Интенсификация процессов механической обработки использованием энергии ультразвукового поля. Киселев Е.С. - 23 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

УлГТУ | Ульяновск

Составители: 

Рубрика: 

Глава 1
–––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––
26
Пьезокерамику можно подвергать механической обработке, придавая
любые формы и размеры. Преобразователь подвергается воздействию высокого
напряжения в течение 2 часов, после чего оно постепенно снижается. Пьезоке-
рамические преобразователи могут быть плоскими и фокусирующими (сфери-
ческими, цилиндрическими и др.). Для правильного выбора типа преобразова-
теля и определения основных электрических величин, обеспечивающих его ра-
боту, производят расчет параметров, собственной частоты и толщины пьезо-
элементов, напряжения, необходимого для возбуждения его на максимальную
мощность.
Плоские пьезокерамические излучатели представляют собой пластины
прямоугольной или круглой формы, изготовленные из пьезокерамического ма-
териала. Толщина пластины
l равна половине длины волны
λ
у
. В этом случае
пластина будет колебаться на основной частоте. Частота колебаний пластины
определяется из формулы
)2( lccf
y
r
=
=
λ
. Для расчета полуволновых излу-
чателей пользуются соотношением
d
k
f
r
= , (27)
где
d – толщина пьезопластины, мм; k – постоянная излучателя, кГц⋅мм.
Кроме полуволновых излучателей известны четвертьволновые и много-
слойные излучатели.
Четвертьволновой излучатель представляет собой систему, состоящую из
двух жестко соединенных пластин, одна из которых изготовлена из пьезокера-
мики и имеет толщину
)4(4
0
fcl
у
=
=
λ
, а вторая – из металла толщиной
)4(4
0111
fcl ==
λ
, где f
0
– собственная частота, Гц;
λ
1
и с
1
– соответственно
длина волны, м, и скорость распространения ультразвука, м/с, в используемом
металле.
Многослойный излучатель состоит из тонкой пьезокерамичесой пластин-
ки и двух металлических накладок. Собственная частота такого преобразовате-
ля зависит от размеров отдельных элементов многослойного излучателя и мо-
жет быть определена при одинаковой толщине накладок, изготовленных из од-
ного материала, из следующей зависимости [13]:
1
01110
2
tg
2
2
ctg
c
lf
cS
Scl
c
f
π
ρ
ρ
π
= , (28)
где
ρ
– плотность материала пластины, кг/м
3
; S – площадь поперечного сечения
пластины, перпендикулярного направлению излучения, м
2
; индекс 1 относится
к величинам, характеризующим накладки.
В последние годы широко используются в науке и технике составные па-
кетные излучатели, которые состоят из чередующихся в следующей последова-

Страницы