เมื่อติดตั้งสายไฟใน SPP สำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์กำลัง ส่วนใหญ่จะใช้ USS พารามิเตอร์กระบวนการหลักในวิธีการเชื่อมไมโครนี้คือ: แอมพลิจูดของการสั่นของปลายการทำงานของเครื่องมือ ซึ่งขึ้นอยู่กับกำลังไฟฟ้าของคอนเวอร์เตอร์และการออกแบบระบบสั่น แรงอัดขององค์ประกอบเชื่อม ระยะเวลาของการรวมการสั่นสะเทือนอัลตราโซนิก (เวลาเชื่อม)
สาระสำคัญของวิธีการ USS คือการเกิดแรงเสียดทานที่ส่วนต่อประสานระหว่างองค์ประกอบที่เชื่อมต่อ ส่งผลให้ฟิล์มออกไซด์และดูดซับถูกทำลาย การก่อตัวของการสัมผัสทางกายภาพ และการพัฒนาจุดศูนย์กลางการตั้งค่าระหว่างชิ้นส่วนที่เชื่อมต่อ
หัวอัลตราโซนิกเป็นหนึ่งในองค์ประกอบหลักของระบบออสซิลลาทอรีของการติดตั้งการเชื่อมแบบไมโคร คอนเดนเซอร์ถูกสร้างขึ้นในรูปแบบของระบบแท่งที่มีหน้าตัดที่แตกต่างกันอย่างราบรื่นเนื่องจากพื้นที่การแผ่รังสีของคอนเวอร์เตอร์มีขนาดใหญ่กว่าพื้นที่ของรอยต่อรอยเชื่อมเสมอ หัววัดเชื่อมต่อกับทรานสดิวเซอร์ด้วยส่วนอินพุตที่ใหญ่กว่า และอุปกรณ์อัลตราโซนิกจะติดอยู่กับส่วนเอาต์พุตที่เล็กกว่า วัตถุประสงค์ของหัววัดคือการส่งการสั่นสะเทือนอัลตราโซนิกจากทรานสดิวเซอร์ไปยังเครื่องมืออัลตราโซนิกโดยมีการสูญเสียน้อยที่สุดและมีประสิทธิภาพสูงสุด
มีหัวเซนเซอร์หลายประเภทที่รู้จักในเทคโนโลยีอัลตราโซนิก ที่ใช้กันอย่างแพร่หลายมากที่สุดมีดังต่อไปนี้: หัวแบบสเต็ป, เอ็กซ์โพเนนเชียล, ทรงกรวย, คาทีนอยด์และ "กระบอก-คาทีนอยด์" ในระบบการติดตั้งแบบสั่น มักใช้หัวคอนเดนเซอร์ทรงกรวย สิ่งนี้อธิบายได้จากข้อเท็จจริงที่ว่ามันง่ายต่อการคำนวณและผลิต อย่างไรก็ตาม จากทั้งห้าหัวที่กล่าวข้างต้น หัวเป่าทรงกรวยมีการสูญเสียมากที่สุดเนื่องจากการเสียดสีภายใน ทำให้พลังงานกระจายไปมากที่สุด และทำให้ร้อนมากขึ้น ความเสถียรที่ดีที่สุดจะพบได้ในหัววัดที่มีอัตราส่วนเส้นผ่านศูนย์กลางขาเข้าและขาออกน้อยที่สุดสำหรับอัตราขยาย K y ที่เท่ากัน เป็นที่พึงประสงค์ว่าความยาว "ครึ่งคลื่น" ของมันต้องน้อยที่สุด สำหรับวัตถุประสงค์ในการเชื่อมแบบไมโคร คอนเดนเตอร์ที่มี 2 วัสดุหัวรวมต้องมีความแข็งแรงเมื่อยล้าสูง มีการสูญเสียต่ำ บัดกรีได้ง่ายโดยใช้บัดกรีแข็ง แปรรูปง่ายและมีราคาไม่แพงนัก การคำนวณหัวอัลตราโซนิกขึ้นอยู่กับการกำหนดความยาว ส่วนทางเข้าและทางออก และรูปร่างโปรไฟล์ของพื้นผิวด้านข้าง เมื่อทำการคำนวณ จะต้องใช้สมมติฐานต่อไปนี้: ก) คลื่นระนาบแพร่กระจายไปตามหัวรวมศูนย์; b) การสั่นสะเทือนมีลักษณะฮาร์มอนิก c) หัววัดจะแกว่งไปตามแนวเส้นกึ่งกลางเท่านั้น d) การสูญเสียทางกลในหัวมีขนาดเล็กและขึ้นอยู่กับความกว้างของการสั่นสะเทือน (การเปลี่ยนรูป) เป็นเส้นตรง กำไรทางทฤษฎี เค ยแอมพลิจูดของการแกว่งของหัวเอ็กซ์โพเนนเชียลถูกกำหนดจากนิพจน์ ที่ไหน D0และ ง 1- ตามลำดับ เส้นผ่านศูนย์กลางของส่วนทางเข้าและทางออกของหัวรวมศูนย์ mm; เอ็น– อัตราส่วนของเส้นผ่านศูนย์กลางของส่วนทางเข้าของหัววัดต่อทางออก ความยาวของดุมคำนวณโดยสูตร ที่ไหน กับ– ความเร็วของการแพร่กระจายของการสั่นสะเทือนอัลตราโซนิกในวัสดุหัววัด, มิลลิเมตร/วินาที; ฉ– ความถี่ในการทำงาน, เฮิรตซ์ ตำแหน่งระนาบปม x 0(จุดยึดท่อนำคลื่น) แสดงออกมาตามความสัมพันธ์ รูปร่างของโปรไฟล์ generatrix ของส่วน catenoidal ของหัวคำนวณโดยใช้สมการ ค่าสัมประสิทธิ์รูปร่างของเจเนราทริกซ์อยู่ที่ไหน เอ็กซ์– พิกัดกระแสตามความยาวของหัว, มม. ในงานนี้ โปรแกรมคอมพิวเตอร์ได้รับการพัฒนาสำหรับการคำนวณพารามิเตอร์ของหัวอัลตราโซนิกห้าประเภท: เอ็กซ์โพเนนเชียล, สเต็ป, ทรงกรวย, คาทีนอยด์ และหัว "กระบอก-คาเทนอยด์" ซึ่งนำไปใช้ในภาษาปาสคาล (คอมไพเลอร์ Turbo-Pascal-8.0) ข้อมูลเริ่มต้นสำหรับการคำนวณคือ: เส้นผ่านศูนย์กลางของส่วนทางเข้าและทางออก ( D0และ ง 1) ความถี่ในการทำงาน ( ฉ) และความเร็วของการแพร่กระจายของการสั่นสะเทือนอัลตราโซนิคในวัสดุหัววัด โปรแกรมนี้ช่วยให้คุณสามารถคำนวณความยาว ตำแหน่งของระนาบปม อัตราขยาย เช่นเดียวกับตัวสร้างเอกซ์โพเนนเชียล คาทีนอยด์ และ "กระบอก-คาทีนอยด์" ซึ่งเป็นรูปร่างของเจเนราทริกซ์ในขั้นตอนที่กำหนด แผนภาพบล็อกของอัลกอริธึมสำหรับการคำนวณหัวเอ็กซ์โปเนนเชียลจะแสดงในรูปที่ 1 6.9. ตัวอย่างการคำนวณคำนวณพารามิเตอร์ของหัวเอ็กซ์โพเนนเชียลแบบครึ่งคลื่น หากระบุความถี่การทำงานไว้ ฉ= 66 กิโลเฮิรตซ์; เส้นผ่านศูนย์กลางขาเข้า D0= 18 มม. เอาท์พุต ง 1=6 มม.; วัสดุหัววัด – เหล็ก 30KhGSA (ความเร็วอัลตราโซนิกในวัสดุ กับ= 5.2·10 6 มิลลิเมตร/วินาที) การใช้สูตร (1) เรากำหนดอัตราขยายของหัว ข้าว. 6.9. บล็อกไดอะแกรมของอัลกอริธึมสำหรับการคำนวณหัวเอ็กซ์โปเนนเชียล ตามนิพจน์ (2) และ (3) ความยาวของหัว สมการ (4) สำหรับการคำนวณรูปร่างของโปรไฟล์หัวมีรูปแบบต่อไปนี้หลังจากการทดแทน: การคำนวณโดยใช้โปรแกรมคอมพิวเตอร์ของโปรไฟล์ของ generatrix ของหัวเอ็กซ์โปเนนเชียลพร้อมพารามิเตอร์ทีละขั้นตอน เอ็กซ์เท่ากับ 5 มม. แสดงไว้ในตาราง 6.1. ตามตารางครับ. 6.1 โปรไฟล์หัวได้รับการออกแบบ โต๊ะ 6.1. ข้อมูลการคำนวณโปรไฟล์ฮับ ในตาราง ตารางที่ 6.2 แสดงผลการคำนวณพารามิเตอร์ของหัวอัลตราโซนิกประเภทต่างๆ ที่ทำจากเหล็ก 30KhGSA (พร้อม D0= 18 มม.; ง 1= 6 มม.; ฉ= 66 กิโลเฮิรตซ์) โต๊ะ 6.2. พารามิเตอร์ของหัวอัลตราซาวนด์ * ล. 1และ ลิตร 2– ตามลำดับ ความยาวของส่วนทรงกระบอกและ catenoidal ของหัวทำให้ศูนย์กลาง เหล่านี้เป็นอุปกรณ์สำหรับเพิ่มความกว้างของการกระจัดของการสั่นสะเทือนของอนุภาคของตัวกลางนั่นคือความเข้มของอัลตราซาวนด์ มีการใช้หัวเซนเซอร์สองประเภท: การโฟกัส (เพื่อสร้างการสั่นสะเทือนอัลตราโซนิคภายนอกหัวเซนเซอร์) และแบบแท่ง หัวโฟกัสแสดงในรูปที่ 6.12 และ 6.13 เปลือกทรงกลมซึ่งแกว่งด้วยความถี่เรโซแนนซ์ตลอดความหนา สามารถทำหน้าที่เป็นองค์ประกอบที่แผ่รังสีได้ (รูปที่ 6.12) เปลือกถูกตื่นเต้นด้วยแพลตตินัมเพียโซเซรามิกซึ่งมีความถี่เรโซแนนซ์เท่ากันและหุ้มไว้อย่างสมบูรณ์ในรูปของโมเสก การแผ่รังสีของแรงสั่นสะเทือนเข้าไปในโพรงที่มีน้ำและคลื่นทรงกลมลงมาจะเน้นไปที่ฐานของกระจกพร้อมกับวัตถุที่กำลังศึกษาอยู่ ช่องของกระจกถูกแยกออกจากตัวกลางสัมผัสด้วยฟิล์มใสกันเสียง ของแข็งที่มีการดูดซับเสียงต่ำสามารถใช้เป็นสื่อกลางในการสัมผัสได้ (รูปที่ 6.13) หัวรวมก้านเป็นแท่งตันที่มีหน้าตัดแปรผันหรือความหนาแน่นแปรผัน ซึ่งติดอยู่กับตัวปล่อยที่มีปลายกว้างกว่าหรือชิ้นส่วนที่มีความหนาแน่นของวัสดุสูงกว่า หลักการทำงานขึ้นอยู่กับการเพิ่มความกว้างของการแกว่งของอนุภาคของแท่งอันเป็นผลมาจากการลดลงของหน้าตัดหรือความหนาแน่นตามกฎการอนุรักษ์โมเมนตัม ยิ่งขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางหรือความหนาแน่นของปลายด้านตรงข้ามของแท่งแตกต่างกันมากเท่าใด แอมพลิจูดก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น หัวดังกล่าวทำงานที่ความถี่ตั้งแต่ 18 ถึง 100 kHz ที่ความถี่เรโซแนนซ์นั่นคือความยาวจะต้องเป็นจำนวนเท่าของจำนวนเต็มของครึ่งคลื่น ขนาดเชิงเส้นสูงสุดของปลายด้านกว้างของหัววัดต้องน้อยกว่า แล/2 อัตราขยายของหัว K คืออัตราส่วนของความกว้างของการกระจัด (หรือความเร็ว) ที่ A 0 (V 0) ที่แคบและจุดสิ้นสุด A n (V n) ที่กว้าง หัวจับแบบก้านมีคุณสมบัติ: · ตามรูปทรงของส่วนตามยาว (ขั้น, ทรงกรวย, เอ็กซ์โปเนนเชียล, คาทีนอยด์, แอมพูล) ·ตามรูปทรงหน้าตัด (แบบกลม รูปลิ่ม และอื่นๆ) · ตามจำนวนของหัวเรโซแนนซ์ครึ่งความยาวคลื่นที่เชื่อมต่อแบบอนุกรม (หนึ่ง สอง และอื่น ๆ ขั้นบันได) รูปที่ 6.14 แสดงหัววัดแบบครึ่งคลื่นประเภทต่างๆ พร้อมด้วยการกระจายของแอมพลิจูดการกระจัด A และแรงดันไฟฟ้า Δ โหมดการทำงานของหัววัดมี 2 โหมด: โหมดการสั่นในสถานะไม่โหลด (โหมดคลื่นนิ่ง), โหมดคลื่นเดินทางภายใต้โหลดบนตัวกลางแอคทีฟที่ดูดซับได้อย่างสมบูรณ์ ระดับที่การแกว่งเข้าใกล้การเดินทางหรือโหมดคลื่นนิ่งจะถูกกำหนดโดยสัมประสิทธิ์คลื่นการเดินทาง: 0 นาที - แอมพลิจูดการกระจัดในส่วนปม 0 สูงสุด - แอมพลิจูดของการกระจัดที่แอนติโนดของการแกว่ง พื้นที่หน้าตัดแบบแปรผันของหัวสามารถทำได้โดยการเปลี่ยนโปรไฟล์ภายใน (รูปที่ 6.15) หัววัดสามารถทำจากโลหะผสมไทเทเนียม (การสูญเสียทางเสียงน้อยที่สุด, แอมพลิจูดการสั่นสะเทือนสูง, ความแข็งแรงของความเมื่อยล้า) อย่างไรก็ตามการเชื่อมต่อของไทเทเนียมกับวัสดุที่มีสนามแม่เหล็กนั้นทำได้ยาก บ่อยครั้งที่หัววัดทำจากเหล็ก 40X และ 45 การเชื่อมต่อของระบบออสซิลเลชั่น หน่วยถูกสร้างขึ้นที่โหนดการเปลี่ยนรูปหรือแอนติโนดการกระจัดซึ่งมีแรงดันไฟฟ้าทางกลน้อยที่สุด การเชื่อมต่อคอนเวอร์เตอร์เฟอร์ไรต์กับหัวเป็นกาว ทรานสดิวเซอร์เพียโซเซรามิกที่ใช้ซับในและสลักเกลียวเชื่อมต่อ นอกเหนือจากระบบออสซิลเลเตอร์ที่มีการสั่นสะเทือนตามยาวแล้ว ยังใช้ระบบที่มีการโค้งงอและการสั่นสะเทือนแบบบิด (รูปที่ 6.16) ทรานสดิวเซอร์สั่นสะเทือนเชิงบิดแบบเพียโซเซรามิกที่ทำจากองค์ประกอบเพียโซอิลิเมนต์กึ่งทรงกระบอกสองตัวที่โพลาไรซ์เป็นทรงกลมและเชื่อมต่อด้วยกาวได้ (รูปที่ 6.17) อย่างไรก็ตามไม่ได้ให้พลังงานในการเปล่งแสงสูง เพื่อขจัดปัญหานี้ จึงมีการใช้การออกแบบที่แสดงในรูปที่ 6.18 ระหว่างแผ่นลดความถี่ (รูปที่ 6.18.a) วงแหวนเพียโซเซรามิกที่ประกอบด้วยส่วนที่แยกกันของเพียโซเซรามิกและอิเล็กโทรดเงินจะถูกยึดด้วยสลักเกลียวและน็อต (รูปที่ 6.18.b) Piezoceramics มีโพลาไรซ์ตามแนวขอบโดยรวม ระบบสั่นแบบอะคูสติกใช้สำหรับการส่งพลังงานอัลตราโซนิกหลายทิศทางซึ่งแปลงการสั่นสะเทือนในหลายทิศทางหรือสะสมพลังงานจากหลายแหล่งในทิศทางเดียว (รูปที่ 6.19-6.20)
