Трансформатор направления колебаний

, П, Бардина ТРАНСФОРМАТОР НАПРАВ ИМ кблО ЙЙ й"е 4 ьц, г;,е;е е, е,;.ее у.: е.е,:.;е А;ееее,ре,уфееИ фиксфяфффдуе Яма.Ф е . носится к ультразвукое конкретно к устройа раЪлеттйе" расейро= альных "колебаний, и моно в технологических зобретение от ные размеры (расстояние между гранями-вон технике, а боле совершающими колебания в измененном наа,из ея м :"егреавлении,"равйо"йоловййе длйныйродолеь с ае оа ной воЛньт),т"еыть примене 5 Целью изобретения является сокращеа, в о - е абаритов трансформатора и увеличея эг я." ниеамйлйтудыколебании йри расширейииИзвестен трансформатор, изменяющий интервала значения угла между направле- " =-; ФйзЪуКоевтх колебаний, выполненный в 10 трансформированных колебаний.виде креста, образованного пересечением Это достигается тем, что в трансформадвух полуволновых однородныхстерж- - торе натравления колебаний параллельноней,1. противолежащим граням, одна из которыхНедостатками такого трансформатора является входной для первоначальных коявляются малая амплитуда колебаний в 15 лебаний, выполнено сквозное отверстие,измененном йаправлении, непревышающая отношение диаметра:" которого" к" длинамполовины амплитуды первоначальных" ко-е " -этих-грайей находится в пределах от 1: 1,8лебаний, значительные габаритные размеры .до 1: 2,5, а к расстояниям от этих граней.;.и изменение направления распространения-до края отверстия - впределах"от 5: 1первеоначальньтх колебаний только на 90. 20 до 9: 1.Наиболее близким к изобретению по На фиг. 1 показан трансформатор ко технической сущности и достигаемому ре-лебаний, выполненный в виде прямоугользультату при его -использовании, являетсяного йафаУйтелет 1 итт 2 Га, "а еттут 1 ктттрйЬтйй й"трансформатор направления колебаний, вы- сплошными стрелами указано направление 5нолненный в форме многогранника 12. 25 распространения соответственно первона- ЕОднако этот трансформатор сюеспечи- чальных.и измененных на. 90 колебаний;вает изменение направленияраспростране- нафиг, 2 - трансформатор колебаний, изния первоначальных колебаний только на тленяющий направление распространения90 при сохранении их амплитуды, но не первоначальтть 1 х колебаний на угол, неувеличивает ее, и имеет большйе габарит- З 0 равный 90, на фиг. 3 - трансформатор омммащ раймйазайииемчзи77665 т 2.ФФ:Фйзйкззйж 4Резонансная частота колебательной си,=стемы, составленной из полуволнового магнитострикционного преобразователя и трансфогрммматораы колебаний, выполненного в виде йрямоугольного параллелепипеда, несколько ниже собственной частоты преобразоМтетля, причем амплитуда колебанийв измененном направлении больше первоначальной. Это обусловлено тем, что пло-10 щадь грани 2, через которую возбуждаетсятрансформатор колебаний, больше площади грани 3, совершающей колебания под" углом к первоначальным. При изменении15отношений между диаметром отверстия игараметрами многогранника до значений,выходящих за указанные пределы, либоуменьшается амплитудаколебаний в измененном найравлении, что происходит засчет ухудшения условий возбуждения изгибной волны в участке трансформатора,- ограниченном снизу стенкой отверстия 4, асверху средней гранью 2, либо резко па даетмеханическая прочность этого участка.трансформатор направления колебаний, у которого отверстие выполнено на:грани, имеющей форму трапеции (см.