Трансформатор упругих колебаний

 

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.