非標(biāo)定制超聲波加工設(shè)備超聲波換能器是將電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能超聲波的器件,其中可靠的是以壓電效應(yīng)實(shí)現(xiàn)電能與聲能相互轉(zhuǎn)換的器件,稱為壓電換能器。它由中央壓電陶瓷元件,前后金屬蓋板,預(yù)應(yīng)力螺桿,電極片以及絕緣管組成。這種夾心換能器螺栓緊固型換能器在負(fù)荷變化時(shí)產(chǎn)生穩(wěn)定的超聲波,是獲得功率超聲波驅(qū)動(dòng)源的基本主要的方法。根據(jù)不同的設(shè)計(jì),超聲波換能器它們的形式主要有柱型前后金屬蓋板直徑相同,倒喇叭型前蓋板直徑通過(guò)弧型過(guò)度縮小,柱型鋼后蓋,柱型中間有節(jié)等。
超聲變幅桿是超聲波振動(dòng)系統(tǒng)中一個(gè)重要的組成部分,它在振動(dòng)系統(tǒng)中的主要作用是把機(jī)械振動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)位移或速度放大,并將超聲能量集中在較小的面積上即聚能,因此也稱超聲變速桿或超聲聚能器。
超聲波變幅桿(超聲波變幅器)顧名思義就是配合超聲波換能器改變超聲波振動(dòng)幅度的功能組件。其主要作用是改變換能器的振幅(一般是增大)、提高振速比、提高效率,提高機(jī)械品質(zhì)因數(shù),加強(qiáng)耐熱性,擴(kuò)大適應(yīng)溫度范圍,延長(zhǎng)換能器的使用壽命。超聲波換能器通過(guò)安裝變幅桿(超聲波變幅器)調(diào)整了換能器與超聲波工具頭之間的負(fù)載匹配,減小了諧振阻抗,使其在諧振頻率工作提高了電聲轉(zhuǎn)換效率,有效降低了超聲波換能器的發(fā)熱量,提高使用壽命。
非標(biāo)定制超聲波加工設(shè)備二分之一波長(zhǎng)的縱振變幅桿有以下幾種設(shè)計(jì)方案:
傳統(tǒng)解析法
等效電路法
替代法(機(jī)械阻抗相等法)
傳輸矩陣法
有限元法(finite element)(我們用有限元分析軟件ansys)
其他方法:變幅桿設(shè)計(jì)方法還有傳輸線法、分段趨近法、 表觀彈性法等