ฟิล์มมีความสามารถในการยึดติดกับเม็ดวัสดุขัดเงาที่อยู่บนแผ่นขัดเงาได้อย่างน่าเชื่อถือ เมื่อแผ่นขัดเงาเคลื่อน ฟิล์มจะถูกดึงออกจากกระจกและเกิดฟิล์มใหม่ขึ้น การสลายตัวของกระจกและการเกิดฟิล์มเกิดขึ้นภายในเสี้ยววินาที จากมุมมองทางเคมี การขัดเงาถือได้ว่าเป็นการกำจัดฟิล์มออกจากกระจกอย่างต่อเนื่องและเกิดการก่อตัวทันที การขัดควรถือเป็นกระบวนการทางกายภาพและเคมีที่ซับซ้อนของการสั่งงานกระจก การขัดชิ้นส่วนจะดำเนินการด้วยเครื่อง B1.M3.105.000 ด้วยสารละลายออปติคัลโพลีไรต์ที่เป็นน้ำ การประมวลผลดำเนินการที่ความเร็วการเจียร 40 รอบต่อนาที ชิ้นส่วนถูกยึดเข้ากับอุปกรณ์โดยใช้ขี้ผึ้งทันตกรรม Polyrite เป็นผงขัดหลักที่ใช้ในอุตสาหกรรมด้านการมองเห็น มีสีอบเชยและองค์ประกอบทางเคมีเป็นส่วนผสมของออกไซด์ของธาตุหายาก ส่วนใหญ่ประกอบด้วยซีเรียมออกไซด์ (อย่างน้อย 45%) ความหนาแน่นของโพลีไรต์คือ 5.8-6.2*103 กก./ลบ.ม. ปัญหาในการเลือกแผ่นขัดเงาที่ถูกต้องเป็นสิ่งสำคัญมากสำหรับการขัดเงาให้สำเร็จ พารามิเตอร์ของวัสดุแผ่นขัดเงาประกอบด้วยความแข็งสัมพัทธ์ โครงสร้างของชั้นผิวของวัสดุ การมีอยู่ของเส้นผมและลักษณะของมัน พารามิเตอร์เหล่านี้ส่งผลโดยตรงต่อประสิทธิภาพของกระบวนการ ความแม่นยำของพารามิเตอร์ทางเรขาคณิต และความหยาบของพื้นผิวขัดเงา ยิ่งแผ่นขัดมีความแข็งแกร่งสูงเท่าไร เม็ดขัดก็จะยิ่งถดถอยน้อยลงภายใต้อิทธิพลของน้ำหนัก และความดันในบริเวณสัมผัสของเม็ดขัดกับวัสดุของชิ้นส่วนก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น แรงกดดันนี้สามารถนำไปสู่การเพิ่มความลึกของการเจาะเม็ดขัดเข้าไปในวัสดุของชิ้นส่วนซึ่งอาจมาพร้อมกับผลผลิตของกระบวนการที่เพิ่มขึ้นเล็กน้อยพร้อมกับการเสื่อมสภาพพร้อมกันในระดับความหยาบของพื้นผิวและความลึกที่เพิ่มขึ้น ของชั้นที่เสียหายและการทำลายของเม็ดขัดซึ่งอาจทำให้เกิดการเซาะเหมือนหลุมอุกกาบาตออกจากวัสดุของชิ้นส่วน การเพิ่มความแข็งแกร่งของวัสดุแผ่นขัดเงาทำให้สามารถลดข้อบกพร่องในพารามิเตอร์ทางเรขาคณิตของกระจกซึ่งเป็นลักษณะของการขัดเงา - ขอบม้วนและความเว้าของพื้นผิวได้ Moleskin ใช้ขัดชิ้นส่วนต่างๆ ชั้นผิวของมันถูกสร้างขึ้นในรูปแบบของเซลล์ที่ยึดอนุภาคโพลีไรต์อย่างดี ซึ่งทำการตัดพื้นผิวของชิ้นส่วนแบบไมโคร ความสามารถในการเปียกได้ดีของวัสดุนี้พร้อมสารแขวนลอยที่มีฤทธิ์กัดกร่อนช่วยให้เกิดการเปลี่ยนแปลงอนุภาคที่มีฤทธิ์กัดกร่อนในเซลล์ของแผ่นขัดเงาเป็นระยะ รูปที่.26. แผนภาพบล็อกของกระบวนการทางเทคโนโลยีของการประมวลผลเชิงกลของแผ่นแก้วไฟฟ้าสุญญากาศ C40-1 กระบวนการทางเทคโนโลยีของการประมวลผลทางกลของโพลีคอร์
- โดยคำนึงถึงการใช้เครื่องกัดอัลตราโซนิกเป็นชุดการดำเนินการตามลำดับของการดำเนินการต่อไปนี้: การบดพื้นผิว การเจียรชิ้นส่วนเซรามิกจะดำเนินการบนเครื่องเจียรโปรไฟล์ JE525 พร้อมล้อเพชรโปรไฟล์ตรง ขนาดเกรน 80/63 พันธะเบกาไลท์ B1; ความเข้มข้นของเม็ดเพชร – 50% พันธะเบกาไลท์ช่วยให้คุณบดวัสดุที่เปราะมากได้ นี่เป็นเพราะความยืดหยุ่นที่มากกว่าของสารยึดเกาะเบกาไลต์เมื่อเปรียบเทียบกับเซรามิก ด้วยความยืดหยุ่นนี้ พันธะนี้จึงช่วยลดแรงกระแทกต่ออนุภาคของวัสดุที่กำลังแปรรูปจากเมล็ดที่มีฤทธิ์กัดกร่อน กล่าวคือ สร้างเงื่อนไขสำหรับการแทรกซึมเข้าไปในวัสดุได้ราบรื่นยิ่งขึ้น อัลตราโซนิก การสร้างรูปร่างหลักจะดำเนินการในการติดตั้งทดลองด้วยเครื่องมืออัลตราโซนิกที่มีชั้นที่มีเพชรขนาดเกรน 80/63 ที่ความเร็วแกนหมุน 2500 รอบต่อนาที อัตราป้อน 0.7 มม./นาที และความถี่ 22 kHz ชิ้นส่วนติดกาวบนแผ่นกระจกเทคโนโลยี (หน้าต่าง) ที่มีสีเหลืองอ่อนประกอบด้วยขี้ผึ้งขัดสนและพาราฟิน เส้นผ่านศูนย์กลางของเครื่องมือสอดคล้องกับเส้นผ่านศูนย์กลางต่ำสุดของเส้นผ่านศูนย์กลางภายนอก รูปทรงภายนอกและภายในถูกตัดออกในการดำเนินการครั้งเดียว ในการทำความสะอาดชิ้นส่วนแก้วหลังการขัดเงา จะใช้น้ำยาล้างซึ่งสามารถแบ่งออกเป็นตัวทำละลายอินทรีย์และสารละลายอัลคาไลน์ร้อน การทำความสะอาดชิ้นส่วนจากคราบสีเหลืองอ่อนและสิ่งปนเปื้อนต่างๆ จะดำเนินการตามลำดับในโทลูอีน สารละลายแอมโมเนียเปอร์ออกไซด์ ตามด้วยการล้างด้วยน้ำที่แตกตัวเป็นไอออน จากนั้น ชิ้นส่วนต่างๆ จะถูกทำความสะอาดและทำให้แห้งด้วยไอโซโพรพิลแอลกอฮอล์ การต้มด้วยไอโซโพรพิลแอลกอฮอล์จะทำให้ขาดน้ำ (ขจัดความชื้น) และในขณะเดียวกันก็ทำความสะอาดได้มากขึ้น ชิ้นส่วนต่างๆ จะถูกเก็บไว้ในอากาศจนกว่าไอโซโพรพิลแอลกอฮอล์จะระเหยไปจนหมด รูปที่.27. แผนภาพบล็อกของกระบวนการทางเทคโนโลยีของการประมวลผลทางกลของ Polycor 6. การคำนวณหัวก้าว 6.1. หัวคลื่นอัลตราโซนิกและท่อนำคลื่น คอนเดนเซอร์และท่อนำคลื่นทำหน้าที่เป็นตัวเชื่อมความยาวเรโซแนนซ์ที่ขยายและส่งพลังงานอัลตราซาวนด์จากทรานสดิวเซอร์ไปยังพื้นที่ทำงาน - ไปยังเครื่องมือ แอมพลิจูดสูงสุดของการแกว่งของทรานสดิวเซอร์ Coll" href="/text/category/koll/" rel="bookmark">หัววัดอัลตราโซนิก (หม้อแปลงความเร็ว) ใช้ในการสั่นเครื่องมือและจับคู่ทรานสดิวเซอร์กับโหลด แท่งหรือท่อที่มีค่าคงที่ หน้าตัดที่เชื่อมต่อทรานสดิวเซอร์หรือหัวรวมศูนย์กับโหลด เรียกว่าท่อนำคลื่นอัลตราโซนิก ขึ้นอยู่กับประเภทของการสั่นสะเทือน หัววัดและท่อนำคลื่นอาจเป็นการสั่นสะเทือนตามยาว การโค้งงอ หรือตามขวาง ท่อนำคลื่นของการสั่นสะเทือนประเภทอื่นๆ และที่ซับซ้อนมากขึ้นก็สามารถทำได้เช่นกัน งานอยู่ระหว่างดำเนินการสร้างท่อนำคลื่นสำหรับการส่งผ่านการสั่นสะเทือนหลายทิศทางและระบบออสซิลเลชันที่มีการสั่นสะเทือนประเภทต่างๆ ด้วยการรวมท่อนำคลื่นหลายตัวเข้าด้วยกัน จึงเป็นไปได้ที่จะได้รับตัวเลือกต่างๆ สำหรับการส่งผ่านพลังงานเสียงหลายทิศทาง ระบบดังกล่าวสามารถใช้ได้ทั้งสำหรับการส่งผ่านออสซิลเลชั่นหลายทิศทางจากคอนเวอร์เตอร์เดียวและเป็นระบบสะสมเมื่อพลังงานจากหลายแหล่งถูกส่งไปในทิศทางเดียว ท่อนำคลื่นสำหรับการแปลงการสั่นสะเทือนในแนวรัศมีเป็นแนวยาวคือดิสก์ที่ติดตั้งคอนเวอร์เตอร์ไว้ที่รอบนอก ในกรณีนี้ การสั่นสะเทือนตามยาวจะเกิดขึ้นที่ปลายของกระบอกสูบที่เชื่อมต่อกับดิสก์ 6.2. ลักษณะของคอนเดนเซอร์ หัวโฟกัสมักจะทำในรูปแบบของระบบกระจกหรือในรูปแบบของสิ่งที่เรียกว่าตัวปล่อยอัลตราโซนิคโฟกัสที่มีรูปร่างเป็นทรงกลมหรือทรงกระบอก อย่างหลังส่วนใหญ่มักทำจากเซรามิกเพียโซอิเล็กทริกและสั่นสะเทือนด้วยความถี่เรโซแนนซ์ตลอดความหนา นอกจากนี้ยังใช้ตัวปล่อยสนามแม่เหล็กทรงกระบอกอีกด้วย หัวโฟกัสถูกนำมาใช้ทั้งในทางปฏิบัติในห้องปฏิบัติการและในอุตสาหกรรม โดยส่วนใหญ่ในการติดตั้งสำหรับการใช้งานทางเทคโนโลยีของอัลตราซาวนด์: การทำความสะอาดอัลตราโซนิก การกระจายตัว การผลิตละอองลอย ฯลฯ พลังงานเสียงที่ปล่อยออกมาทั้งหมดมากถึง 90% จะถูกรวบรวมไว้ที่จุดโฟกัสของหัวโฟกัส . เนื่องจากการโฟกัสที่ดี คอนเดนเตอร์จะต้องมีขนาดใหญ่เมื่อเทียบกับความยาวคลื่น หัวคอนเดนเตอร์ประเภทนี้จึงใช้ในบริเวณความถี่อัลตราโซนิกสูง (105 Hz ขึ้นไป) เป็นหลัก ด้วยความช่วยเหลือเหล่านี้ ทำให้ได้ความเข้ม 103-104 W/cm2 แผนภาพของตัวปล่อยทรงกลมที่โฟกัสจะแสดงในรูปที่ 28 ข้าว. 28 − แผนภาพของตัวปล่อยทรงกลมที่โฟกัสซึ่งทำจากเพียโซเซรามิก ซึ่งสั่นไปตามความหนา หัวท่อนำคลื่น (บางครั้งเรียกว่าหม้อแปลงไฟฟ้าแบบกลไก) เป็นส่วนหนึ่งของท่อนำคลื่นที่ไม่สม่ำเสมอ (เรียว) ซึ่งความเข้มข้นของพลังงานเกิดขึ้นอันเป็นผลมาจากการลดขนาดหน้าตัด