Ультразвуковий трансформатор швидкості

Ультразвуковий трансформатор швидкості, виконаний у вигляді стрижня змінного перерізу, який відрізняється тим, що діаметр його поперечного перерізу визначається за співвідношенням: Корисна модель відноситься до галузі ультразвукової техніки, де широко використовується енергія акустичних звукових та ультразвукових коливань і може бути використана в медичній діагностиці та в процесах ультразвукової дефектоскопії. Відомі та описані пристрої подібного призначення [1], в складі яких використовується ультразвуковий трансформатор швидкості (концентратор) експоненціальної форми [2]. Проте недоліком таких концентраторів є наявність низької інтенсивності акустичних коливань в зоні концентрації енергії. І як наслідок цього, такий ультразвуковий трансформатор швидкості характеризується низькою ефективністю роботи в режимі поздовжньокрутильних коливань, що визначається невеликою щільністю ультразвукової енергії у заданому перерізі. В якості прототипу прийнятий ультразвуковий трансформатор швидкості ступінчастої форми [3], що виконує роль накопичення акустичної енергії в місці її споживання. За конструкцією цей прототип є комбінацією двох концентраторів призматичної форми, які характеризуються різними значеннями поперечного перерізу. До недоліків прототипу слід віднести по-перше наявність можливості виникнення бічних коливань в концентраторі у випадку досягання значних коефіцієнтів підсилення, які призводять в свою чергу до великих енергетичних втрат внаслідок розсіювання хвиль та по-друге існує велика ймовірність руйнування трансформатора швидкості через виникнення значних механічних напруг у області змі ни діаметрів. В основу корисної моделі поставлена задача створення оптимальних умов задля ефективної концентрації енергії пружних коливань без відповідного збільшення поздовжніх розмірів пристрою і потужності перетворювача, який виступає в якості джерела коливань для ультразвукового трансформатора швидкості. Ця задача вирішується завдяки тому, що ультразвуковий трансформатор швидкості виконаний у вигляді стрижня змінного перерізу, має діаметр поперечного перерізу, що визначається за законом: Dx D0 x2 x 5 , 6,673 10 3 де D x - діаметр поперечного перерізу у точці х; D 0 - діаметр мінімального поперечного перерізу; , 6,673 10 3 де Dх - діаметр поперечного перерізу у точці х; D0 - діаметр мінімального поперечного перері х - координата що забезпечує досягнення технічного результату. Суть корисної моделі пояснюється кресленням, де на фігурі 1 зображено ультразвуковий трансформатор швидкості спеціальної форми а на фігурі 2 наведені розподіли амплітуд переміщень та циклічних напруг вздовж довжини трансформатора швидкості. Ультразвуковий трансформатор швидкості 1 торцем більшого поперечного перерізу 2 за допомогою накидної гайки жорстко з'єднують з перетворювачем електричної енергії у механічні коливання. На вузький торець 3 трансформатора швидкості прикріпляють робочий технологічний (13) 18488 x (11) x2 5 UA зу; D0 (19) Dx U x - координата. 3 18488 4 інструмент. рисної моделі показали, що коефіцієнт концентраКрім цього на кресленнях, а саме на фігурі 2 ції амплітуд коливань у 3-4 рази вище, ніж у випапоказані схематично розподіли амплітуд перемідку використання відомих різновидів ультразвукощень 4 та циклічних механічних напруг 5 вздовж вих трансформаторів швидкості при тих самих довжини трансформатора швидкості. Їх вигляд умовах. наочно підтверджує факт незбігу вузла коливань з Джерела інформації: максимумом механічних напруг на першій формі 1. Северденко В.П., Клубович В.В., Степаненколивань. Ця обставина забезпечує довгострокове ко А.В. Обработка металлов давлением с ультраефективне використання трансформатора швидзвуком. - Минск: Наука и техника, 1973. - с. 35. кості запропонованої форми для різних технологі2. Писаревский М.М. Расчет переходных стечних цілей. ржней для магнитострикционных вибраторов // У сформованій таким чином ультразвуковій Труды научно-технического совещания по изучеколивальній системі (перетворювачнию рассеяния энергии при колебаниях упругих трансформатор швидкості-технологічниЙ інструтел. - К.: Изд-во АН УССР, 1958. - с. 54-89. мент) збуджують поздовжньо-крутильні коливання, 3. Эйснер Э. Расчет резонансных колебательякі в режимі резонансу дозволяють проводити ных систем // Физическая акустика. - М.: Мир, ефективну ультразвукову обробку деталей. 1968. - T.1. - c. 344. Проведені випробування з застосуванням ко Комп’ютерна верстка Г. Паяльніков Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601