Способ возбуждения изгибных колебаний в инструменте

 

Ii

ОПИСАНИЕ

ИЗОБР ЕТЕ Н ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) дополнительное к авт. свид-B j (22) Заявлено 15.05.73 (21) 1920627/25-27 с присоединением заявки № (32) Приоритет

Опубликовано 25.02.75. Бюллетень № 7

Дата опубликования описания 10.04.75 (51) М. Кл. В 06Ь 1/02

В 23k 1/00

Государственный комитет

Совета Министров СССР (53) УДК 621.791.3 (088.8) по делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения

А. М. Григорьев и Н. П. Горячко

ВПТУ

Ъ (71) Заявитель (54) СПОСОБ ВОЗБУ)КДЕНИЯ ИЗГИБНЫХ КОЛЕБАНИЙ

В ИНСТРУМЕНТЕ

Изобретение относится к получению и передаче механических колебаний, в частности к области получения ультразвуковых колебаний при пайке.

Известен способ получения изгибных колебаний в инструменте преимущественно при пайке, основанный на введении в инструмент ультразвуковых колебаний в пучность распространения изгибной волны.

Для увеличения амплитуды колебаний торца инструмента одновременно с передачей ультразвуковых изгибных колебаний в зону излучения инструмент подвергают изгибу в узлах распространения в нем изгибной волны на частоте, равной и противоположной по фазе частоте,,вводимой для возбуждения изгибных колебаний.

На чертеже представлена ультразвуковая головка.

Инструмент 1 зажимается в пучности изгибных колебаний на рабочем торце волновода 2 винтом 3 и крепится к рабочему торцу волновода 4 с помощью гайки 5 в узлах распростр анен и я изги б ной волны.

Длины волноводов избираются такими, чтобы их собственные резонансные частоты были равными.

Для предотвращения влияния изгиба инструмента 1 на акустический контакт между инструментом и волноводами ширина поверхностей контакта вдоль оси инструмента и волноводов должна быть не более 0,05 длины изгибной волны в инструменте.

Волноводы 2 и 4 должны возбуждаться в противофазе на одинаковые резонансные частоты от двух преобразователей с равными или противоположными эффектами магнитострикции.

В зависимости от эффекта магнитострикции

I0 и одно- или двустороннего расположения преобразователей по отклонению к инструменту они возбуждаются в противофазе или в одной фазе на равных резонансных частотах. В любом из этих конструктивных решений инстру15 мент должен подвергаться дополнительному воздействию изгиба от колебаний волновода 4, которые равны по частоте и противоположны по фазе колебаниям волновода 2.

Таким образом, в один из полупериодов рас2О пространения изгибных колебаний в инструменте происходит на торце сложение амплитуд колебаний от изгиба под действием возмущающей силы от волновода 4 и собственных изгибных колебаний в инструменте. По схеме, 25 приведенной на чертеже, можно, например, возбуждать волноводы 2 и 4 от двух преобразователей с одинаковыми или противоположными эффектами магнитострикции (никель и пермендюр). Наиболее простым конструктив30 ным решением является возбуждение преоб460897

Редактор Л. Народная

Составитель Ф. Коиопелько Корректор Т. Гревцова

Заказ 729/8 Изд. № 392 Тираж 619 Подписное

Tппографип, пр. Сапунова, 2 разователей с противоположными эффектами магнитострикции от одного ультразвукового генератора.

Значительное увеличение амплитуды колебаний на рабочем торце сварочного инструмента происходит за счет сложения противоположно направленных смещений на торцах волноводов 2 и 4 и образования стрелы прогиба вдоль оси инструмента.

Если преобразователь 6 изготовлен из никеля, а преобразователь 7 — из пермендюра и оба возбуждаются от одного генератора, то в первый полупериод максимальная амплитуда А„„колебаний на торце инструмента составит:

Анаг — — — А из„+ Амех — А из + К"(А, про, + А4 проа) > где А „„— амплитуда изгибной волны на торце сварочного инструмента;

Авпрод и А4прод амплитуда смещений в пучности продольных колебаний соответственно на торце волноводов

2 и 4;

К вЂ” коэффициент усиления амплитуды колебаний на торце инструмента от изгиба, равный отношению длины вылета к расстоянию между узлом и пучностью в точках крепления, Во второй полупериод амплитуда колебаний торца инструмента будет определяться лишь амплитудой изгибных колебаний в инструменте, т. е. А „„.

5 Дополнительное механическое воздействие в узлах распространения изгибной волны в инструменте возникает от амплитуды смещения в пучностях продольной (или поперечной) волны в волноводе 4 и превышает А „„почти 0 в три раза. Следовательно, амплитуда колебаний на торце инструмента увеличивается как минимум до величины 12 А „,„(при полуволновом вылете инструмента) в случае продольной волны в волноводах и до 4 А „„при

15 поперечной волне. Поэтому подаваемая на преобразователи мощность значительно уменьшается и ограничивается усталостной величиной прочности материала инструмента.

20 Предмет изобретения

Способ возбуждения изгибных колебаний в инструменте преимущественно при пайке, основанный на введении в инструмент ультразвуковых колебаний в пучность распростране25 ния изгибной волны, отличающийся тем, что, с целью увеличения амплитуды колебаний торца инструмента одновременно с передачей ультразвуковых изгибных колебаний в зону излучения, инструмент подвергают изгибу в

30 узлах распространения в нем изгибной волны на частоте, равной и противоположной по фазе частоте, вводимой для возбуждения изгибных колебаний.