ตัวรวมศูนย์ท่อนำคลื่นเรโซแนนซ์ในรูปแบบของแท่งโลหะครึ่งความยาวคลื่นที่มีหน้าตัดซึ่งเปลี่ยนแปลงได้อย่างราบรื่นตามกฎหมายบางอย่างหรือในการกระโดดได้กลายเป็นที่แพร่หลาย หัววัดดังกล่าวสามารถให้แอมพลิจูดเพิ่มขึ้นได้ 10-15 เท่า และทำให้สามารถรับได้ในช่วงความถี่ ~104 เฮิรตซ์แอมพลิจูดการสั่นสะเทือนสูงสุด 50 ไมครอน ใช้ในเครื่องจักรอัลตราโซนิก การติดตั้งการเชื่อมด้วยอัลตราโซนิก เครื่องมือผ่าตัดอัลตราโซนิก ฯลฯ แผนภาพของหัวคลื่นเสียงแสดงไว้ในรูปที่ 29 สำหรับการประมวลผลแบบอัลตราโซนิก หัววัดแบบสเต็ปแบบเอ็กซ์โพเนนเชียลและแบบสมมาตรถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลาย วิธีการคำนวณหัววัดเหล่านี้ด้านล่างทำให้สามารถรับข้อมูลสำหรับการออกแบบได้ค่อนข้างง่ายและมีความแม่นยำเพียงพอสำหรับการใช้งานจริง ข้อมูลเริ่มต้นสำหรับการคำนวณหัว: D2 – เส้นผ่านศูนย์กลางของรูที่จะกลึง 14 มม n - แอมพลิจูดได้รับ 5 f คือความถี่เรโซแนนซ์ของตัวแปลง Hz 6.3. วิธีการติดเครื่องมือเข้ากับดุม คุณสมบัติด้านประสิทธิภาพที่ดีที่สุดได้มาจากเครื่องมือที่ผลิตเป็นหน่วยเดียวที่มีหัวรวมความเข้มข้น อย่างไรก็ตาม เนื่องจากการสึกหรอ เครื่องมือดังกล่าวจึงมีอายุการใช้งานที่จำกัด จำนวนชิ้นส่วนที่ผลิตโดยเครื่องมือเดียวขึ้นอยู่กับวัสดุที่กำลังแปรรูป ลักษณะของการทำงาน และความแม่นยำในการประมวลผลที่ต้องการ https://pandia.ru/text/78/173/images/image128.png" width="244" height="25"> (ตามรูป T. สำหรับกำลังเครื่องจักร 2.5 kW เราใช้ 56 มม.) อัตราส่วนที่เหมาะสมที่สุดระหว่างเส้นผ่านศูนย์กลางของขั้นบันไดถูกกำหนดจากเส้นโค้งการทดลองที่แสดงในรูปที่ 1 31. 2) กำหนดความยาวโดยประมาณของหัววัด (https://pandia.ru/text/78/173/images/image132.png" width="328" height="49"> นอกจากนี้ ความยาวโดยประมาณของหัววัดสามารถกำหนดได้จากเส้นโค้งการทดลอง (รูปที่ 31) ความเร็วเสียงในวัสดุต่างๆ ที่ใช้สำหรับการผลิตหัววัดแสดงไว้ในตารางที่ 2 ตารางที่ 2 วัสดุ ความหนาแน่น ρ โมดูลัสยืดหยุ่น E ความเร็วคลื่นตามยาว C อลูมิเนียม 3) น้ำหนักของหัวสามารถกำหนดได้จากนิพจน์: ในรูป 32. มีการนำเสนอหัวแบบสเต็ปสำหรับการประมวลผลรูที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 29.6 มม. โดยมีแฟคเตอร์เกนแอมพลิจูด n=5 และความถี่เรโซแนนซ์ f=19 kHz ข้าว. ดุม 32 เวที สำหรับหัวแบบสเต็ป https://pandia.ru/text/78/173/images/image140.png" width="178" height="49"> โดยที่ S1 และ S2 คือพื้นที่หน้าตัดของบันไดใหญ่และบันไดเล็ก N – ค่าสัมประสิทธิ์พื้นที่ 7. การวิเคราะห์ปัจจัยการผลิตที่เป็นอันตรายและเป็นอันตราย พารามิเตอร์ไฟส่องสว่างที่เลือกไม่ขัดแย้งกับข้อกำหนดของ GOST 12.3.025-80 ตามที่ร้านประกอบเครื่องจักรกล ไฟส่องสว่างทั่วไปต้องมีอย่างน้อย 300 ลักซ์ GOST 12.1.003 - 83 กำหนดเงื่อนไขที่อนุญาตสูงสุดสำหรับเสียงรบกวนคงที่ในสถานที่ทำงาน ซึ่งเสียงที่ส่งผลกระทบต่อคนงานในระหว่างวันทำงานแปดชั่วโมงไม่ก่อให้เกิดอันตรายต่อสุขภาพ การทำให้เป็นมาตรฐานจะดำเนินการในย่านความถี่อ็อกเทฟที่มีความถี่เฉลี่ยทางเรขาคณิต 63, 125, 250, 500, 1,000, 2000, 4000, 8000 Hz ตาม GOST 12.1.003 ไม่ควรเกิน 85 dBA ในที่ทำงาน: ในงานโลหะ - 75...100 (ระดับเสียงสูง) ในการเจียร CNC - 80 dBA ในระบบอัลตราโซนิก - 60 dBA แหล่งที่มาของเสียงและการสั่นสะเทือนในเวิร์คช็อปที่ออกแบบ ได้แก่: เครื่องมือกลสำหรับการแปรรูปโลหะ (การเจียร งานโลหะ อัลตราโซนิก); เพื่อป้องกันเสียงรบกวนและการสั่นสะเทือน จึงมีมาตรการต่อไปนี้เพื่อลดระดับเสียงรบกวนและการสั่นสะเทือน: การรักษาเสียงของห้อง (การติดตั้งหน้าจอดูดซับเสียง, ปลอก, การติดตั้งรั้วกันเสียง); การติดตั้งเครื่องลดเสียงรบกวนในระบบระบายอากาศ การลดเสียงรบกวนอย่างมีนัยสำคัญทำได้โดยการเปลี่ยนตลับลูกปืนแบบกลิ้งเป็นตลับลูกปืนธรรมดา (เสียงรบกวนลดลง 10 dBA) และเปลี่ยนชิ้นส่วนโลหะด้วยชิ้นส่วนพลาสติก การดำเนินการมาตรการเหล่านี้จะลดค่าระดับเสียงและความเร็วการสั่นสะเทือนให้เหลือค่าที่ไม่เกินค่าที่อนุญาต (GOST 12.1.003, GOST 12.1.012) ตาม GOST 12.1.030 เวิร์กช็อปที่ออกแบบนั้นตรงตามข้อกำหนดด้านความปลอดภัยทางไฟฟ้า (เครื่องจักรทั้งหมดต่อสายดิน) ไม่มีความเสี่ยงจากไฟฟ้าช็อต 8. มาตรการรับรองสภาพการทำงานที่ปลอดภัย ข้อกำหนดการคุ้มครองแรงงานหลักสำหรับผลิตภัณฑ์และกระบวนการทางเทคโนโลยีคือ: – ความปลอดภัยสำหรับมนุษย์ – ความน่าเชื่อถือและความสะดวกในการใช้งานของอุปกรณ์ที่ใช้ในกระบวนการทางเทคโนโลยีนี้ ดังนั้นการทำงานของเครื่องอัลตราโซนิกสำหรับการประมวลผลมิติจะต้องเป็นไปตามข้อกำหนดด้านความปลอดภัยทั้งหมดซึ่งกำหนดโดย: GOST 12.2.009-80 “ระบบมาตรฐานความปลอดภัยในการทำงาน "เครื่องจักรงานโลหะ" GOST 12.3.024-80 “ระบบมาตรฐานความปลอดภัยในการทำงาน “ความปลอดภัยจากการบาดเจ็บ” สาเหตุหลักของการบาดเจ็บเมื่อทำงานกับเครื่องจักรอาจเป็น: – กลไกการเคลื่อนย้ายของเครื่องมือกล – องค์ประกอบมีคมของชิ้นงานและอุปกรณ์สำหรับยึดชิ้นงาน – ความผิดปกติของเครื่องมือช่าง - ชิ้นส่วนที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้าของการติดตั้งหรือชิ้นส่วนของเครื่องจักรที่ได้รับกระแสไฟโดยไม่ได้ตั้งใจ – การออกแบบสถานที่ทำงานของผู้ควบคุมเครื่องจักรไม่ดี – แสงสว่างในสถานที่ทำงานไม่ดี สำหรับผู้ปฏิบัติงานที่จะทำงานกับเครื่องจักรนี้ ข้อกำหนดด้านการคุ้มครองแรงงานสามารถนำเสนอในรูปแบบของปัจจัยต่อไปนี้: – พารามิเตอร์ปากน้ำ – แสงอุตสาหกรรม – เสียงรบกวนจากการผลิต – การสั่นสะเทือนทางอุตสาหกรรม 9. พารามิเตอร์ปากน้ำ พารามิเตอร์ปากน้ำที่มาพร้อมกับกิจกรรมการทำงานของผู้เข้าร่วมแต่ละคนในกระบวนการทางเทคโนโลยีคือ: – อุณหภูมิแวดล้อม, t, °С; – ความเร็วลม W, m/s; ค่าที่เหมาะสมและยอมรับได้ของพารามิเตอร์เหล่านี้ถูกสร้างขึ้นสำหรับพื้นที่ทำงานทั้งหมดของสถานที่ผลิตโดยคำนึงถึงช่วงเวลาของปีและความรุนแรงของงานที่ทำ ตาม GOST 12.1.005-88 พารามิเตอร์ปากน้ำที่เหมาะสมที่สุดจะถูกรักษาไว้ในเวิร์กช็อป (ตารางที่ 3) ตารางที่ 3 – พารามิเตอร์ปากน้ำ ระยะเวลาของปี ความชื้นสัมพัทธ์, % อุณหภูมิ, C ความเร็วการเคลื่อนที่ของอากาศ m/s ไม่มากไปกว่านี้ เย็น พารามิเตอร์ปากน้ำที่ระบุได้รับการสนับสนุนโดยระบบทำความร้อนและระบายอากาศ เพื่อให้เป็นไปตาม SN 245-71(88) โดยมีปริมาตรจำเพาะมากกว่า 40 ลบ.ม./คน อนุญาตให้ใช้ระบบระบายอากาศทั่วไปในสถานที่ผลิตได้ เพื่อกำจัดฝุ่นและละอองลอยที่เกิดจากสารหล่อเย็น จะมีการจัดเตรียมระบบระบายอากาศเสียเฉพาะที่ เพื่อรักษาอุณหภูมิในห้อง (โดยเฉพาะในฤดูหนาว) เวิร์คช็อปจึงติดตั้งระบบทำน้ำร้อนและเครื่องทำความร้อนไฟฟ้าพร้อมพัดลมที่สร้างม่านกันความร้อนที่ประตูและประตูทางเข้าในฤดูหนาว สถานที่ประชุมเชิงปฏิบัติการของอาคารการผลิตมีการจัดแสงธรรมชาติและแสงประดิษฐ์ แสงธรรมชาติ - เหนือศีรษะ (ผ่านโคมไฟ) และด้านสองทาง (ผ่านช่องด้านข้างในผนังของอาคาร) แสงประดิษฐ์ – รวมกัน ประกอบด้วยไฟทั่วไปและไฟท้องถิ่น การส่องสว่างทั่วไปทำได้โดยใช้หลอดปล่อยก๊าซปรอทความดันสูงประเภท DRL-400(700,1000) ไฟส่องสว่างในท้องถิ่นมีให้โดยใช้หลอดไส้ 36 โวลต์ ระบบไฟส่องสว่างทางอุตสาหกรรมในร้านค้างานโลหะได้รับมาตรฐานตาม SNiP 05.23.95 ในการชี้แจงสำหรับร้านขายเครื่องจักรและเครื่องตัดโลหะที่มีความแม่นยำ สามารถกำหนดมาตรฐานแสงสว่างดังต่อไปนี้ (ตารางที่ 4): ตารางที่ 4 – ไฟส่องสว่างสำหรับร้านค้างานโลหะ งานโลหะ ไฟส่องสว่าง, ลักซ์. ค่าสัมประสิทธิ์การเต้น Kp, % รวม แสงสว่าง จากโคมไฟทั่วไปในระบบรวม จากเรื่องทั่วไป โคมไฟปล่อยก๊าซ หลอดไส้ สำหรับไฟส่องสว่างในท้องถิ่น จะใช้หลอดไฟที่ติดตั้งบนเครื่องและปรับเพื่อให้แสงสว่างในพื้นที่ทำงานไม่ต่ำกว่าค่าที่ตั้งไว้ โคมไฟที่ใช้สำหรับให้แสงสว่างในท้องถิ่นต้องติดตั้งตัวสะท้อนแสงที่มีมุมป้องกันอย่างน้อย 30° ทำความสะอาดกระจก ช่องหน้าต่าง และช่องรับแสงอย่างน้อยปีละสองครั้ง 10.1. การคำนวณแสงสว่างประดิษฐ์ แสงสว่างในที่ทำงานเป็นปัจจัยที่สำคัญที่สุดในการสร้างสภาพการทำงานตามปกติ แสงสว่างในที่ทำงานไม่เพียงพออาจทำให้ดวงตาเมื่อยล้าอย่างรวดเร็ว สูญเสียความสนใจ และส่งผลให้เกิดการบาดเจ็บจากการทำงาน แสงสว่างขั้นต่ำของสถานที่ทำงานต้องมีอย่างน้อย Emin = 400 ลักซ์ กำหนดระยะห่างระหว่างหลอดไฟ: โดยที่ h= 5 m – ความสูงในการติดตั้งหลอดไฟเหนือระดับพื้น ดังนั้น l=1.4*5=7m เรากำหนดขนาดของโรงปฏิบัติงานที่จะทำการกลึง: ขนาดโรงปฏิบัติงาน A = 8 ม. บี = 20 ม. พื้นที่ห้อง S = A*B = 160 ตร.