Интенсификация процессов механической обработки использованием энергии ультразвукового поля. Киселев Е.С. - 25 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

УлГТУ | Ульяновск

Составители: 

Рубрика: 

Глава 1
–––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––
28
D
у
λ
α
2,1sin =
, (32)
где D – диаметр пьезопластины, м (см. рис. 12);
α
– половина угла расхождения
УЗ пучка, град.
С помощью пьезокерамических излучателей можно получить относи-
тельно небольшие интенсивности УЗК (обычно до 100 Вт/см
2
), так как ампли-
туды колебаний свыше 10 – 15 мкм ограничены механической и электрической
прочностью материала керамики. Наибольшая интенсивность для плоских из-
лучателей наблюдается у поверхности. По мере удаления от поверхности ин-
тенсивность быстро падает из-за поглощения.
Фокусирующие излучатели позволяют легко получать акустические поля
интенсивностью до нескольких кВт/см
2
. Фокусирование осуществляется или за
счет придания излучателю специальных форм (см. рис. 12), или с помощью
акустических линз и зеркал (рис. 13). Преимуществом фокусирующих излуча-
телей является и то, что при больших интенсивностях на поверхностях преоб-
разователя, работающих в жидкостях, не возникает кавитация, так как повы-
шенная интенсивность создается в фокальной области, вдали от излучающей
поверхности.
Фокусирующие излучатели применяют трех видов: сферические (рис. 14,
а), представляющие собой часть сферической поверхности; корытообразные
(рис. 14, б) или незамкнутые цилиндрические; трубчатые (рис. 14, в) или замк-
нутые цилиндрические. Первый вид позволяет получить большую концентра-
цию акустической энергии в небольшом объеме. Корытообразные излучатели
дают меньшее фокусирование энергии, но зона концентрации у них вытянута
по оси корыта. Это удобно для технологических процессов, построенных по
принципу непрерывного движения, когда обрабатываемая заготовка перемеща-
ется вдоль оси излучателя (например, при мойке). Трубчатые излучатели удоб-
ны, например, для бактерицидной обработки СОЖ, эмульгирования, гомогени-
зации и т. п.
Сферические и корытообразные излучатели из пьезокерамики работают
на толщинном резонансе [23]. В большинстве случаев можно считать, что дли-
на волны очень мала по сравнению с радиусом кривизны излучателя (
λ
y
<< r),
Рис. 13. Схемы фоку-
сирования ультразвука лин-
зами и зеркалами
Рис. 14. Керамические фо-
кусирующие излучатели: а – сфе-
рический; б – корытообразный; в –
трубчатый

Страницы