фиг, 2), изменяет направление распространения первоначальных колебаний на угол,не равный 90. При этом противолежащиеграни, к одной из которых подводят первоначальные колебания, имеют различнуюдлину. Если диаметр отверстия, относится к длине большей из них как 1:. 2,5; а кдлине меньшей - как 1: 1,8; то угол между направлениями распространения первоначальных и измененных колебаний составлиет 75 или 105 е в зйавиСиМуототирот того, ккакой из граней подведены йервмонуачалть- =-" д : =.,-:-.р мв:я г и . в р чг ича к.:мц- аи 1-м "гттггтзгРщ ": ;В итл, вмцЮщ 1 " Ра" т"т "ч " М" начальных колебаний в интервале 75 в 1 Д;.-",Причем грани, совершающие, колебанияпод углом" к первоначальным, измелйзяютИаиравлеике ик расйроетраиеиии иаодииа"- - :. =ковый угол, так как две грани траисфор.".",."."матора ймеют форму правильной трапецйи, -.,",о Трансформаторнаправления . колебафф-"Йваайайййний, у которого одна из граней, совершаю-,"-, - -. -. - щих колебания в измейенном направлейии,не перпендикулярна грани, к которой 1 тодс-,;-водят первоначальные колебания "(см", -5 фиг. 3) изменяет" направление срюасспрыостбаненйявипервоначальных колебаний уодиовре- менно на 90 и на угол, не равный 90. Приэтомпротйволежащие грани, к одной .,.из которртзй"чгвдводит-иерчгоиматгалъф 1 Гладанки, ЙМЗют" различную длииу."Если:-гдиаметр отверстия относится к длине болы ",-: -щей Из"йзгк"КаиКт 1:"2,5, а к вдлйнге менЬ - :,; имшей -как 1" 1,8;"то уго 3 между "йЪп ай- =-ф -="лениями ртмас 3 фбСтрайенйя щГвонамч5 и йзменЬнйЪх"кблсебганий составляет 65 или тфколебаний,у которого одна грань совершает колебания в изменечннбМ напраЬЛе- мнии под углом в 90, а другая - под углом, не равным 90, на фиг. 4 - трансформатор колебаний, у которого трри Граййсовершают колебания в - изменейном наМ .м . в ".аправлении; на фиг, - транс ор аторколебаний, у которого ось сквозного отверстия смещена относительно геометрического центра многогранника.Оптимальным вариантом выйолйения.трансформатора колебаний является изготовление его в виде прямоугольйого йараллелепипеда (см. фиг. 1) . Данныйтрансформатор колебаний имеет большие1, средние 2 и малые 3 грани. Ма большихгранях 1 трансформатора выполнено круглое сквозное отверстие 4 диаметром, равйым восьмой части длины продольнойволны в материале, из которого. он изготовлен, на рабочей частоте трансформатозра. Ось отверстия параллельна граням 3,совершающим колебания в измейеййомнаправлении, и протйвоилджаЩйм гранязм 2,к одной из которых (на фиг. 1 - . к нижней) подводят первоначальные колебания.Йсточником этих колебаний является ультразвуковой преобразователь б, жесткоприсоединенный к трансформатбру.вм "Наилучшие рабочие характеристики этото трансформатора достигаются в случаерасположения оси отверстия в геометрическом центре прямоугольного параллелепипеда при, отношениях диаметра отверстияк длинам граней 2, равном 1: 2, и к расстояниям от этих граней до края отверстияравном 7: 1. При Хтом раслстеояниет"-мвегжтдт-угранями 8, совершающими кайебаййя" визмененном направлении, равно четвертой 4части длины продольной волны,Такой трансформатор направления клебаний работает следующим образоЯ:=" овозбуждении ультразвукового пре вателя 5, например полуволйового острикционного, он сообщает прое колебания трансформатору через з его средних граней 2. При этом втрансформатора, ограниченномсредней гранью 2, а снизу стенкой го отверстия 4, имеющей переменлщину, возбуждается изгибная воллебания этого участка передаются металла справа и слева от отверВместе с этим указанные слоимевозбуждаится -непосредственйо и "от азователя б. В результате "сложеих колебаний малые грани 3 транс- тора возбуждаются и совершают" ко я с ультразвуковой частотой, Прид действием колебаний слоев"металсуположенных справа ислева от отя 4, стенка отверстия такЖею "сбвеернтенсивные колебания., 6 мрт 4": - : - .". и - аузилчлти.