ม 3. กำหนดจำนวนหลอดไฟในเวิร์กช็อป: เรายอมรับ n=12 ชิ้น 4. กำหนดฟลักซ์ส่องสว่างที่ต้องการ: โดยที่: k=1.3 – ตัวประกอบการสำรองพลังงานหลอดไฟ b=0.47 – ปัจจัยการใช้งานการติดตั้งแสงสว่าง z=0.9 – ค่าสัมประสิทธิ์ความไม่สม่ำเสมอของการส่องสว่าง ฟลักซ์ส่องสว่างของหลอดเดียว: ฟลักซ์ส่องสว่างจำนวนนี้มาจากหลอดไฟประเภท DRL ที่มีกำลัง 200 W พร้อมฟลักซ์ส่องสว่าง Fl = 4.3 * 103 lm 1) กำหนดความสว่างตามจริง: 11. การคุ้มครองสิ่งแวดล้อม ในยุคของการปฏิวัติทางวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีสมัยใหม่ ปัญหาของการหยุดชะงักของความสมดุลทางนิเวศซึ่งแสดงออกในการเสื่อมสภาพของคุณภาพของสิ่งแวดล้อมอันเป็นผลมาจากมลพิษจากของเสียทางอุตสาหกรรมได้กลายเป็นเรื่องที่รุนแรงอย่างยิ่ง จำนวนที่เพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องคุกคามการทำงานของชีวมณฑลในการทำให้บริสุทธิ์ในตัวเอง ขัดขวางความสมดุลของระบบนิเวศ และส่งผลเสียต่อมนุษย์ในท้ายที่สุด มลภาวะต่อสิ่งแวดล้อมมีความเกี่ยวข้องกับการบริโภคและการผลิตไฟฟ้า การผลิตทางการเกษตร การพัฒนาด้านการขนส่ง อุตสาหกรรมนิวเคลียร์ และอุตสาหกรรมอื่นๆ ประเทศอุตสาหกรรมเริ่มประสบปัญหาการขาดแคลนน้ำสะอาดแล้ว อุตสาหกรรมใช้ออกซิเจนมากขึ้นเรื่อยๆ และการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ก็เพิ่มขึ้น ในปัจจุบัน กิจกรรมการผลิตของมนุษย์ถึงระดับที่ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงไม่เพียงแต่ใน biogeocenoses แต่ละตัว (บริภาษ ทุ่งหญ้า ทุ่งนา ป่าไม้ ฯลฯ) แต่ยังรวมถึงกระบวนการที่จัดตั้งขึ้นทางประวัติศาสตร์จำนวนหนึ่งภายในชีวมณฑลทั้งหมดด้วย ในระหว่างการผลิตใบมีด LPT สารที่ไม่พึงประสงค์และเป็นอันตรายทั้งหมดจะได้รับการประมวลผลตามข้อกำหนดการคุ้มครองแรงงาน: ของเสียจากการผลิตของเหลว เช่น น้ำยาซักผ้า จากเครื่องซักผ้า สารหล่อเย็นที่ใช้แล้วจะถูกส่งไปยังสถานีวางตัวเป็นกลาง เศษโลหะที่เป็นของแข็งจะถูกส่งไปยัง จุดรวบรวมขยะโลหะ ระหว่างงานเจียรฝุ่นจะถูกปล่อยออกมา ไซโคลนถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในการทำความสะอาดอากาศจากฝุ่นที่มีขนาดอนุภาคมากกว่า 10 ไมครอน การออกแบบนั้นเรียบง่ายและการใช้งานไม่ซับซ้อน มีความต้านทานไฮดรอลิกค่อนข้างต่ำ (750-1,000 Pa) และมีตัวชี้วัดทางเศรษฐกิจสูง พายุไซโคลนทำงานเป็นเวลานานในสภาพแวดล้อมที่หลากหลายที่อุณหภูมิอากาศสูงถึง 550 เคลวิน ไซโคลน (รูปที่ 22) ใช้ในการทำความสะอาดอากาศจากฝุ่นที่แห้ง ไม่เป็นเส้นใย และไม่รวมตัวกัน การแยกฝุ่นในไซโคลนขึ้นอยู่กับหลักการแยกแบบแรงเหวี่ยง เมื่อเข้าสู่พายุไซโคลนในวงสัมผัสผ่านท่อทางเข้า / การไหลของอากาศจะมีการเคลื่อนไหวแบบหมุนเป็นเกลียวและลงไปที่ด้านล่างของส่วนทรงกรวยของร่างกาย 3,
ออกทางท่อกลาง 2.
ภายใต้อิทธิพลของแรงเหวี่ยง อนุภาคจะถูกโยนเข้าหาผนังของไซโคลนและตกลงไปที่ด้านล่างของไซโคลน จากนั้นจึงเข้าสู่เครื่องเก็บฝุ่น 4.
ข้าว. 33 – ตัวเก็บฝุ่น: ไซโคลน 12.1. มลพิษและฟอกอากาศในพื้นที่ทำงาน การแปรรูปโลหะเกิดขึ้นพร้อมกับการปล่อยเศษ ไอน้ำ ละอองน้ำมัน และอิมัลชัน ความเข้มข้นสูงสุดที่อนุญาตของสารบางชนิดที่พบมากที่สุดในอากาศของพื้นที่ทำงาน (ตารางที่ 5): GOST 12.2.009-80 “ระบบมาตรฐานความปลอดภัยในการทำงาน “เครื่องจักรงานโลหะ. ข้อกำหนดด้านความปลอดภัยทั่วไป" จัดให้มีอุปกรณ์สำหรับขจัดฝุ่น เศษขนาดเล็ก และสิ่งสกปรกที่เป็นอันตรายบนเครื่องจักรอเนกประสงค์สำหรับงานโลหะ ตารางที่ 5 - ความเข้มข้นสูงสุดที่อนุญาต สาร ความเข้มข้น มก./ลบ.ม ระดับอันตราย อลูมิเนียมและโลหะผสมของมัน ทังสเตน โลหะโคบอลต์ โลหะทองแดง โลหะผสมเหล็ก GOST 12.3.025-80 “ระบบมาตรฐานความปลอดภัยในการทำงาน “กระบวนการตัดโลหะ ข้อกำหนดด้านความปลอดภัย” สำหรับกระบวนการแปรรูปโลหะโดยใช้น้ำมันตัดกลึงมีข้อกำหนดดังต่อไปนี้: น้ำมันตัดต้องได้รับอนุญาตจากกระทรวงสาธารณสุข ไม่มีการกัดกร่อนอย่างต่อเนื่องหรือเป็นหลุมเมื่อสัมผัสกับ COTS บนตัวอย่างที่มีความหยาบ Ra = 0.63 เป็นเวลา 24 ชั่วโมง COTS ที่จ่ายให้กับโซนการตัดโดยการฉีดพ่นจะต้องเป็นไปตามข้อกำหนดด้านสุขอนามัย การทำความสะอาดสถานที่ทำงานจากเศษและฝุ่นควรป้องกันการเกิดฝุ่น การระบายอากาศคือการแลกเปลี่ยนอากาศที่เป็นระเบียบและควบคุม ซึ่งรับประกันการกำจัดอากาศที่ปนเปื้อนด้วยมลพิษทางอุตสาหกรรมออกจากห้อง - เครื่องกล ประเภทของการระบายอากาศเนื่องจากสภาพธรรมชาติ การระบายอากาศตามธรรมชาติทำให้เกิดการแลกเปลี่ยนอากาศที่จำเป็น เนื่องจากความแตกต่างของความหนาแน่นของอากาศอุ่นและเย็นภายในห้องและอากาศเย็นภายนอก รวมถึงลมด้วย แผนภาพการระบายอากาศสำหรับไซต์ของเราแสดงในรูปที่ 34 ภาพที่ 34 − แผนผังการระบายอากาศของอาคารอุตสาหกรรม มีทั้งแบบไม่มีช่องและช่องเติมอากาศ ขั้นแรกดำเนินการโดยใช้ช่องท้าย (ช่องอากาศเข้า) และโคมไฟไอเสีย (ช่องระบายอากาศ) ขอแนะนำในห้องขนาดใหญ่และในเวิร์คช็อปที่มีความร้อนส่วนเกินมาก โดยปกติการเติมอากาศแบบช่องจะติดตั้งในห้องขนาดเล็กและประกอบด้วยช่องในผนังและที่ทางออกของช่องจะมีการติดตั้งอุปกรณ์เบี่ยงบนฝาครอบเพื่อสร้างลมเมื่อมีลมพัดมา การระบายอากาศตามธรรมชาตินั้นประหยัดและใช้งานง่าย ข้อเสียคืออากาศไม่ได้รับการทำความสะอาดและให้ความร้อนเมื่อเข้ามา อากาศที่ถูกกำจัดออกไปก็ไม่ได้รับการทำความสะอาดและก่อให้เกิดมลภาวะต่อบรรยากาศ การระบายอากาศด้วยกลไกประกอบด้วยท่ออากาศและเครื่องกระตุ้นการเคลื่อนไหว (พัดลมเชิงกลหรือตัวดีดออก) การแลกเปลี่ยนอากาศจะดำเนินการโดยไม่คำนึงถึงสภาพอากาศภายนอก ในขณะที่อากาศที่เข้ามาสามารถทำให้ร้อนหรือเย็นลง เพิ่มความชื้น หรือลดความชื้นได้ อากาศเสียจะถูกทำให้บริสุทธิ์ ระบบระบายอากาศที่จ่ายลมจะนำอากาศผ่านอุปกรณ์ดูดอากาศ จากนั้นอากาศจะไหลผ่านเครื่องทำความร้อน ซึ่งอากาศจะถูกให้ความร้อนและความชื้น และพัดลมจะจ่ายอากาศผ่านท่ออากาศเข้าไปในห้องผ่านหัวฉีดเพื่อควบคุมการไหลของอากาศ อากาศเสียจะถูกขับออกไปทางประตู หน้าต่าง โคมไฟ และรอยแตกร้าว การระบายอากาศเสียจะขจัดอากาศที่ปนเปื้อนและร้อนจัดออกผ่านทางช่องระบายอากาศและเครื่องฟอกอากาศ ในขณะที่อากาศบริสุทธิ์จะเข้ามาทางหน้าต่าง ประตู และรอยรั่วของโครงสร้าง การระบายอากาศเฉพาะที่จะช่วยระบายอากาศในพื้นที่ที่มีการปล่อยสารอันตรายโดยตรง และยังสามารถเป็นแหล่งจ่ายหรือระบายออกได้อีกด้วย การระบายอากาศเสียจะขจัดอากาศเสียผ่านท่ออากาศ อากาศจะถูกดูดเข้าไปผ่านทางช่องอากาศเข้า ซึ่งสามารถออกแบบได้ในรูปแบบของ: มีการติดตั้งระบบดูดเฉพาะจุดโดยตรงในบริเวณที่มีการปล่อยสารอันตราย: ในสถานที่ทำงานเชื่อมไฟฟ้าและแก๊ส ในแผนกชาร์จของร้านขายแบตเตอรี่ และที่อ่างกัลวานิก เพื่อปรับปรุงปากน้ำของพื้นที่จำกัดของห้อง ระบบระบายอากาศในท้องถิ่นจะใช้ในรูปแบบของฝักบัวลม โอเอซิสของอากาศ - พื้นที่ที่มีอากาศเย็นที่สะอาด หรือม่านอากาศ ม่านอากาศใช้เพื่อป้องกันไม่ให้อากาศภายนอกเย็นเข้ามาในห้อง ในการทำเช่นนี้จะมีการติดตั้งช่องระบายอากาศพร้อมช่องที่ส่วนล่างของช่องเปิดซึ่งอากาศอุ่นจะถูกส่งไปยังการไหลของอากาศเย็นที่มุม 30-45 องศา ด้วยความเร็ว 10-15 เมตร/วินาที ขอแนะนำให้ใช้ไซโคลนนิวแมติกดังแสดงในรูปที่ 35 เป็นเครื่องฟอกอากาศในสถานที่ อนุภาคแขวนลอยจะถูกแยกออกจากการไหลของก๊าซภายใต้การกระทำของแรงเหวี่ยงและแรงเฉื่อย การไหลของก๊าซที่มีฝุ่นจะเข้าสู่แนวสัมผัสผ่านท่อทางเข้าเข้าไปในตัวเครื่อง ซึ่งจะถูกแบ่งตามลำดับเป็นการไหลแยกกันโดยมีการแยกฝุ่นแบบแรงเหวี่ยงเพิ่มเติม ฝุ่นหยาบจะเกาะอยู่บนผนังของรางนำและตัวเครื่อง และตกลงไปในถังเก็บฝุ่น 13. บทสรุปในส่วนนี้ ดังนั้นจึงทำการวิเคราะห์ปัจจัยการผลิตที่เป็นอันตรายและเป็นอันตรายที่เกิดขึ้นในพื้นที่การประมวลผลมิติล้ำเสียง มีการคำนวณแสงในพื้นที่ที่จำเป็นสำหรับการทำงานอย่างปลอดภัยบนเครื่องอัลตราโซนิก มีการเสนอมาตรการปกป้องสิ่งแวดล้อมเพื่อปกป้องพื้นที่ทำงานจากมลพิษทางอากาศ กระบวนการปรับขนาดอัลตราโซนิกปราศจากขยะและเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม 14.ข้อสรุปทั่วไปเกี่ยวกับงาน เมื่อสรุปผลวิทยานิพนธ์นี้แล้ว เราสามารถพูดได้ว่าการใช้อัลตราซาวนด์ไม่เพียงแต่ช่วยเพิ่มผลผลิตและลดการสึกหรอของเครื่องมือเท่านั้น แต่ยังช่วยประมวลผลชิ้นส่วนที่มีผนังบางลงโดยการลดแรงตัดอีกด้วย รz.
