длин ступеней от числа и; на фиг.З и 4 приведены кривые для определения коэффициента усиления Я и волнового числа К двухступенчатого концентратора с оптимальной длиной ступени постоянного сечения.Концентратор содержит ступень 1 переменного сечения, занимающую по конфигурации промежуточное положение между катеноидом и цилиндром, и ступень 2 постоянного сечения. Штриховой линией показана образующая катеноида которая практически совпадает с образующей кривой ступени переменного сечения при в=1.Двухступенчатый ультразвуковый концентратор работает следующим образом.К ступени 2 постоянного сечения присоединяется магнитострикционный преобразователь (не показан), возбуждающий смещение торца концентратора, в котором возникают резонансные продольные колебанияОтносительно неподвижной узловой плоскости колебаний находятся различные по величине массы стержня, а поскольку усилия, действующие справа и слева от узловой плоскости, взаимно компенсируют друг друга, амплитуда смещения торца меньшего диаметра большая. Благодаря тому, что форма ступени переменного сечения занимает промежуточное положение между катеноидом и цилиндром, диаметр торца концентратора, коэффициент его усиления всегда больше, чем у известного.1077652 70 1 Составитель Н.ДмитриеТехред С.Легеза орректор АТя Шв едак Подписно Заказ 815/4 Тираж 467 ВНИИПИ Государственного комитета СС по делам изобретений и откритий 113035, Москва, 3-35, Раушская наб., 5 илиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4