й и + гиви-:,.ч -.:, .: л. е,Приобразомагнит-"; ."," . 1766625 6 , - ,Н-:+ =.,-: - . - . - ==-".Ъ-;.Ф 1.",:Ф "йФ=:ЖЭйР ЫЪ 4=1;.":-.=-Ф= - Ф=., Й-:Ф"-;433 ВЯФМФФФЖфйВФМЬЙ;М 4 ЙЙМЙ-.-"-ФФФЙВ.115, в зависимости от того, к какой из ными варйациями формы отверстйя, аграней подведены первоначальные колеба- также числа, форм и площадей гранейе=ния, Варьируя отношение диаметра отвер- многогранника, и их расположение относистия к длинам этих граней в пределах от тельно оси,отверстия.Н1: 1,8 до 1; 2,5, можно изменять направлеПринцип работы рассмотренных вариние распространения первоначальных ко- антов трансформаторов колебаний аналолебаний в интервале 65 - 11., гичен предложенному выше.ИВВПричем колебания.под таким углом со- И- вершает только одна грань трансформа- Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я Итора. 1 ОТрансформатор направления колебаний Трансформатор направления колебаний,может быть выполнен таким образом, что выполненный в форйе мйогогранника, от- "одна из его граней, совершающих колеба- л и ч а ю щи й с я тем, что, с целью сокращения в измейенном направлении, будет ко-, ния габаритов и увеличения амплитуды колебаться с большей амплитудой нежели 15 лебаний при расширении интервала значе другие. Это достигается как за счет разно- ния угла между направлениями распрости площадей этих граней (см. фиг; 4), странения первоначальных и трансформитак и за счет смещения пр горизонтали от- рованных колебаний, в нем параллельноносительно геометрического центра много-противолежащим граням, одна из которыхгранника оси отверстия (см. фиг. 5). При является входной для первоначальных кочем разница амплитуд колебаний граней, лебаний, выполнено сквозное отверстие, отсовершающих колебания в измененном на-ношение диаметра которого к длинам этихправлении, будет находиться в пределах от граней находится в пределах от 1: 1,8 до1,1 до 2 раз по отношейию к амплитуде 1:2,5, а к,расстояниям от этих граней допервоначальных колебаний. Однако смеще края отверстия - в пределах от 5: 1ния отверстия ограничены и находятся в до 9:1.зависимости от отношений его диаметра кдлинам противолежащих граней, к однои Источники информации, принятые- воиз которых подводят первоначальные ко- внимание при экспертизе:лебания, (смещение по горизонтали) и к зОрасстояниям от этих граней до края отвер, Северденко В. П., Клубоцич В. В. истия,(смещение по вертикали), которыеСтепаненко А, В, Ультразвук и пластич.находятся, соответственно, в пределах от ность, - Минск, Наука и техника, 1976, - 1: 1,8 до 1: 2;5 и от 5: 1 до 9: 1. с, 38 - 39.: ==-К другим примерам конкретного,вы"" 2: Авторское свидетельство СССРе я йрелагаемого трансформатора344900, кл. В 06 В 3/02, 1965 (протоо отнес ег изготовлеййеСразлич-"-" тип).;",- "- ","- -;-"".й,."ф" 8 Мф%ФВ 4 ЖДФзЪйфЩЩЩ:, д ",".,-" ф-.МФФБоставитель ю, Пирогов, -.;,Редактор Т. КлюкинаТехред В. Серикова Корректор И, Осйновская , Заказ 1752/66 Изд.605Тираж 569Подписйое . - " "-,.:=-- НПО Поиск Государственного комитета СССР по дела 1 и изобретейийй открытйй;.Д;:Л. ,м, 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5 ". ";,".-,-,"Ий-" ;,.-:;" ." - фф"ип."ларьк, рид.пред. ПатеитъаыЫй. Л - ":ф