ในกระบวนการประมวลผลอัลตราโซนิก โอกาสของการบิ่นและการทำลายชิ้นส่วนก็ลดลงเช่นกัน ชิ้นส่วนที่กระบวนการได้รับการพัฒนาตรงตามข้อกำหนดขั้นพื้นฐานสำหรับชิ้นส่วนเหล่านั้น กล่าวคือ ไม่อนุญาตให้มีรอยแตกร้าวในกระจก แต่ไม่มีการทดลองใดๆ ข้างต้นเลย บนพื้นผิวด้านท้ายของแผ่นอนุญาตให้มีชิปแต่ละตัวที่มีความยาวไม่เกิน 1 มม. โดยมีทางออกจากพื้นผิวการทำงานที่มีความกว้างไม่เกิน 0.2 มม. และไปยังพื้นผิวที่ไม่ได้ใช้งานที่มีความกว้างไม่เกิน 0.3 มม. . การสึกหรอของเครื่องมือโดยเฉลี่ยอยู่ที่ 0.03% สำหรับการผลิตชิ้นส่วนหนึ่งที่ทำจากโพลีคอร์ และ 0.035% สำหรับชิ้นส่วนที่ทำจากแก้ว C-40 การสร้างรูปทรงหลักของชิ้นส่วนจะต้องทำได้โดยอาศัยเครื่องมือและการกัดด้วยอัลตราโซนิก สามารถลดจำนวนการดำเนินการในการผลิตชิ้นส่วนได้ ซึ่งช่วยลดเวลาในการผลิตชิ้นส่วนลงได้ 25-30% ปัจจุบันอุปกรณ์เครื่องจักรประเภทนี้มีราคาประมาณ 15 ล้านรูเบิล การติดตั้งที่ทำการทดลองนั้นประเมินว่ามากกว่า 1.7 ล้านเล็กน้อย จากการทดลองที่ดำเนินการ มีการสร้างรายงานและส่งไปยังองค์กรของลูกค้า ในกรณีที่ผลลัพธ์เป็นบวกในแง่ของประสิทธิภาพ ความน่าเชื่อถือ และความพึงพอใจของปริมาณที่เหมาะสม จะมีการสรุปสัญญาสำหรับเครื่องจักรที่คล้ายกัน 2 เครื่อง นอกจากองค์กรที่ระบุไว้ในประกาศนียบัตรแล้ว อุปกรณ์ดังกล่าวยังจะเป็นที่สนใจอย่างกว้างขวางสำหรับการผลิตเครื่องมืออื่นๆ อีกด้วย การออกแบบหัวไม่เพียงแต่ช่วยให้สามารถกัดอัลตราโซนิกด้วยเครื่องมือเพชรเท่านั้น แต่ยังไม่จำเป็นต้องใช้อีกด้วย คุณสมบัตินี้เมื่อใช้ร่วมกับระบบ CNC สามารถใช้ในการผลิตชิ้นส่วนที่มีรูปร่างซับซ้อน โดยทำหน้าที่เป็นอุปกรณ์กัดและแกะสลักแบบธรรมดา 15. รายการข้อมูลอ้างอิง 1., Sh. Shwegla: การประมวลผลวัสดุด้วยคลื่นเสียง (1984, 282 หน้า) 2. , : การประมวลผลอัลตราโซนิกของโลหะ (1966, 157 p.) 3.: อัลตราซาวด์ในวิศวกรรมเครื่องกล (1974, 282 หน้า) 4. อี. คิคุจิ เอ็ด. : ตัวแปลงอัลตราโซนิก 423) 5.: คู่มือวิธีการประมวลผลทางไฟฟ้าและอัลตราโซนิก (1971, 543 หน้า) 6. “ การประมวลผลวัสดุด้วยอัลตราโซนิก” - M. “ วิศวกรรมเครื่องกล”, 1980 7. “ กระบวนการทางเทคโนโลยีของการแปรรูปแก้วในอุตสาหกรรมไฟฟ้าสุญญากาศ” - M. Central Research Institute “ Electromechanics”, 1972
(2)
(3)
(4)
, ตำแหน่งของระนาบปม 
มม.
เอ็กซ์, มม
ลx, มม
15,7
13,8
10,6
9,3
8,2
7,2
6,3
10. แสงอุตสาหกรรม
12. การฟอกอากาศ
ข้าว. 35 – ปอดบวม
ก๊าซที่มีฝุ่นละเอียดซึ่งแบ่งออกเป็นช่องทางต่างๆ เข้าสู่ใบมีด ซึ่งจะเปลี่ยนทิศทาง 180° ณ จุดนี้ ฝุ่นละเอียดจะตกลงไปที่ด้านล่างของช่องลมออก จากนั้นจึงเข้าไปในถังเก็บฝุ่นและตัวเก็บฝุ่น ก๊าซบริสุทธิ์จะออกจากตัวเก็บฝุ่นผ่านช่องทางภายในของทางออกผ่านท่อทางออก
สิ่งประดิษฐ์นี้เกี่ยวข้องกับเทคโนโลยีอัลตราโซนิก ได้แก่ การออกแบบระบบสั่นอัลตราโซนิก ผลลัพธ์ทางเทคนิคของการประดิษฐ์นี้คือการเพิ่มแอมพลิจูดของการแกว่งในขณะที่ลดการใช้พลังงานไปพร้อมๆ กัน ลดขนาดและน้ำหนักโดยรวม ระบบสั่นอัลตราโซนิกทำจากแพ็คเกจขององค์ประกอบเพียโซอิเล็กทริกที่อยู่บนพื้นผิวที่ทำให้เกิดการสั่นสะเทือนของหัววัด บนแพ็คเกจของเพียโซอิลิเมนต์จะมีแผ่นสะท้อนแสง ซึ่งพื้นผิวตรงข้ามกับเพียโซเอลิเมนต์นั้นถูกทำให้แบนหรือมีเส้นผ่านศูนย์กลางแปรผันแบบขั้นตอน หัววัดมีชุดยึดและปิดท้ายด้วยพื้นผิวด้วยเครื่องมือทำงาน พื้นผิวการขึ้นรูปและการแผ่รังสีของหัววัดมีส่วนตัดขวางเป็นรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้าที่มีความยาวเท่ากัน และอัตราส่วนของขนาดตามขวางจะถูกเลือกจากเงื่อนไขในการรับรองว่าหัววัดจะได้รับอัตราขยายที่กำหนด ความยาวรวมของแผ่นสะท้อนแสง แพ็คเกจขององค์ประกอบเพียโซอิลิเมนต์ และส่วนรวมศูนย์กลางจนถึงจุดเชื่อมต่อมีค่าเท่ากับหนึ่งในหกของความยาวคลื่นของการสั่นแบบอัลตราโซนิก ความยาวของส่วนหัวรวมศูนย์ที่เกิดการเปลี่ยนผ่านแนวรัศมีอย่างราบรื่นและส่วนที่มีขนาดตามขวางซึ่งสอดคล้องกับพื้นผิวที่แผ่รังสีจะเท่ากับหนึ่งในหกของความยาวคลื่นการสั่นสะเทือนอัลตราโซนิก ป่วย 2 ราย
ภาพวาดสำหรับสิทธิบัตร RF 2284228
สิ่งประดิษฐ์นี้เกี่ยวข้องกับเทคโนโลยีอัลตราโซนิก ได้แก่ การออกแบบระบบสั่นอัลตราโซนิก และสามารถใช้ในอุปกรณ์เทคโนโลยีที่มีไว้สำหรับการประมวลผลสื่อของเหลวและของเหลวที่กระจายตัวในปริมาณมาก โดยให้สัมผัสกับการสั่นสะเทือนอัลตราโซนิกแอมพลิจูดสูงบนพื้นผิวขนาดใหญ่ สำหรับ ตัวอย่างเช่นในอุปกรณ์ที่ไหลผ่านหรือในการใช้งานการเชื่อมแบบตะเข็บตะเข็บแบบกด (การก่อตัวของตะเข็บปิดผนึกระยะไกล)
อุปกรณ์เทคโนโลยีอัลตราโซนิกใด ๆ รวมถึงแหล่งที่มาของการสั่นสะเทือนทางไฟฟ้าความถี่สูง (เครื่องกำเนิดไฟฟ้าอิเล็กทรอนิกส์) และระบบสั่นอัลตราโซนิก
ระบบสั่นอัลตราโซนิกประกอบด้วยทรานสดิวเซอร์เพียโซอิเล็กทริกและหัวรวมศูนย์พร้อมเครื่องมือทำงาน ในทรานสดิวเซอร์อัลตราโซนิกของระบบออสซิลลาทอรี พลังงานของการสั่นสะเทือนทางไฟฟ้าจะถูกแปลงเป็นพลังงานของการสั่นสะเทือนยืดหยุ่นของความถี่อัลตราโซนิก หัวทำในรูปแบบของรูปสามมิติของหน้าตัดแปรผันที่ทำจากโลหะซึ่งอัตราส่วนของพื้นที่ของพื้นผิวที่สัมผัสกับทรานสดิวเซอร์และลงท้ายด้วยเครื่องมือทำงาน (ปล่อยการสั่นสะเทือนอัลตราโซนิก) จะกำหนด กำไรที่ต้องการ
ระบบสั่นอัลตราโซนิกเป็นที่รู้กันว่ามีพื้นที่ผิวที่แผ่รังสีขนาดใหญ่ ระบบออสซิลเลเตอร์ที่รู้จักทั้งหมดถูกสร้างขึ้นตามรูปแบบการออกแบบที่รวมทรานสดิวเซอร์ครึ่งคลื่นแบบเพียโซอิเล็กทริกหรือแมกนีโตสตริกทีฟ และเครื่องรวมศูนย์ของการสั่นสะเทือนแบบอัลตราโซนิคแบบเรโซแนนซ์ (หลายถึงครึ่งหนึ่งของความยาวคลื่นความยาวคลื่นหลายถึงครึ่งหนึ่ง) ขนาดตามยาวสอดคล้องกับความยาวคลื่นของการสั่นสะเทือนอัลตราโซนิก และขนาดตามขวางเกินครึ่งหนึ่งของความยาวการสั่นสะเทือนอัลตราโซนิกในวัสดุหัวรวมศูนย์
ข้อเสียของอะนาล็อกคือการกระจายที่ซับซ้อนของแอมพลิจูดการสั่นบนพื้นผิวที่แผ่รังสีเนื่องจากอัตราส่วนของปัวซองของวัสดุหัวซึ่งไม่อนุญาตให้มีการสัมผัสกับอัลตราโซนิคที่เท่ากันตลอดพื้นผิวที่แผ่รังสีทั้งหมดเช่นเมื่อได้รับการขยายคุณภาพสูง ตะเข็บ.
