Способ определения амплитуды продольных колебаний ультразвуковых стержневых преобразователей

 

Изобретение кссается ультразвуковых измерений и может быть использовано при разработке и эксплуатации ультразвукового технологического оборудования преимущественно в упьтразвуковых станхах. Целью изобоегения является расширение области применения за счет возможности определения амплитуды колебаний на рабочем торце стержневых преобразователей, нагруженных осевым усилием Р, преимущественно при размерной гбработке твердых хрупких материалов нг ультразвуковых станках. Поставленная цель достигаемся тем, что преобразователь прижимают к торцу стальной четвертьволновой опоры с требуемым усилием Р, размечают первоначальное положение узловой плоскости относительно первоначального положения и смещению узловой плоскости судят об амплитуде нагруженного преобразователя. 1 ил.

союз соВетских социАлистических

РЕСПУБЛИК (я)5 G 01 N 29/22

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4338923/28 (22) 08.10.87 (46) 07,01,91. Бюл. и 1 (72) В,Г.Моисеев, В,А.Лукьянов и В.М,Саптанов

I (53) 620.179,16(088,8) (56) Абрамов О.В„Хорбенко И,Г„Швегла Ш.

Ультразвуковая обработка материалов.

М.: Машиностроение, 1984, с. 35 — 36.

Создание и применение аппаратуры для ультразвуковых технологических процессов в машиностроении; Тезисы докладов

Всесоюзного научно-технического семинара в г. Вологде 28-30 июня 1978 r., ч. II, с.

156 — 157. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ АМПЛИТУДЫ

ПРОДОЛЬНЫХ KOJlЕБАНИЙ УЛЬТРАЗВУКОВЫХ СТЕРЖНЕВЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕflEA

Изобретение относится к технике измерения амплитуды ультразвуковых колебаний стержневых преобразователей и может быть использовано как при разработке объектов ультразвуковой техники, так и для градуировки известных источников продольных колебаний, Цель изобретения — расширение области применения за счет возможности определения амплитуды колебаний рабочего торца преобразователя под рабочей нагрузкой, На чертеже показана принципиальная схема осуществления предлагаемого способа.

Схема включает волновод 1 стержневого преобразователя, жесткую опору 2, дат1о1 9171 А1 (57) Изобретение касается ультразвуковых измерений и может быть использовано при раэоаботке и эксплуатации ультразвукового технологического оборудования преимущественно в ультразвуковых станках. Целью изобретения является расширение области применения за счет возможности определения амплитуды колебаний на рабочем торце стержневых преобразователей, нагруженных осевым усилием Р, преимущественно при размерной обработке твердых хрупких материалов на ультразвуковых станках. Поставленная цель достигается тем, что преобразователь прижимают к торцу стальной четвертьволновой опоры с требуемым усилием Р, размечают первоначальное поло>,ение узловой плоскости относительно первоначального положения и по смещению узловой плоскости судят об амплитуде нагружечного преобразователя. 1 ил. чик 3 амплитуды колебаний, установленный на крон штей не 4.

Измерение амплитуды рабочего торца волновода 1, нагруженного усилием Р, производят путем определения положения дополнительного упора 5 (при необходимости его наличия) относительно поверхности опоры 2 при включенном и выключенном источнике питания преобразователя (не показан).

При наличии жесткого контакта между рабочим торцом преобразователя и опорой, имеющей большое входное акустическое сопротивление, например цилиндром, длина и диаметр которого равны А /4, где 1.— длина волнь. в материале опоры, при включении ультразвуковых колебаний преобразователя узловая плоскость последнего

1619171 смещается на величину, равную амплитуде колебэний торца, причем величина смещения узловой плоскости может быть измерена любым известным способом. Простейшим из них является измерение с помощью индика- 5 тора эсового типа.

В узловой зоне преобразователя, являющейся местом и=мерения амплитуды, наблюдаются флуктуации, вызванные тем, что на преобразователь действуют две взаимно 10 противоположные силы, направленные вдоль оси: постоянная сила нагрузки Р и реактивная импульсная сила (не показана).

Рас ет максимальной возможной величины флуктуации для реальных преобразовате- 15 лей (масса преобразователя 1 кг, рабочая частота 22000 Гц) показывает, что она не превышает 0,05, км, что практически не влияет на погрешность измерения амплитуды, т.е погрешность метода определяется 20 только погрешност; ю прибора, которым измеряют смещение узловой плоскости, например индикатора часового типа.

Способ позволяет минимальными аппаратуоными средствами с достаточной точ- 25 ностью измерить амплитудно-нагрузочную характеристику преобразователей ультразвуковых станков, на основе которых обосновано выбрать оптимальные рабочие

30 режимы (нагрузку и амплитуду), обеспечивающие максимальную производительность.

Формула изобретения

Способ определения амплитуды продольных колебаний ультразвуковых стержневых преобразователей, заключающийся в том, что в моменты включения и выключения ультразвуковых колебаний стержневого преобразователя определяют положения рабочего торца, по которым определяют амплитуду продольных ультразвуковых колебаний, отличающийся тем, что, с целью расширения области применения за счет возможности определения амплитуды колебаний рабочего торца преобразователя под рабочей нагрузкой, рабочий торец преобразователя прижимают к неподвижной жесткой опоре, выполненной из материала с большим волновым сопротивлением, в условиях приложения к преобразователю рабочей нагрузки, амплитуду рабочего торца преобразователя определяют по изменению расстояния между поверхностью жесткой опоры и узловой плоскостью преобразователя, ближайшей к опоре, а в качестве жесткой опоры используют цилиндр диаметром и длиной, равными А(4, где л — длина волны продольных ультразвуковых колебаний в материале опоры.

1619171

Составитель А.Пчелкин

Техред M,Ìîðãåíòàë Корректор С.Шекмар

Редактор И.Горная

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород„ул.Гагарина, 101

Заказ 43 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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