Cтраница 2
Один торец пьезокерамического преобразователя нагружен сопротивлением ZH1 представляющим собой входной импеданс ступенчатого концентратора, рассматриваемый как нагруженный четырехполюсник. Сопротивление нагрузки ZH представляет собой параллельное соединение импе-дансов столба жидкости в рабочей камере и в сопловом канале. Для нахождения сопротивления нагруженного и свободного концентратора используется теория четырехполюсников. [16]
![]() |
Частотная характеристика концентратора ( а и изменение направления колебаний точек его поверхности ( б.| Исследованный ступенчатый концентратор. [17] |
В результате оказалось, что скорость резания возрастает в несколько раз по сравнению с резанием обычным ступенчатым концентратором. [18]
При погружении в расплав концентратора экспоненциальной формы наблюдается хорошее согласование преобразователя с нагрузкой, хо-тя коэффициент усиления в этом случае значительно меньше, чем, например, у катеноидальных или ступенчатых концентраторов. [19]
Последний концентратор, наряду с катеноидальным, дает коэффициент усиления, больший N. Однако ступенчатый концентратор используется не всегда, поскольку максимальные напряжения, возникающие в месте перехода от большого сечения к малому, могут привести к разрушению металла и выходу из строя концентратора, а также потому, что этот концентратор имеет весьма узкую резонансную кривую и небольшие нагрузки конца концентратора резко меняют амплитуду колебаний. [20]
Наряду с экспоненциальными концентраторами большое распространение при ультразвуковой обработке получили ступенчатые, представляющие совокупность двух четвертьволновых стержней различного сечения. Анализ показывает, что применение ступенчатых концентраторов ввиду ряда их незначительных особенностей во многих случаях наиболее целесообразно. [21]
Однако колебательная система ультразвукового станка работает в режиме стоячих волн при весьма незначительной реакции со стороны обрабатываемой детали. Склонность же к поперечным колебаниям и возникающие механические напряжения ограничивают возможности осуществления ступенчатых концентраторов только в ряде частных случаев. [22]
Процесс акустической синхронизации каплеобразования моделируется с помощью метода электромеханических аналогий. Эмиттер капель рассматривается как механическая колебательная система, состоящая из пье-зокерамического преобразователя, ступенчатого концентратора, столба жидкости в рабочей камере эмиттера и столба жидкости в капилляре соплового элемента. Анализ процесса акустической синхронизации сводится к расчету разработанной эквивалентной электромеханической схемы колебательной системы эмиттера, представленной на рис. 2.3, где приняты следующие обозначения: U - напряжение синхронизации; ( - электрическая емкость пьезоэлемента; N - коэффициент электромеханической трансформации; , Zy Z3 - эффективные сопротивления пьезоэлемента; ZHI ZH2 - нагрузки торцов пьезоэлемента, - колебательные скорости торцов пьезоэлемента. [23]
Ступенчатые концентраторы дают наибольший коэффициент трансформации, они просты в расчете и изготовлении. Однако большие амплитуды колебаний вызывают и максимальные механические напряжения. Чтобы эти напряжения не привели к излому концентратора, приходится ограничивать максимальное увеличение амплитуды на его торце. К тому же изменение механической нагрузки сильно влияет на расстройку ступенчатого концентратора по частоте. Другие типы концентраторов меньше подвержены этому влиянию. [24]
Волновод представляет собой стержень специальной формы, площадь поперечного сечения которого изменяется по определенному закону. Чаще всего профиль волновода соответствует кривой, описываемой показательной функцией. В станках, предназначенных для обработки таких материалов, как стекло или полупроводник, а также в ультразвуковых бормашинах, используют ступенчатые концентраторы. По возможности стараются инструмент делать заодно с волноводом. [25]