สาระสำคัญทางเทคนิคที่ใกล้เคียงที่สุดกับโซลูชันทางเทคนิคที่นำเสนอคือระบบสั่นอัลตราโซนิกตามสิทธิบัตรสหรัฐอเมริกา 4363992 ซึ่งนำมาใช้เป็นต้นแบบ
ระบบออสซิลเลเตอร์อัลตราโซนิกประกอบด้วยทรานสดิวเซอร์เพียโซอิเล็กทริกครึ่งคลื่นหลายตัวที่ติดตั้งบนพื้นผิวด้านใดด้านหนึ่ง (ก่อให้เกิดการสั่นแบบอัลตราโซนิก) ของหัวรวมศูนย์ที่สิ้นสุดในปลายการทำงาน (เครื่องมือ) ที่มีรูปร่างและขนาดที่แน่นอน คอนเวอร์เตอร์ถูกสร้างขึ้นในรูปแบบของแผ่นลดความถี่ด้านหลัง แพ็คเกจขององค์ประกอบเพียโซอิเล็กทริกวงแหวนจำนวนคู่ และแผ่นแผ่คลื่นลดความถี่ ติดตั้งแบบอนุกรมและเชื่อมต่อกันด้วยเสียง พื้นผิวเปล่งแสงของทรานสดิวเซอร์เชื่อมต่อทางเสียงกับพื้นผิวของหัววัดซึ่งก่อให้เกิดการสั่นสะเทือนแบบอัลตราโซนิก ขนาดตามยาวของหัวเซนเซอร์สอดคล้องกับความยาวคลื่นครึ่งหนึ่งของการสั่นสะเทือนอัลตราโซนิกในวัสดุหัววัด หัวทำในรูปแบบของรูปสามมิติของหน้าตัดแปรผันที่ทำจากโลหะซึ่งมีอัตราส่วนของพื้นที่ของพื้นผิวที่สัมผัสกับทรานสดิวเซอร์ (สร้างการสั่นของอัลตราโซนิก) และลงท้ายด้วยเครื่องมือทำงาน (เปล่งแสง การสั่นแบบอัลตราโซนิก) จะกำหนดอัตราขยายที่ต้องการ
หัววัดมีร่องผ่านซึ่งทำให้สามารถกำจัดการกระจายแอมพลิจูดของการสั่นที่ไม่สม่ำเสมอไปตามพื้นผิวที่แผ่รังสีของหัววัดได้ (เช่น เพื่อกำจัดการเสียรูปของหัววัดที่ตั้งฉากกับทิศทางของแรง) ซึ่งจะช่วยให้ได้รับรังสีอัลตราโซนิกเท่ากันตลอดพื้นผิวที่แผ่รังสีทั้งหมด
เครื่องต้นแบบช่วยให้เราสามารถกำจัดข้อเสียของระบบออสซิลเลเตอร์ที่รู้จักได้บางส่วน แต่มีข้อเสียที่สำคัญทั่วไปดังต่อไปนี้
1. ระบบออสซิลลาทอรีอัลตราโซนิกที่รู้จัก ซึ่งประกอบด้วยทรานสดิวเซอร์อัลตราโซนิกและหัวรวมศูนย์ เป็นระบบเรโซแนนซ์ เมื่อความถี่เรโซแนนซ์ของคอนเวอร์เตอร์และหัวรวมศูนย์ตรงกัน แอมพลิจูดสูงสุดของการสั่นสะเทือนอัลตราโซนิกของเครื่องมือทำงานจะได้รับการรับรองและตามด้วยพลังงานที่ป้อนเข้าสูงสุดในสื่อที่ประมวลผล เมื่อใช้กระบวนการทางเทคโนโลยีเครื่องมือการทำงานและส่วนหนึ่งของหัวจะถูกจุ่มลงในสื่อเทคโนโลยีต่าง ๆ หรืออยู่ภายใต้แรงกดดันคงที่บนพื้นผิวที่แผ่รังสี อิทธิพลของสื่อเทคโนโลยีต่างๆ หรือแรงกดดันภายนอกนั้นเทียบเท่ากับการปรากฏตัวของมวลที่เกาะติดเพิ่มเติมกับพื้นผิวการแผ่รังสีของหัววัด และนำไปสู่การเปลี่ยนแปลงความถี่เรโซแนนซ์ตามธรรมชาติของหัววัดและระบบออสซิลเลเตอร์ทั้งหมดโดยรวม ในกรณีนี้การจับคู่ความถี่ที่เหมาะสมที่สุดของคอนเวอร์เตอร์และหัววัดจะถูกละเมิด ความไม่ตรงกันระหว่างทรานสดิวเซอร์อัลตราโซนิกและหัวทำให้ความกว้างของการสั่นสะเทือนของพื้นผิวเปล่งแสง (เครื่องมือทำงาน) ลดลงและพลังงานที่ป้อนเข้าสู่ตัวกลางลดลง
เพื่อขจัดข้อเสียเปรียบนี้ เมื่อออกแบบและผลิตระบบออสซิลเลเตอร์ ความไม่ตรงกันเบื้องต้นระหว่างคอนเวอร์เตอร์และหัวรวมศูนย์จะดำเนินการที่ความถี่เรโซแนนซ์ เพื่อว่าเมื่อโหลดปรากฏขึ้นและความถี่ธรรมชาติของหัวรวมศูนย์ลดลง มันจะสอดคล้องกับความถี่ธรรมชาติของ ตัวแปลงและรับประกันการป้อนพลังงานสูงสุด สิ่งนี้จำกัดขอบเขตการใช้งานของระบบสั่นอัลตราโซนิคดังกล่าวอย่างมีนัยสำคัญและไม่เพียงพอ เนื่องจากในกระบวนการทางเทคโนโลยีที่นำไปใช้ส่วนใหญ่มีการเปลี่ยนแปลงในมูลค่าของมวลที่เพิ่ม (ตัวอย่างเช่น การเปลี่ยนจากตัวกลางที่เป็นน้ำหรือน้ำมันไปเป็นอิมัลชัน การเกิดขึ้นและการพัฒนากระบวนการคาวิเทชั่นที่นำไปสู่การก่อตัวของเมฆของฟองก๊าซไอและลดมวลที่เพิ่มในตัวกลางของเหลวใด ๆ) ในระหว่างการดำเนินการตามกระบวนการเองซึ่งนำไปสู่การลดลงของประสิทธิภาพของอินพุตอัลตราโซนิก การสั่นสะเทือน
2. ปัญหาของการจับคู่ที่เหมาะสมที่สุดของตัวแปลงและหัวรวมความถี่นั้นรุนแรงขึ้นเนื่องจากความจำเป็นในการจับคู่อิมพีแดนซ์คลื่นของตัวกลางที่กระจายตัวของของเหลวและของเหลวกับวัสดุเพียโซเซรามิกที่เป็นของแข็งของตัวแปลง เพื่อการจับคู่ที่เหมาะสมที่สุด อัตราขยายของฮับควรเป็น 10-15 ปัจจัยการขยายเสียงที่สูงดังกล่าวสามารถหาได้จากเครื่องรวมศูนย์แบบสเต็ปเท่านั้น แต่ด้วยปัจจัยการขยายสัญญาณดังกล่าว ปัจจัยการขยายดังกล่าวจะทำให้การพึ่งพาความถี่เรโซแนนซ์ตามธรรมชาติกับโหลดรุนแรงขึ้น และต้องการภาคตัดขวางเอาต์พุตขนาดเล็กที่ความยาวที่สำคัญ (สอดคล้องกับหนึ่งในสี่ของความยาวคลื่นของ การสั่นสะเทือนอัลตราโซนิกในวัสดุหัวรวมศูนย์) ซึ่งนำไปสู่การลดพื้นผิวที่แผ่รังสี การสูญเสียเสถียรภาพแบบไดนามิก และลักษณะของการสั่นสะเทือนที่โค้งงอ ด้วยเหตุนี้ ระบบออสซิลโลสโคปที่ใช้ในทางปฏิบัติจึงมีค่าเกนไม่เกิน 3...5 ซึ่งทำให้ระบบนี้ไม่เหมาะสำหรับการให้เอฟเฟกต์อัลตราโซนิคความเข้มสูงบนสื่อเทคโนโลยีต่างๆ
นอกเหนือจากข้อเสียเปรียบหลักเนื่องจากรูปแบบการออกแบบที่ใช้สำหรับการสร้างระบบออสซิลเลชั่นแล้ว ต้นแบบยังมีข้อเสียหลายประการเนื่องจากคุณสมบัติทางเทคโนโลยีและการปฏิบัติงานของการผลิตและการใช้งาน
1. ระบบสั่นอัลตราโซนิกที่มีทรานสดิวเซอร์เพียโซอิเล็กทริกตั้งแต่สองตัวขึ้นไป (เส้นผ่านศูนย์กลางสูงสุด 40...50 มม.) สามารถมีความยาวพื้นผิวที่แผ่รังสีได้มากกว่า 200...250 มม. และมีความกว้างมากกว่า 5 มม. ในกรณีนี้ ความถี่เรโซแนนซ์ตามธรรมชาติของทรานสดิวเซอร์เพียโซอิเล็กทริกจะแตกต่างกัน ซึ่งเกิดจากความแตกต่างในพารามิเตอร์ทางไฟฟ้าและเรขาคณิตขององค์ประกอบเพียโซอิเล็กทริก แผ่นลดความถี่ ความแตกต่างของแรงอัดเมื่อประกอบทรานสดิวเซอร์ ฯลฯ ซึ่งเป็นที่ยอมรับ ตามเอกสารด้านกฎระเบียบและการออกแบบ ในกรณีนี้ การกระตุ้นการสั่นสะเทือนทางกลของหัวเรโซแนนซ์จะดำเนินการโดยตัวแปลงที่มีความถี่การทำงานที่แตกต่างกัน ซึ่งบางส่วนไม่ตรงกับความถี่เรโซแนนซ์ของหัว เป็นเรื่องยากโดยเฉพาะอย่างยิ่งในการจับคู่ในระบบออสซิลเลเตอร์กับตัวแปลงหลายตัวที่มีความถี่ต่างกันและมีหัวแบบสเต็ปซึ่งมีอัตราขยายสูงสุด เนื่องจากสิ่งนี้จะลดประสิทธิภาพของอิทธิพลของอัลตราโซนิก แม้ว่าจะเปรียบเทียบกับระบบออสซิลลาทอรีที่มีขนาดเท่ากัน แต่มีทรานสดิวเซอร์ตัวเดียวก็ตาม
2. ความเป็นไปไม่ได้ที่จะสร้างพื้นผิวการแผ่รังสีที่ซับซ้อน (ตัวอย่างเช่นสำหรับการก่อตัวของรอยเชื่อมสองอันพร้อมกันและการตัดวัสดุระหว่างกัน) เนื่องจากในกรณีนี้แต่ละมิติตามยาวจะกำหนดความถี่เรโซแนนซ์ของหัวเชื่อมซึ่งไม่ได้ สอดคล้องกับความถี่เรโซแนนซ์ของคอนเวอร์เตอร์ (ดำเนินการเพียงครั้งเดียวเท่านั้นอย่างมีประสิทธิภาพ - สร้างตะเข็บหรือตัดวัสดุ)
3. ความเป็นไปไม่ได้ที่จะสร้างระบบสั่นอัลตราโซนิกด้วยแบนด์วิธที่ขยายเมื่อเปรียบเทียบกับระบบเรโซแนนซ์
4. ระบบออสซิลลาทอรีสองครึ่งคลื่นที่มีความถี่ในการทำงาน 22 kHz มีขนาดตามยาวอย่างน้อย 250 มม. และที่ความยาวพื้นผิวแผ่รังสี 350 มม. จะหนักอย่างน้อย 10 กก. ในกรณีนี้ ระบบออสซิลเลเตอร์จะติดตั้งในบริเวณที่มีการสั่นสะเทือนน้อยที่สุด: ไม่ว่าจะอยู่ที่กึ่งกลางของคอนเวอร์เตอร์หรือที่กึ่งกลางของหัวรวมศูนย์ การยึดดังกล่าวทำให้มีความเสถียรทางกลต่ำและเป็นไปไม่ได้ที่จะรับประกันความแม่นยำของการกระแทก เป็นไปไม่ได้ที่จะรับประกันการยึดที่จุดศูนย์กลางมวลอย่างเหมาะสมที่สุด เนื่องจากการสั่นสะเทือนทางกลที่มีแอมพลิจูดสูง และการหน่วงของระบบสั่นอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้
ข้อบกพร่องที่ระบุของต้นแบบทำให้เกิดประสิทธิภาพไม่เพียงพอ และจำกัดฟังก์ชันการทำงาน ซึ่งทำให้ไม่เหมาะสมสำหรับใช้ในการผลิตอัตโนมัติที่มีประสิทธิภาพสูง
โซลูชันทางเทคนิคที่นำเสนอมีจุดมุ่งหมายเพื่อขจัดข้อบกพร่องของระบบออสซิลเลเตอร์ที่มีอยู่ และสร้างระบบออสซิลลาทอรีใหม่ที่สามารถปล่อยการสั่นสะเทือนอัลตราโซนิคด้วยการกระจายแอมพลิจูดที่สม่ำเสมอไปตามพื้นผิวที่แผ่รังสีของหัววัด (เครื่องมือทำงาน) โดยมีประสิทธิภาพสูงสุดภายใต้โหลดที่เป็นไปได้ทั้งหมด และการเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติของสื่อที่ผ่านการประมวลผลและพารามิเตอร์ของระบบออสซิลเลเตอร์ กล่าวคือ ในท้ายที่สุด เพื่อให้แน่ใจว่าจะเพิ่มผลผลิตของกระบวนการที่เกี่ยวข้องกับการสัมผัสด้วยคลื่นอัลตราโซนิกในขณะเดียวกันก็ลดการใช้พลังงานไปพร้อมๆ กัน
สาระสำคัญของการแก้ปัญหาทางเทคนิคที่เสนอคือ ระบบสั่นอัลตราโซนิกที่ประกอบด้วยองค์ประกอบเพียโซอิเล็กทริกและหัวทำมาจากการวางขนานกันบนพื้นผิวหัวเป่า ทำให้เกิดการสั่นสะเทือนแบบอัลตราโซนิกและแพ็คเกจที่เชื่อมต่อทางเสียงขององค์ประกอบเพียโซอิเล็กทริกจำนวนคู่ที่ติดตั้งเป็นอนุกรม แผ่นสะท้อนแสงจะอยู่บนแพ็คเกจของส่วนประกอบเพียโซอิเล็กทริก ซึ่งเชื่อมต่อทางเสียงกับส่วนประกอบเพียโซอิเล็กทริก พื้นผิวที่อยู่ตรงข้ามกับพื้นผิวที่สัมผัสกับเพียโซเอลิเมนต์นั้นถูกทำให้เรียบหรือมีเส้นผ่านศูนย์กลางแบบแปรผันได้ และเลือกขนาดและจำนวนขั้นตามเงื่อนไขของการได้รับแบนด์วิธที่กำหนด หัววัดมีชุดยึดและปิดท้ายด้วยพื้นผิวที่ปล่อยการสั่นสะเทือนแบบอัลตราโซนิกด้วยเครื่องมือที่ใช้งานได้ พื้นผิวการขึ้นรูปและการแผ่รังสีของหัววัดมีส่วนตัดขวางเป็นรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้าที่มีความยาวเท่ากัน และอัตราส่วนของขนาดตามขวางจะถูกเลือกจากเงื่อนไขในการรับรองว่าหัววัดจะได้รับอัตราขยายที่กำหนด ความยาวรวมของแผ่นสะท้อนแสง แพ็คเกจขององค์ประกอบเพียโซอิเล็กทริก และส่วนของหัวรวมศูนย์ไปยังจุดเชื่อมต่อมีค่าเท่ากับหนึ่งในหกของความยาวคลื่นของการสั่นแบบอัลตราโซนิกในวัสดุหัวรวมศูนย์ ขนาดของส่วนของหัวที่ดำเนินการเปลี่ยนผ่านอย่างราบรื่นและส่วนที่มีขนาดตามขวางที่สอดคล้องกับพื้นผิวที่แผ่รังสีจะเท่ากับหนึ่งในหกของความยาวคลื่นของการสั่นสะเทือนอัลตราโซนิกในวัสดุของหัวและ การเปลี่ยนแปลงที่ราบรื่นนั้นเกิดขึ้นเป็นรัศมี และเลือกขนาดจากเงื่อนไข:
