 |
Реклама. ООО ГК "Велунд Сталь Сибирь" ИНН 5405075282 Erid: 2SDnjf1Guop
| |
амплитуды (А = 5... 10 мкм) на входном торце волновода-концентратора в колебания большей амплитуды (A = 20...60 мкм), сосредотачиваемые на выходном торце концентратора-волновода меньшей площади.
Концентраторы-волноводы по типу ультразвуковых колебаний разделяются соответственно на концентраторы-волноводы продольных, изгибных или поперечных колебаний, а также концентраторы-волноводы продольно-изгибных, продольно-радиальных колебаний.
Комбинируя несколько волноводов-концентраторов в одну конструкцию, можно получить более сложные концентраторы-волноводы для многонаправленной передачи акустической энергии от одного преобразователя. Такие системы могут быть также использованы для аккумулирования ультразвуковой энергии, когда ультразвуковые колебания суммируются от нескольких преобразователей и передаются в одном направлении.
Оригинальная конструкция многоопорного концентратора-волновода позволяет максимально приблизить преобразователь к зоне обработки.
При УЗО наибольшее применение получили концентраторы-волноводы продольных колебаний ступенчатой, экспоненциальной, конусной и катеноидальной форм (табл. 9).
Для исключения появления поперечных колебаний необходимо обеспечить условие dmах/л<0,3, где dmax — максимальный диаметр концентратора; л — длина волны.
Проектирование концентраторов обычно сводится к выбору материалов и конструкции в соответствии с решаемой технологической задачей и к расчету геометрических размеров.
При расчете концентраторов используют уравнение собственных колебаний однородного стержня переменного сечения, в котором имеют место плоские гармонические продольные колебания и отсутствуют поперечные колебания, т. е. концентратор колеблется только вдоль осевой линии.
Ступенчатые цилиндрические концентраторы можно рассматривать как стержни, состоящие из двух цилиндрических участков площадью Si и S2, причем каждый из них подчиняется уравнению. Поскольку амплитуды смещения колеблющихся частиц и силы на конце одного участка концентратора являются начальными для второго участка, резонансную длину стержня определяем
l=l1+l2=л/2=с/2f, где c— скорость ультразвука, мм/с; f — частота ультразвуковых колебаний, с-1.
Резонансная полуволновая длина экспоненциального концентратора, у которого площадь поперечного сечения изменяется по закону
S (х) =*0 ехр (—2Bl).
Резонансную длину конического концентратора можно найти по формуле
l=(ml/ п)(л/2),
где ml — корни частотного уравнения.
Геометрические параметры наиболее распространенных концентраторов определяют по формулам.
Из чего следует, что наибольший коэффициент усиления имеет ступенчатый концентратор при одинаковых отношениях N. Но в узловом сечении ступенчатого концентратора возникают усталостные повреждения, которые могут привести к разрушению концентратора.
Максимально допустимые амплитуды смещения частиц на торце концентраторов ограничиваются пределом выносливости материалов.
Наибольшее применение получили концентраторы круглого сечения, реже используют концентраторы квадратного, прямоугольного, треугольного и других сечений.
На практике коэффициент усиления для ступенчатых концентраторов принимают ky = 4... 6, а для экспоненциальных концентраторов kymax =10 ... 15.
Расчет концентратора с присоединенным инструментом. Присоединение к концентратору резонансной длины сменного инструмента приводит к изменению акустических параметров системы преобразователь — концентратор — инструмент, к изменению собственной частоты системы и амплитуды колебаний. Насадка-инструмент вступает в непосредственное взаимодействие с объектом, ее форма и размеры определяются требуемыми условиями обработки технологического объекта.
В зависимости от степени и характера влияния присоединяемых насадок на колебательный режим системы насадки классифицируют на пассивные, нейтральные, активные.
Пассивная насадка имеет такие размеры и форму, что в ней возникают незначительные собственные колебания, которые обычно не оказывают существенного влияния на работу колебательной системы.
Чем меньше продольные и поперечные размеры насадки и чем ниже рабочая частота, тем в большей степени насадка приближается к пассивной.
Если продольные размеры насадки таковы, что в ней укладывается не более 0,05 лн, где лн — длина волны в материале 
насадки при данной рабочей частоте, и если максимальный поперечный размер уmах<(1,1... 1,2) d2, где d2— диаметр рабочего торца концентратора, то такая насадка является пассивной.
Если масса пассивной насадки не оказывает заметного влияния на колебательный режим системы преобразователь — концентратор, то такая насадка является нейтральной. Например, плоский диск диаметром d2 и толщиной t< (0,1 ... 0,05) лн, закрепленный на торце концентратора, является нейтральной насадкой.
Если продольные размеры насадки таковы, что она рассматривается как система с распределенными параметрами по всей длине и настроена в резонанс с рабочей частотой, то такая насадка называется активной и является дополнительным полуволновым концентратором.
При расчете концентратора-инструмента необходимо учитывать возможные ситуации:
площадь поперечного инструмента SИ значительно меньше площади нижнего торца концентратора ST;
площадь Sи равна или незначительно отличается от площади торца концентратора ST;
инструмент имеет поперечные размеры, превышающие размеры сечения концентратора Sи>ST;
к концентратору присоединяется инструмент сложной формы.
Если насадка инструмента является нейтральной, то можно не учитывать массу инструмента и не корректировать расчетную длину концентратора.
При Sи/ST>0,5... 0,7 присоединенную массу инструмента учитывают, для этого необходимо расчетную длину концентратора 
| 
НОВЫЕ ОБЪЯВЛЕНИЯ
НОВОСТИ
НОВЫЕ СТАТЬИ