Трансформатор упругих колебаний
Иллюстрации
Показать всеРеферат
Изобретение относится к ультразвуковой технике. Цель.изобретения - увеличение удельного коэффициента усиления. Трансформатор состоит из трех ступеней - входной, соединенной с активным элементом (двигателем) выходной, контакпгрукщ с объектом акустического воэдействия (обе постоянного сечения), и промежуточной переменного экспоненциального сечения , при этом длина выходной ступени рассчитывается с учетом резонансной частоты системы, скорости распространения продольной волны, фазовой скорости и площадей сечений, контактирующих с входной и выходной ступенями , длины входной и выходной ступеней равны соответственно 1/6-1/4 и 1/4-1/3 длины волны продольных ульт-I развуковых колебаний. 1 ип«
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
А1 (19) (11) (5I) 4. В 06 В 1/08
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4078506/24-10 (22) 11.05.86 (46) 30.10.88. Бюл. У 40 (72) А.В.Абрамов, Я.Б.Шустер, В.И.Браиловский, А.А.Рухман, Д.В.Чуркин, Ю.А.Ивлев и А.З.Живилин (53) 681.232 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
)) 85193, кл. В 06 В 3/00, 1959. (54) ТРАНСФОРМАТОР УПРУГИХ КОЛКБАНИЙ (57) Изобретение относится к ультразвуковой технике. Цель. изобретения— увеличение удельного коэффициента усиления. Трансформатор состоит из трех ступеней — входной, соединенной с активным элементом (двигателем), выходной, контактирующей с объектом акустического воздействия (обе постоянного сечения), и нроме)куточной переменного экспоненциального сечения, при этом длина выходной ступени рассчитывается с учетом резонансной частоты системы, скорости распространения продольной волны, фазовой скорости и площадей сечений, контактирующих с входной и выходной ступенями, длины входной и выходной ступеней равны соответственно 1/6-1/4 и
1/4-1/3 длины волны продольных ульт1 развуковых колебаний. 1 ил.
1433505 подаются постеянное напряжение и переменное напряжение ультразвуковой частоты, которые создают в обмотке пре"
5 образователя постоянный ток поляризации и переменный ток возбуждения. Под их действием пакет изменяет свои линейные размеры (прямой эффект магнитострикции) с частотой, равной
1О частоте переменного тока возбуждения °
Таким образом, в активном элементе (двигателе) возникают продольные механические колебания.
Механические колебания двигателя передаются согласующему элементу— полуволновому трансформатору упругих колебаний и далее через плоскость разъема с рдзьбовым соединением (выходной торец трансформатора) к технологическому волноводу (инструменту).
Частота источника питания должна быть равной механической резонансной частоте преобразователя.
arctg fafb), (1 /К, где К 2Т f/C
f аиЬ
b - (р, + К tg(K1 ) tg(p, Kl )
35 а = (К + ot tg(kl,) tg(p Kl ) +
+ К tg(Kl, ), . где = 1 — Ы, /К вЂ” фазоваяскорость; 4О о((1/21 ) 1п(Б /Яе )
1 — длина промежуточной ступени трансформатора
$ р - площадь сечения, контактирующего с входной ступенью;
Se - площадь сечения, контактирующего с выходной ступенью1
1, - длина первой ступени.
Фиксированные размеры ступеней трансформатора получены при решении
5О задачи компромиссной оптимизации профиля трансформатора упругих колебаний по критериям минимума частотной чувствительности и максимума удельного коэффициента усиления.
Устройство работает следующим образом.
От источника питания — ультразвукового генератора к преобразователю
Изобретение относится к ультразвуковой технике.
Цель изобре гения — увеличение удельного коэффициента усиления.
На чертеже изображен предлагаемый трансформатор упругих колебаний, общий вид.
Трансформатор состоит из трех стуеней †. входной, соединенной с акивным элементом (двигателем) (на ертеже не показан), выходной, конактирующей с объектом акустического оздействия (на чертеже не показан), бе постоянного сечения, и промежуочной переменного эксйоненциального ечения, при этом длина входной стуени равна 1/6-1/4 длины волны проольных ультразвуковых колебаний, на промежуточной ступени равна
-1/3 длины волны, а длина выходй ступени рассчитывается по форму— волновое число; — резонансная частота системьц — скорость распространения продольной волны; †:коэффициенты, определяемые по формулам
Формула изобретения
Трансформатор упругих колебаний, состоящий из трех последовательных ступеней - входной, соединенной с актинным элементом, выходной, контактирующей с объектом акустического воздействия, обе постоянного сечения, и промежуточной переменного экспоненциального сечения, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью увеличения удельного коэффициента усиления,, длина входной ступени равна 1/6-1/4 длины волны продольных ультразвуковых колебаний, длина промежуточной ступени, площадь поперечного сечения которой меняется по экспоненциальному закону, равна 1/4-1/3 длины волны, а длина выходной ступени рассчитывается по формуле
1, = (1/К) «ctg (a/b)
К 2 f/С вЂ” волновое число, f — резонансная. частота преобразователя;
С вЂ” скорость распространения продольной волны а и Ь вЂ” коэффициенты, которые рассчитываются по формулам
Ь =f + К(К1 ) tg(V> ) — М3.
a = (К + ktg(K1, ) tg(fK1.,) +
+ Р(К tg(K1,) Составитель М.Шахов
Редактор Т.Парфенова Техред Л.Сердюкова Корректор В.Гирняк
Заказ 5480/4
Тирах 443 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
1!3035, Москва, Ж-35 ° Раушская наб., д. 4/5
Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ухгород, ул. Проектная, 4
3 1433505 где ) = 1 - — а /1с — фавовая сяорость1
oc = (1/21, ) ln(S /Яз) — показатель экспоненты; где 1 — длина второй ступени трансформатора, площадь сечения, контактирующего с входной ступенью; площадь сечения, контактирующего с выходной ступенью, длина первой ступени.