การวิเคราะห์แผนการออกแบบที่เป็นไปได้สำหรับการสร้างระบบออสซิลลาทอรีทำให้สามารถพิสูจน์ได้ว่าข้อจำกัดพื้นฐานส่วนใหญ่ที่มีอยู่ในการออกแบบระบบออสซิลลาทอรีแบบสองครึ่งคลื่นนั้นสามารถกำจัดออกได้โดยการใช้ระบบออสซิลลาทอรีที่รวมกันเป็นครึ่งคลื่น การออกแบบคลื่น ทรานสดิวเซอร์เพียโซอิเล็กทริกและหัวรวมศูนย์ที่มีอัตราขยายสูงและเครื่องมือทำงานทุกขนาด
ระบบออสซิลลาทอรีที่สร้างขึ้นตามการออกแบบแบบครึ่งคลื่น เป็นระบบออสซิลลาทอรีแบบเรโซแนนซ์เดี่ยว และการเปลี่ยนแปลงพารามิเตอร์ทั้งหมดจะทำให้ไม่ตรงกับเครื่องกำเนิดไฟฟ้าอิเล็กทรอนิกส์เท่านั้น การขาดการออกแบบในทางปฏิบัติของระบบออสซิลเลเตอร์ดังกล่าวนั้นเกิดจากการเป็นไปไม่ได้ของการใช้งานโดยอาศัยตัวแปลงสนามแม่เหล็กที่ใช้จนกระทั่งเมื่อเร็ว ๆ นี้ และความซับซ้อนของการใช้งานจริงตามองค์ประกอบ piezoceramic ที่ทันสมัย เนื่องจากความจำเป็นในการวางตำแหน่งในความเค้นเชิงกลสูงสุด เช่น รวมทั้งเนื่องจากขาดเครื่องกำเนิดไฟฟ้าอิเล็กทรอนิกส์ที่สามารถให้สภาวะกำลังไฟฟ้าที่เหมาะสมที่สุดสำหรับระบบออสซิลเลเตอร์ดังกล่าว โดยมีการเปลี่ยนแปลงความถี่เรโซแนนซ์ที่เป็นไปได้ทั้งหมด (สูงถึง 3...5 kHz)
วิธีแก้ปัญหาทางเทคนิคที่นำเสนอจะแสดงไว้ในรูปที่ 1 ซึ่งแสดงแผนผังระบบออสซิลเลเตอร์อัลตราโซนิกที่มีองค์ประกอบเพียโซอิเล็กทริก 1 แผ่นเรโซแนนซ์สะท้อนแสง 2 และหัวรวม 3 โครงสร้าง ระบบออสซิลเลเตอร์ทำจากหัว 3 ซึ่งขนานกับการสั่นสะเทือนอัลตราโซนิก - สร้างพื้นผิว 4 และเชื่อมต่อทางเสียงกับแพ็คเกจขององค์ประกอบเพียโซอิเล็กทริก 1 จำนวนคู่ที่ติดตั้งเป็นอนุกรม (รูปที่ 1 แสดงระบบออสซิลเลเตอร์ที่มีองค์ประกอบเพียโซอิเล็กทริกสองแพ็คเกจ) ในแต่ละแพ็คเกจประกอบด้วย piezoelements จำนวนคู่ (โดยปกติคือสองหรือสี่) มีแผ่นสะท้อนแสง 2 ที่เกี่ยวข้องกับเสียงพื้นผิวตรงข้ามที่สัมผัสกับ piezoelements ถูกสร้างขึ้นแบบแบน 5 หรือตัวแปรแบบขั้นตอนตามความยาว 6 และเลือกขนาดและจำนวนขั้นตอนที่ 7 จากเงื่อนไขในการรับแบนด์วิธที่กำหนด หัว 3 มีชุดยึด 8 และสิ้นสุดด้วยพื้นผิว 9 ปล่อยการสั่นสะเทือนอัลตราโซนิกด้วยเครื่องมือทำงาน 10 พื้นผิวการขึ้นรูป 4 และเปล่ง 9 ของหัวมีรูปทรงสี่เหลี่ยมที่มีความยาวเท่ากัน L และอัตราส่วนของขนาดตามขวาง D 1 , D 2 ถูกเลือกจากเงื่อนไขเพื่อให้แน่ใจว่าได้รับอัตราขยายของหัวรวมศูนย์ ความยาวรวมของแผ่นสะท้อนแสง 2 แพ็คเกจขององค์ประกอบเพียโซอิเล็กทริก 1 และส่วนของหัวรวมศูนย์ไปยังจุดเชื่อมต่อเท่ากับหนึ่งในหกของความยาวคลื่นของการสั่นแบบอัลตราโซนิกในวัสดุหัวรวมศูนย์ ขนาดของส่วนของหัวที่ทำให้เกิดการเปลี่ยนผ่านอย่างราบรื่น และส่วนที่มีขนาดตามขวางที่สอดคล้องกับพื้นผิวที่แผ่รังสี สอดคล้องกับหนึ่งในหกของความยาวคลื่นของการสั่นแบบอัลตราโซนิกในวัสดุของหัวและ การเปลี่ยนแปลงที่ราบรื่นนั้นเกิดขึ้น รัศมี และเลือกขนาดจากเงื่อนไข:
โดยที่ L z คือความยาวของการเปลี่ยนแปลงที่ราบรื่น D 1, D 2 - ขนาดตามขวางของพื้นผิวการขึ้นรูปและการเปล่งแสงของหัว
ระบบสั่นอัลตราโซนิกทำงานดังนี้
เมื่อจ่ายแรงดันไฟฟ้าจากเครื่องกำเนิดการสั่นสะเทือนทางไฟฟ้าของความถี่อัลตราโซนิก (ไม่แสดงในรูปที่ 1) ซึ่งสอดคล้องกับความถี่ธรรมชาติของระบบออสซิลเลเตอร์ไปยังอิเล็กโทรดขององค์ประกอบเพียโซอิเล็กทริก 1 พลังงานของการสั่นสะเทือนทางไฟฟ้าคือ แปลงเป็นการสั่นสะเทือนทางกลล้ำเสียงเนื่องจากเอฟเฟกต์เพียโซอิเล็กทริก การสั่นสะเทือนเหล่านี้แพร่กระจายไปในทิศทางตรงกันข้าม และสะท้อนจากพื้นผิวขอบเขตของแผ่นสะท้อนแสงและหัวรวมศูนย์ (เครื่องมือทำงาน) เนื่องจากความยาวทั้งหมดของระบบออสซิลโลสโคปสอดคล้องกับขนาดเรโซแนนซ์ (ครึ่งหนึ่งของความยาวคลื่นของการสั่นแบบอัลตราโซนิก) การสั่นสะเทือนทางกลจึงถูกปล่อยออกมาที่ความถี่เรโซแนนซ์ตามธรรมชาติของระบบออสซิลลาทอรี การมีหัววัดแนวรัศมีแบบขั้นทำให้สามารถเพิ่มความกว้างของการสั่นสะเทือนของพื้นผิวที่แผ่รังสีได้ เมื่อเปรียบเทียบกับความกว้างของการสั่นสะเทือนบนพื้นผิวด้านตรงข้ามของแผ่นสะท้อนแสงเมื่อสัมผัสกับองค์ประกอบเพียโซอิเล็กทริก ขนาดของแอมพลิจูดการสั่นบนพื้นผิวที่แผ่รังสีขึ้นอยู่กับอัตราขยายของหัววัด ซึ่งกำหนดเป็นกำลังสองของอัตราส่วนของพื้นที่ของพื้นผิวที่ขึ้นรูปและแผ่รังสีของหัววัด ซึ่งมีหน้าตัดเป็นรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้าที่มีความยาวเท่ากัน
ชุดติดตั้ง 8 ของหัวเซนเซอร์ 3 (รูปที่ 1) ตั้งอยู่ในพื้นที่ใกล้กับหน่วยที่มีการสั่นสะเทือนทางกลอัลตราโซนิกน้อยที่สุด ซึ่งช่วยให้มั่นใจว่าระบบสั่นอัลตราโซนิกจะหน่วงน้อยที่สุด กล่าวคือ ความกว้างสูงสุดของการแกว่งของพื้นผิวที่แผ่รังสีและการไม่มีการสั่นที่จุดยึดของระบบการแกว่งในสายเทคโนโลยี
เนื่องจากความจริงที่ว่าการได้รับความสัมพันธ์เชิงวิเคราะห์ของมิติทางเรขาคณิตสำหรับการคำนวณเชิงปฏิบัติในการออกแบบระบบออสซิลโลสโคปนั้นเป็นเรื่องยากเนื่องจากขาดข้อมูลที่แม่นยำจำนวนหนึ่งเกี่ยวกับการแพร่กระจายของการสั่นสะเทือนแบบอัลตราโซนิกในตัวของหน้าตัดตัวแปรที่ทำจากวัสดุที่แตกต่างกันสลับกัน เมื่อเลือกพารามิเตอร์ของระบบออสซิลโลสโคปจะใช้ผลลัพธ์ของการสร้างแบบจำลองเชิงตัวเลขร่วมกับการพึ่งพากราฟิกของการวิจัยเชิงปฏิบัติของระบบออสซิลโลสโคปที่มีอัตราส่วนที่แตกต่างกันของขนาดตามขวางของพื้นผิวการขึ้นรูปและการแผ่รังสีของหัว D 1, D 2 และ ส่วนต่างๆ ของระบบออสซิลลาทอรีที่มีความยาวต่างกัน การศึกษาเชิงทดลองทำให้สามารถพิสูจน์ได้ว่าค่าสัมประสิทธิ์การแปลงระบบเครื่องกลไฟฟ้าสูงสุดนั้นมั่นใจได้ภายใต้เงื่อนไขว่าองค์ประกอบเพียโซอิเล็กทริกถูกแทนที่จากพื้นที่ที่มีการสั่นสะเทือนขั้นต่ำ (ความเค้นเชิงกลสูงสุด) ในลักษณะที่ความยาวรวมของแผ่นสะท้อนแสง แพ็คเกจของเพียโซอิลิเมนต์และส่วนหัวรวมศูนย์ไปยังจุดเชื่อมต่อจะเท่ากับหนึ่งในหกของความยาวคลื่นของการสั่นแบบอัลตราโซนิกในวัสดุหัวรวมศูนย์ การเลือกขนาดของส่วนของหัวรวมศูนย์ซึ่งมีการเปลี่ยนผ่านอย่างราบรื่นเท่ากับหนึ่งในหกของความยาวคลื่นของการสั่นสะเทือนแบบอัลตราโซนิคในวัสดุหัววัดและรูปร่างตามสูตรที่กำหนดจะให้ค่าสัมประสิทธิ์การรับที่จำเป็นและความเค้นเชิงกลขั้นต่ำ ที่ขอบเขตการเปลี่ยนผ่านระหว่างส่วนการเปลี่ยนผ่านแบบเรียบและส่วนที่มีขนาดตามขวางของพื้นผิวการแผ่รังสีที่สอดคล้องกัน ผลการศึกษาทดลองของระบบออสซิลเลเตอร์ที่มีอัตราส่วนต่าง ๆ ของขนาดตามขวางของพื้นผิวการขึ้นรูปและการแผ่รังสีของหัวรวม D 1, D 2 แสดงในรูปที่ 2 a, 6, c ซึ่งแสดงกราฟของการพึ่งพาของหลัก พารามิเตอร์ของระบบออสซิลเลเตอร์: การเปลี่ยนแปลงความถี่เรโซแนนซ์ธรรมชาติ f(a) การขยายสัมประสิทธิ์ M p (b) และความเค้นเชิงกลสูงสุด (c) จากรัศมีของการเปลี่ยนแปลงที่ราบรื่น จากการพึ่งพาที่ได้รับพบว่าสำหรับอัตราส่วนใด ๆ ของขนาดตามขวางของพื้นผิวการขึ้นรูปและการแผ่รังสีของหัวรวม D 1, D 2 ผลกระทบน้อยที่สุดต่อความถี่เรโซแนนซ์ตามธรรมชาติจะเกิดขึ้นที่
ในกรณีนี้ อัตราขยายจะเข้าใกล้ค่าสูงสุดที่เป็นไปได้ และช่วยลดความเค้นเชิงกลในพื้นที่ที่วางชิ้นส่วนเพียโซอิลิเมนต์ลงได้อย่างมาก
การศึกษาเชิงทดลองทำให้สามารถยืนยันความถูกต้องของผลลัพธ์ที่ได้รับและพัฒนาการออกแบบระบบออสซิลเลเตอร์ในทางปฏิบัติด้วยอัตราส่วนที่แตกต่างกันของขนาดตามขวางของพื้นผิวการขึ้นรูปและการแผ่รังสีของหัวรวม D 1, D 2
ดังนั้น ในระบบออสซิลเลเตอร์ที่มีขนาดตามขวางของพื้นผิวเปล่งแสงเท่ากับ D 2 = 10 มม. และด้วยขนาดตามขวางของพื้นผิวที่สร้างการสั่นสะเทือน D 1 เท่ากับ 38 มม. (เช่น เมื่อใช้องค์ประกอบเพียโซอิลิเมนต์วงแหวนที่ใช้กันอย่างแพร่หลายที่สุดกับ เส้นผ่านศูนย์กลางภายนอก 38 มม.) ระบบออสซิลเลเตอร์ที่พัฒนาขึ้นจะรับประกันการขยายการสั่นสะเทือนอัลตราโซนิกที่สร้างโดยองค์ประกอบเพียโซอิเล็กทริกอย่างน้อย 11 เท่า (ดูรูปที่ 2)
ได้รับผลลัพธ์ที่คล้ายกันสำหรับค่าอื่นของ D2
ดังนั้น เมื่อใช้วงแหวนเพียโซอิลิเมนต์ที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางภายนอก 50 มม. ในระบบออสซิลเลเตอร์ที่เสนอและให้ค่าเกนเพิ่มขึ้น 10...15 ขนาดตามขวางของพื้นผิวที่แผ่รังสีของหัววัด D 2 จะสามารถเท่ากับ 16 มม.
