Способ армирования пьезокерамических преобразователей

Способ армирования пьезокерамических преобразователей

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ < 9

Союз Соеетсинк

Соцналнстнчееинк

Респубпнк

К АВТРРСКРМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6l ) Дополнительное к авт, свил-ву (22) За я влеио 18.06.80 (21) 2942336/18-10 с прнсоединеииен заявки М— (51)М. Кл.

Н 04 и 31/00

- Гавудэрэтэаеьй канвтвт

ИФР яо. делан вэебратвний и открытия (23) Приоритет

Опубликовано 23.05.82. Бюллетень Рй 19

Дата опубликования описания 23.05.82 (53) УДК 534..232 (088.8) анушийа, .;:.

Р

А. М. Брук, В. В. Виноградов, Н. К. Жданова, Н. В.

Л. Д. Любавин, М. М. Марьинский и В. Г. Савел (72) Авторы изобретения (71) Заявитель

{54) СПОСОБ АРМИРОВАНИЯ ПЬЕЗОКЕРАМИЧЕСКИХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ

Изобретение относится к технологии изго товления армированных пьезокерамических преобразователей и может найти применение в производстве мощных пьезоэлектрических излучателей.

Известен способ армирования стержневых пьезокерамических преобразователей, включающий силовую затяжку дннамометрическим ключом с определенным крутящим моментом гайки, расположенной на центральной стягивающей шпильке преобразователя.

Известен способ армирования изделий, в котором требуемое армирующее напряжение обеспечивается крутящим моментом затяжки гайки, рассчитанным с использованием справочных данных: коэффициентов трения резьбовой пары гайки-шпильки 11).

Существенным недостатком данного способа является малая точность создания армирующих напряжений по сравнению с требуемой

10 o. Это обусловлено отличием от справочных значений действительных коэффициентов трения в резьбовых парах элементов армироваиия изготавливаемых преобразователей и большим разбросом их между собой. Послед нее приводит к тому, что при одном н том же крутящем моменте затяжки гайки в изделиях, например, в преобразователях создаются разные армирующие напряжения.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ армирования пьезоэлектрического преобразователя, включающий его сжатие с заданным усилием, регистрацию и фиксацию этого усилия (2).

Однако этот способ не позволяет избежать разброса параметров преобразователя нз-за неточности регистрации фиксируемого усилия, поскольку фиксация усилия производится

13 после его регистрации и реальное зафиксированное усилие не совпадает с заданным, таккак происходит либо частично неупругая деформация фиксируемого устройства, либо

его заедание.

20.

Цель изобретения — уменьшение разброса параметров пмзопреобразователей эа счет повышения точности регистрация задаваемых усилий.

930752

4 способов армирования по крутящему момен. ту и углу поворота гайки к тому, что при армировании в активном элементе преобразователей создаются при одних и тех же условиях армирования разные армирующие напряжения.

Проверка показала, что при предлагаемом способе изготовления разброс создаваемых механических напряжений в партии преобразователей не первышает + 8%, в то время как армирование способом известного устройства дает разброс + 20%. Погрешность армирования предлагаемым способом обусловлена погрешностью измерения электрического напряжения вольтметром и усилий сжатия по манометру пресса, а также электроизоляцией преобразователя. Для уменьшения первой погрешности измерение электрического напряжения выполняют статическим вольтметром марки С вЂ” 95, а для уменьшения второй погрешности усилие сжатия прессом регистрируют образцовым манометром. Для ликвидации утечки электрического заряда иэ-за низкой изоляции пьезокерамики к преобразователю подключают высокодобротный конденсатор, например, марки .

К73П вЂ” 2 номинал которого рассчитывают, исходя из электрической емкости преобразователя и сопротивления утечки, чтобы постоянная времени цепи разряда существенно превышала время армирования.

Большим преимуществом предлагаемого способа армирования по сравнению с известными является объективность контроля создаваемых напряжений непосредственно в пьезокерамике, который исключает недоармирование преобразователя. из-за заедания" резьбы или из-эа ее срыва.

Обеспечение предлагаемым способом в значительной мере большой точности армирования особенно важно при изготовлении мощных излучателей с большими требуемыми для них армирующими напряжениями.

Отклонение в них армирующих напряжений от номинальной величины недопустимо как в большую, так и в меньшую сторону. В первом случае это приводит к ухудшению электроакустических параметров (переармирование), во втором — к снижению его ресурсов работы (недоармирование) . Кроме

Поставленная цель достигается тем, что ре. гистрация усилия производится путем подключения параллельно преобразователя высокодобротного конденсатора и измерения на его выводах электрического напряжения, соответствующего заданному усилию.

Сжимают преобразователь в направлении армирования усилием, соответствующим заданному напряжению армирования, блок при этом регистрирует по вольтметру возникшее на выводах преобразователя электрическое напряжение. Сжатие стержневых пьезокерамических преобразователей может быть осушествлено, например, с помощью пресса, а цилиндрических пьезокерамических преобразователей— с помощью обжимного приспособления, например, цилиндрической гндравлической манжетой, в которую устанавливается преобразователь.

Сжимают преобразователь до возникновения на его выводах, подключенных к вольтметру, электрического напряжения, равного по величине ранее зарегистрированному при сжатии известным рассчитанным усилием.

Точность армирования стержневых пьезокерамических преобразователей предлагаемым способом повышается за счет определения индивидуально для каждого изготавливаемого . преобразователя выходного электрического напряжения, соответствующего требуемому армирующему усилию, и последующего армирования до получения электрического напряжения на выходе, равного предварительно полученному.

Благодаря этому исключается влияние на армирование раэбросов параметров как активного материала преобразователей, так и разбросов параметров элементов армирования, таких как трение в резьбовой паре гайка-шпилька и определение начального момента затяжки гайки. Даже в одной и той же партии преобразователей разброс коэффициентов трения элементов армирования может достигать больших значений. Так, например, разброс коэффициента трения в резьбовой паре шпилька (титан) -гайка (титан) может изменяться на + 100%. Что ь касается разброса параметров активного материала, то например, для пьезокерамики состава ЦТБС вЂ” 3 разброс пьезомоду— ля может находиться в пределах = 20% от среднего значения, а разброс значений статического модуля Юнга в технических условиях на пьезокерамику вообще не оговаривается.

Наличие разброса параметров активного материала от преобразователя к преобразователю приводит при использовании известных

39

45 того, увеличение точности армирования пьезокерамических преобразователей обеспечивает идентичность их электроакустических параметров, что особенно важно при использовании их в качестве дискретных элементов систем.

Формула изобретения

Способ армирования пьезокерамических преобразователей, включающий его сжатие с

930752

Составитель В. Пирогов

Техред А. Бабинец Корректор С й1омак

Редактор А. Кушнир

Заказ 3536/87 Тираж 685 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 заданным усилием, регистрацию и фиксацию этого усилия, отличающийся тем, что, с целью уменьшения разброса параметров преобразователей за счет повышения точности регистрации задаваемых усилий, регистрация усилия производится путем подключения параллельно преобразователю высокодобротного конденсатора и измерения на его выводах электрического напряжения, соответствующего заданному усилию.

Источники информации. принятые во внимание при экспертизе

1. Орлов П. И. Основы конструирования. М., "Машиностроение", 1968, с. 418.

2. Рабинович А. Г., Рубанов Л. А. Технология производства гидроакустической аппара туры. Л., "Судостроение", 1973, .! О с. 113-115.