Двухступенчатый ультразвуковой концентратор

Двухступенчатый ультразвуковой концентратор

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ДВУХСТУПЕНЧАТЫЙ УЛЬТРАЗВУISOBbfi КОНЦЕНТРАТОР, содержащий вы;полненные в виде тела вращения ступень постоянного и ступень переменного поперечных сечений, о т л и чающийся тем, что, с целью повышения эффективности работы путем увеличения коэффициента усиления амплитуды смещения, тело вращения ступени переменного сечения вы- , полнено с образующей, описываемой уравнением г-г . a соотношение длин ступеней определяется шфс1жением 1-4-едП е , где D - диаметр ступени постоянного сечения; дианютр меньшего торца концентратора; Г соответственно текущие абсцисса образующей кривой ступени переменного сечения и ее ордината; i.CL . соответственно длина ступеней постоянного и переменного сечений; С : 0,514 + 0,03tfC+ 0,08,; т 0,,087/. + 0,124Х: ; t-H:: KniiO. О 1 :л N3

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (191 01 И

3(5Р В 06 В 1/06 э

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

2-2 и (.

Ь -сР— -.1- Е а где 0

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTHA

H АВ ГОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3471433/18-10 (22) 16.07.82 (46) 07.03.84. Бюл. 9 9 (72) A.È.Ïåòðåíêî (71) Институт проблем прочности

AH УССР (53) 534 .232.088(088.8) (56) 1. Серенсен С.В., Гарф М.Э. и Кузьменко В.A,Äèíàìèêà машин для испытания на усталость. М., Машиностроение, 1967, с.205.

2. Там же, с.204 (прототип). (54) (57) ДВУХСТУПЕНЧАТЫИ УЛЬТРАЗВУКОВОЙ КОНЦЕНТРАТОР, содержащий вы; полненные в виде тела вращения сту-" пень постоянного и ступень переменного поперечных сечений, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения эффективности работы путем увеличения коэффициента усиления амплитуды смещения, тело. вращения ступени переменного сечения выполнено с обраэующей, описываемой уравнением а соотношение .длин ступеней определяется выражением диаметр ступени постоянного сечения1 диаметр меньшего-торца концеитратора1 соответственно текущие абсцисса обраэующей кривой ступени переменного сечения и ее ордината; соответственно длина ступеней постоянного и переменного сечений;

0 514 + 0 03++ 0 08/

0,558 - 0,087K + 0,124

1)- д 1i лй0.

Q У

1077652

Ъ -co — -)-е > а диаметр 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 + 0;03/ + 0,08 С у

0,558 — 0,087А + 0,124 (;

45 где D

b,à

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 (1) .

Недостатками такого .концентратора являются большая чувствительность к изменению нагрузки на его излучающем торце и высокая концентрация напряжений в месте сочлинения сечений. 15

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является двухступенчатый концентратор, содержащий выполненные в виде тела вращения ступень постоянного и сту- 20 пень переменного поперечных сечений $2) .

Однако известный концентратор обладает недостаточно высоким коэф-, фициентом усиления амплитуды колебательного смещения.

Цель изобретения — повышение эффективности работы путем увеличения коэффициента усиления амплитуды смещения. 30

Поставленная 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 уравнением

> > — à1" а соотношение длин ступеней определяется выражением (. =; 1 и(10; . D-.d ) В

У

Выбор 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

n)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.l изображен двухступенчатый ультразвуковой концентратор; на фиг.2 приведены кривые зависимости 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 n=l.

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 колебания. Относительно 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

0127416?РУ1ЮУл

Фиг. Г

1077652

1011 и

Составитель Н.Дмитриев

Редактор Н.Швыдкая Техред С.Легеза рр р

Ко ектор A.Tÿñêo

Заказ 815/4 Тираж 467 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и откритий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4