เพื่อให้ได้กำไรเท่ากับ 10...15 ในระบบออสซิลเลเตอร์ที่สร้างขึ้นด้วยขนาด D 2 = 20 มม. D 1 จะเท่ากับ 70 มม. เท่านั้น ซึ่งง่ายต่อการนำไปใช้ในทางปฏิบัติ (องค์ประกอบเพียโซเอลิเมนต์ที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 70 มม. เป็นการผลิตจำนวนมาก)
ดังนั้น หากแอมพลิจูดของการสั่นของแพ็คเกจขององค์ประกอบเพียโซอิเล็กทริกสองตัวเท่ากับ 5 μm (แรงดันจ่ายไม่เกิน 500...700 V) แอมพลิจูดของการสั่นของพื้นผิวที่แผ่รังสีของระบบออสซิลเลเตอร์จะเป็น 50...75 μm ซึ่งเพียงพอที่จะตระหนักถึงโหมดที่มีประสิทธิภาพสูงสุดของการเกิดโพรงอากาศที่พัฒนาแล้ว เมื่อประมวลผลของเหลวและตัวกลางที่กระจายตัวของของเหลว การเชื่อมวัสดุโพลีเมอร์ และการประมวลผลมิติของวัสดุแข็ง
ระบบออสซิลเลเตอร์อัลตราโซนิกที่พัฒนาขึ้นนั้นให้ค่าสัมประสิทธิ์ประสิทธิภาพ (สัมประสิทธิ์การแปลงด้วยไฟฟ้า) อย่างน้อย 75% (เมื่อปล่อยลงน้ำ)
การทำแผ่นสะท้อนแสงโดยเปลี่ยนขนาดตามยาวแบบเป็นขั้นตอน (เช่น ทำให้พื้นผิวด้านตรงข้ามสัมผัสกับเส้นผ่านศูนย์กลางแปรผันแบบขั้นตอนแบบเพียโซอิลิเมนต์) ทำให้สามารถสร้างขนาดเรโซแนนซ์ที่แตกต่างกันได้หลายขนาดตามความยาวของระบบออสซิลลาทอรี มิติเรโซแนนซ์แต่ละมิติสอดคล้องกับความถี่เรโซแนนซ์ของการสั่นสะเทือนทางกลของตัวเอง การเลือกจำนวนและขนาดของขั้นตอนทำให้สามารถรับแบนด์วิธที่ต้องการได้ (เช่น เพื่อให้มั่นใจว่าระบบออสซิลเลเตอร์ทำงานในช่วงความถี่ที่กำหนดโดยขนาดตามยาวสูงสุดและต่ำสุดของแผ่นสะท้อนแสง)
ผลลัพธ์ทางเทคนิคของการประดิษฐ์แสดงออกมาในการเพิ่มประสิทธิภาพของระบบสั่นอัลตราโซนิค (เพิ่มความกว้างของการสั่นสะเทือนที่นำเข้าสู่สื่อต่างๆ) โดยรับประกันการประสานงานที่เหมาะสมที่สุดกับสื่อและเครื่องกำเนิดไฟฟ้าอิเล็กทรอนิกส์ ขนาดโดยรวมตามยาวของระบบออสซิลเลเตอร์ลดลง 2 เท่า และน้ำหนักลดลง 4 เท่าเมื่อเทียบกับรุ่นต้นแบบ
ระบบสั่นอัลตราโซนิกได้รับการพัฒนาในห้องปฏิบัติการของกระบวนการและอุปกรณ์เกี่ยวกับเสียงของสถาบันเทคโนโลยี Biysk ของมหาวิทยาลัยเทคนิคแห่งรัฐอัลไต โดยผ่านการทดสอบในห้องปฏิบัติการและทางเทคนิค และนำไปใช้จริงโดยเป็นส่วนหนึ่งของการติดตั้งเพื่อสร้างตะเข็บตามยาวยาว 360 มม. เมื่อปิดผนึกถุง สำหรับบรรจุสินค้าจำนวนมาก
มีการวางแผนการผลิตระบบออสซิลเลเตอร์ที่สร้างขึ้นแบบอนุกรมในปี 2548
แหล่งข้อมูล
1. สิทธิบัตรสหรัฐอเมริกา เลขที่ 3113225, 1963
2. สิทธิบัตรสหรัฐอเมริกาหมายเลข 4607185, 1986
3. สิทธิบัตรสหรัฐอเมริกาหมายเลข 4651043, 1987
4. สิทธิบัตรสหรัฐอเมริกาหมายเลข 4363992 (ต้นแบบ), 1982
5. เทคโนโลยีอัลตราซาวนด์ เอ็ด ปริญญาตรี อกรานาตา. - อ.: โลหะวิทยา, 2517.
6. Khmelev V.N. , Popova O.V. อุปกรณ์อัลตราโซนิกอเนกประสงค์และการใช้งานในอุตสาหกรรมขนาดเล็ก การเกษตร และครัวเรือน Barnaul, สำนักพิมพ์ AltGTU, 1997, 160 น.
เรียกร้อง
ระบบออสซิลเลเตอร์อัลตราโซนิกที่ประกอบด้วยองค์ประกอบเพียโซอิเล็กทริกและหัวทำให้มีลักษณะเฉพาะคือทำจากการวางขนานบนพื้นผิวของหัวทำให้เกิดการสั่นสะเทือนแบบอัลตราโซนิคและเชื่อมต่อทางเสียงกับแพ็คเกจขององค์ประกอบเพียโซอิเล็กทริกที่ติดตั้งตามลำดับจำนวนคู่ซึ่งมีแผ่นสะท้อนแสงอยู่ ตั้งอยู่ทางเสียงที่เชื่อมต่อกับพวกเขาตรงข้ามกับส่วนที่สัมผัสกับองค์ประกอบเพียโซอิเล็กทริกซึ่งมีพื้นผิวแบนหรือมีเส้นผ่านศูนย์กลางแปรผันและเลือกขนาดและจำนวนขั้นตอนจากเงื่อนไขในการรับแบนด์วิธที่กำหนดหัวมีชุดยึด และจบลงด้วยการสั่นสะเทือนอัลตราโซนิกที่พื้นผิวด้วยเครื่องมือทำงาน พื้นผิวการขึ้นรูปและการเปล่งแสงของหัวมีส่วนตัดขวางเป็นรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้าที่มีความยาวเท่ากันและอัตราส่วนของขนาดตามขวางจะถูกเลือกจากเงื่อนไขเพื่อให้แน่ใจว่าได้รับกำไรที่ได้รับจาก หัวรวมศูนย์, ความยาวรวมของแผ่นสะท้อนแสง, แพ็คเกจของเพียโซเอลิเมนต์และส่วนของหัวรวมศูนย์ไปยังจุดเชื่อมต่อเท่ากับหนึ่งในหกของความยาวคลื่นของการสั่นแบบอัลตราโซนิกในวัสดุของหัววัด, ขนาดของส่วนหัววัด ซึ่งการเปลี่ยนแปลงที่ราบรื่นเกิดขึ้น และส่วนที่มีขนาดตามขวางซึ่งสอดคล้องกับพื้นผิวเปล่งแสงนั้นสอดคล้องกับความยาวคลื่นที่หกของการสั่นสะเทือนอัลตราโซนิกในวัสดุหัวรวมศูนย์ และการเปลี่ยนที่ราบรื่นนั้นเกิดขึ้นเป็นรัศมี และมิติของมันจะถูกเลือกจาก เงื่อนไข
โดยที่ L z คือความยาวของการเปลี่ยนแปลงที่ราบรื่น
D1, D2 - ขนาดตามขวางของพื้นผิวการขึ้นรูปและการเปล่งแสงของหัววัด
ในการส่งการสั่นสะเทือนอัลตราโซนิกจากทรานสดิวเซอร์ไปยังเครื่องมือทำงานหรือไปยังสภาพแวดล้อมการทำงาน การติดตั้งอัลตราโซนิกจะใช้หัววัดและท่อนำคลื่น หลังมีพื้นที่หน้าตัดคงที่และมีรูปร่างทรงกระบอก
ท่อนำคลื่นจะใช้เมื่อไม่จำเป็นต้องขยายแอมพลิจูดการแกว่งของคอนเวอร์เตอร์ ฮับเป็นตัวแปลงความเร็ว พวกมันมีพื้นที่หน้าตัดแปรผัน ซึ่งมักมีรูปร่างเป็นทรงกระบอก ด้วยหน้าตัดนี้ พวกมันจึงแปลงการสั่นสะเทือนอัลตราโซนิกแอมพลิจูดต่ำที่ส่งโดยทรานสดิวเซอร์และมุ่งไปที่ปลายอินพุตให้เป็นการสั่นสะเทือนแอมพลิจูดสูงกว่าที่ปลายเอาท์พุต ส่วนหลังจะสื่อสารกับตัวเครื่อง (เครื่องมือ) ของการติดตั้งอัลตราโซนิก การขยายแอมพลิจูดเกิดขึ้นเนื่องจากความแตกต่างในพื้นที่ของปลายอินพุตและเอาต์พุตของหัว - พื้นที่ของปลายด้านแรก (อินพุต) ของหัวจะมากกว่าพื้นที่ของส่วนที่สองเสมอ
ท่อนำคลื่นและตัวรวมศูนย์จะต้องมีความสะท้อน นั่นคือ ความยาวของคลื่นจะต้องเป็นจำนวนเท่าของจำนวนเต็มของคลื่นครึ่งคลื่น (แล/2) ภายใต้เงื่อนไขนี้ โอกาสที่ดีที่สุดจะถูกสร้างขึ้นเพื่อจับคู่กับแหล่งพลังงาน ระบบออสซิลเลเตอร์โดยรวม และมวลที่ติดอยู่ (เครื่องมือทำงาน)
ข้าว. 14. หัววัดความยาวคลื่นครึ่งคลื่น
ในการติดตั้งเทคโนโลยีล้ำเสียงนั้นมีการใช้กันอย่างแพร่หลายมากที่สุดในการติดตั้งแบบเอ็กซ์โปเนนเชียล (รูปที่ 14, a) ทรงกรวย (รูปที่ 14, b) และรูปทรงขั้นบันได ส่วนหลังจะดำเนินการโดยใช้หน้าแปลน (รูปที่ 14, c) หรือไม่มีหน้าแปลน (รูปที่ 14, d) นอกจากนี้ยังมีหัวคอนเดนเซอร์ทรงกรวยที่มีหน้าแปลน (เช่น ในคอนเวอร์เตอร์ประเภท PMS-15A-18) รวมถึงหัวคอนเดนเซอร์แบบรวม ซึ่งขั้นตอนมีรูปร่างที่แตกต่างกัน
คอนเดนเซอร์และท่อนำคลื่นสามารถเป็นส่วนสำคัญของระบบออสซิลลาทอรีหรือองค์ประกอบที่เปลี่ยนได้ ในกรณีแรก จะมีการบัดกรีเข้ากับตัวแปลงโดยตรง หัวต่อที่ถอดเปลี่ยนได้จะเชื่อมต่อกับระบบสั่น (เช่น กับหน้าแปลนอะแดปเตอร์) ผ่านทางเกลียว
สำหรับหัวรวมศูนย์ พื้นที่หน้าตัดจะเปลี่ยนไปตามรูปแบบที่กำหนด คุณลักษณะหลักของพวกเขาคืออัตราขยายทางทฤษฎี K ซึ่งแสดงให้เห็นว่าแอมพลิจูดของการออสซิลเลชันที่ปลายเอาต์พุตนั้นมากกว่าแอมพลิจูดที่ปลายอินพุตกี่ครั้ง สัมประสิทธิ์นี้ขึ้นอยู่กับอัตราส่วน N ของเส้นผ่านศูนย์กลางของปลายอินพุต D1 และเอาต์พุต D2 ของหัวรวมศูนย์: N=D1/D2
แอมพลิจูดที่เพิ่มขึ้นสูงสุดที่ค่า N เท่ากันนั้นได้มาจากหัวแบบสเต็ป เขามี K=N2 ข้อมูลนี้อธิบายถึงการใช้เครื่องรวมศูนย์แบบขั้นตอนอย่างแพร่หลายในการติดตั้งอัลตราโซนิกต่างๆ นอกจากนี้ หัววัดเหล่านี้ยังผลิตได้ง่ายกว่าหัวชนิดอื่นๆ ซึ่งบางครั้งเป็นเงื่อนไขที่สำคัญที่สุดสำหรับการใช้การประมวลผลอัลตราโซนิกให้ประสบความสำเร็จ การคำนวณหัวแบบสเต็ปนั้นง่ายกว่าหัวแบบอื่นมาก
ค่าของแอมพลิจูดเกนแฟกเตอร์ของหัวแบบสเต็ปจะคำนึงถึงการป้องกันความเป็นไปได้ของการสั่นสะเทือนด้านข้าง ซึ่งจะสังเกตได้ที่แฟกเตอร์เกนขนาดใหญ่ (K>8...10) รวมถึงข้อมูลความแข็งแกร่งด้วย ในทางปฏิบัติ การได้รับหัวแบบก้าวจะอยู่ที่สี่ถึงหก
ความยาวเรโซแนนซ์ของหัวสเต็ป lр ถูกกำหนดจากนิพจน์ lр=а/2=С/2f โดยที่ X คือความยาวคลื่นในแท่งที่มีหน้าตัดคงที่ cm; C - ความเร็วคลื่นตามยาว (สำหรับเหล็ก C = 5100 m/s) f - ความถี่เรโซแนนซ์ Hz
กำลังโหลด...