Ультразвуковая технологическая установка Советский патент 1983 года по МПК B06B1/08 

Изобретение относится к ультразвуковой технике и предназначено ллЯработы в ультразвуковых технолотических установках в различных областях народного хозяйства. Известна ультразвуковая установка, содержащая ультразвуковой генератор с магнитострикционным гфеобразователем, имеющим две дополнительные обмотки, одна из которых помещена в rlyniocTb колебаний, а вторая - в узел колебаний. Обмотки включены встречно и по.следовательно и подсоединены к входу усилителя генератора IJ.. Недостатками такой установки являются низкий КПД и качество технологического процесса, связанные с невозможностью применения автоматического регулирования.амплитуды меха нический колебаний преобразователя из-за непропорциональности изменений амплитуды сигнала, поступающего на вход усилителя с обмотк и изменений амплитуды механических колебани на конце рабочего инструмента. Наиболее близкой к изобретению является ультразвуковая технологическая установка; включающая ультразвуковой генератор с акустической системой на выходе, содержащей двух стержневой магнитострикционный преобразователь с датчиком механических колебаний, соеди ненным через блок управления с генератором и выполненным в виде двух встречно включенных обмоток с одинаковым количеством витков, одна из KOTopbJx расположена на накладке свободного конца преобразователя и состоит из двух идентичных согласно включенных секций Недостаток известного устройства состоит в низком КПД. Цель изобретения - повьпиение КПД. Поставленная цель достигается тем, что в ультразвуковой технологической установке, включающей ультразвуковой генератор с акустической системой на выходе, содержащей двухстержнёвой магнитострикционный преобразователь с датчиком механичерких колебаний, Соединенным через блок зттравления с генератором и вьщолненным в виде двух встречно включенных обмоток с одинаковым количеством витков, одна из которых расположена на накладке свободного конца преобразователя и состоит из двух идентичных согласно включенных секций, вторая обмотка выполнена в виде двух секций, симметрично расположенных на стержнях преобразователя и включенных соглас но между собой. На чертеже изображена блок- схема установки Установка содержит ультразвуковой генерато 1 с блоком управлення 2. К выходу генератора 1 подключена акустическая система 3, нмеющая обмотки 4 н 5 на магннтострикционном преобразователе 6, волноводное звено 7 и инструмент 8. Обмотки 4 и 5 включены встречно между собой и подключены к ультразвуковому генератору 1 через блок управления 2. Обмотка 4 расположена на накладке 9 магнитострикинонного преобразователя 6 и состоит из двух согласно включенных секций с одинаковым количеством витков. Обмотка 5 состоит из двух секций с одинаковым количеством витков, расположенных на стержнях 10 преобразователя 6. Эти секции включень согласно между собой. Причем наилучшие результаты достигаются при длине второй обмотки 8 . Л/Э , где А - длина волны звука в стержнях преобразователя на рабочей частоте.. ..-. Установка работает следующим образом. При включении ультразвукового генератора 1 злектрический сигнал ультразвуковой частоты преобразуется в механические колебания магннтострикционным преобразователем 6 Полученные таким образом механические колебания передаются от преобразователя посредством волноводной системы 7 и инстру 1ента 8 в зону технологического процесса, например сварки. Вся акустическая система 3, состоящая из. магнитострикционцого преобразователя 6, волновода 7 и инструмента 8, имеетрезонанрный характер и на частоте механического резонанса обладает наибольшим . КПД преобразования электрических колебаний в механические. Еслн ультразвуковой генератор настроен на эту частоту, то КПД всей ультразвуковой установки наибольший. В течение -технологического процесса частота механического резонанса акустнческой системы 3 меняется вследствие действия различных дестабилизирующих факторов (повышение температуры, износ инструмента, изменение реакции технологической нагрузки н т. д.), что ведет к снижению КПД установки н качества технологического процесса в связи с дестабилизацией его параметров. В секциях обмотки 5, расположенных на стержнях нреобразователя 6, индуцируется ЭДС (Е), обусловленная наличием магнитного потока (Ф), проходящего через зти стержни, причем поскольку секции включены согласно, то результирующая ЭДС определяется, как -сумма ЭДС введенных от обоих стержней, Э Э 32Точно так же в этих секциях индуцируются ЭДС от потока рас,сеивания Ер Ер.+ Ер2 и ЭДС, обусловленная обратным магнитострикциоНным зффектом, ЕМ-, -„2 В секциях обмоткн 4 так же индуцируются Е эг рг мг Р встречном включении обмоток 4 и 5 результирующая ЭДС составляет с с с с .. мг EPJ-равенстве витков в обмотках 4 и 5 - MZТаким образом, сигнал обратной связи вызван в основном наличием Е имеет амплщу ду, пропорциональную амплитуде колебания стержней преобразователя, и частоту, равную частоте механического резонанса акустической системы. Этот сигнал воздействут на ультразву ковой генератор 1 с помощью блока управления 2 (блок автоматической подстройки частоты БАПЧ) таким образом, чтобы частота генератора: стала равной частоте механического резонанса акустической системы 3-. В блоке управления 2 выделен также блок автоматической регулировки амплитуды (БАРА) для автоматического регулирования амплитуды механических колебаний преобразователя (как одного из главных параметров технологического процесса) в зависимости от изменения амплиту ды сигнала обратной связи, работающий так, . что, например, при уменьшении амплитуды механ1Г1еских колебаний инструмента сигнал БАРА увеличивает выходную мощность генератора, воздействуя на последний либо по цепи питания, либо по цепи возбуждения. Таким образом, блок управления 2 ультразвукового Генератора 1 осуществляет подстройку генератора как по частоте, так и по амплитуде механических колебаний в зависимости от частотгы и амплитуды сигнала обратной связи, получаемого с обмоток 4 и 5, пропорционально механическим колебаниям акустической системы 3. Использование настоящей установки по сравнению с известными обесйечивает более высокий КПД за счет повьпиения точности автоматического регулирования, определяемого пропорциональностью параметров сигнала обратной связи механическнм параметрам акустической системы и больщой его мощности, а также повьщает качество обработки за счет повышения тошости и надежности работы системы автоматического регулирования.

УЛЬТРАЗВУКОВАЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА, включающая ультразвуковой генератор с акустической системой на выходе, содержащей двухстержневой магиитострикционный преобразователь с датчиком механических колебаний, соединенным через 0ЛОК управления с генератором и вьшолненным в виде двух встречно включенных обмоток с одинаковым количеством витков, одна из которых расположена на накладке свободного конца преобразователя и состоит из двух иден тичных согласно включенных секций, о т л и .чающаяся тем, что, с целью повьпиения КПД, вторая обмотка выполнена в виде двух секщш, симметрично расположенных на стержнях преобразователя и включенных согласно между собой. (Л О5 СО