Стрижень механічних коливань

Реферат: Стрижень механічних коливань виконаний у вигляді тіла обертання змінного перерізу. При цьому його профіль має форму, яку визначають за співвідношенням: Dx  1 , cos x  n sin x   m tanhmxsin x  n cos x  де D x - діаметр поперечного перерізу у точці x; x - координата;  - параметр, що визначає конфігурацію стрижня; 4 n  0,519 - параметр, що визначає габаритну довжину стрижня; m  1874 - параметр, що визначає відношення граничних діаметрів стрижня. ,  UA 117592 U (54) СТРИЖЕНЬ МЕХАНІЧНИХ КОЛИВАНЬ UA 117592 U UA 117592 U 5 10 15 20 Корисна модель належить до ультразвукової техніки і може бути використана при ультразвуковій обробці матеріалів, зокрема при виконанні процесів металізації, очищення та паяння деталей. Відомі та описані пристрої подібного призначення, де в складі ультразвукових коливальних систем використовується стрижень експоненціальної форми. Недоліком такого елемента є неможливість його ефективного використання на ультразвукових частотах навантаження, оскільки така конфігурація профілю в режимі резонансу коливальної системи і за умови, коли необхідно досягти потрібний рівень робочих напруг, який перевищує межу витривалості для високоміцного матеріалу, не дозволяє забезпечити достатній коефіцієнт зусилля амплітуди переміщень [1]. Як прототип вибрано механічний стрижень зі змінним профілем у вигляді тіла обертання, який за конфігурацією є концентратором катеноїдальної форми. Діаметр поперечного перерізу прототипу довжиною L змінюється уздовж осі симетрії за законом: D0 x   cosh mx , де D x діаметр поперечного перерізу у точці x ; x - координата; m  1874 - параметр, що визначає , відношення граничних діаметрів стрижня [2]. Суттєвим недоліком механічного стрижня зі змінним профілем у вигляді тіла обертання є наявність чутливості до навантаження, яке прикладається до торця стрижня, а також значний рівень енергії механічних втрат на внутрішнє тертя в матеріалі, і крім цього при виготовленні механічного стрижня витрачається значна кількість конструкційного матеріалу. В основу корисної моделі поставлено задачу удосконалення стрижня механічних коливань, шляхом виконання його профілю за формою, яку визначають за співвідношенням: Dx  1 , cos x  n sin x   m tanh mxsin x  n cos x  де D x - діаметр поперечного перерізу у точці x ; 25 30 35 40 45 x - координата;  - параметр, що визначає конфігурацію стрижня;  4 m  1874 - параметр, що визначає відношення граничних діаметрів стрижня; , n  0,519 - параметр, що визначає габаритну довжину стрижня, і призводить до ефекту зменшення довжини та маси стрижня, що забезпечує досягнення технічного результату. Суть корисної моделі пояснюється кресленням, де зображено стрижень механічних коливань спеціальної форми. Стрижень механічних коливань 1 містить торець більшого поперечного перерізу 2 і торець меншого поперечного перерізу 3, які з'єднані між собою тілом обертання, діаметр поперечного перерізу якого змінюється уздовж осі симетрії за співвідношенням (1). Стрижень механічних коливань жорстко з'єднують у місці торця більшого поперечного перерізу 2 з перетворювачем енергії електромагнітних коливань у механічні. А торець меншого поперечного перерізу 3 за допомогою накидної гайки 4 сполучають з технологічним інструментом для проведення випробувань на втому матеріалів. Випробування показали, що при отриманому коефіцієнті підсилення поздовжніх коливань, який дорівнює 3,33, і однаковій величині приєднувальних розмірів довжина стрижня механічних коливань l складає 0,7624 від довжини L . Тобто, зменшена габаритна довжина стрижня механічних коливань на 23 %. Джерела інформації: 7 1. Пат. 2243827 Российская Федерация, МПК В06В 3/00. Ультразвуковой концентратор / Шибаев Ю.А.; заявитель и патентообладатель Шибаев Ю.А. - № 2003101450/28; заявл. 20.01.03; опубл. 1.10.05, Бюл. № 1. - 3 с.: ил. 2. Меркулов Л.Г. Расчет ультразвуковых концентраторов / Л.Г. Меркулов // Акустический журнал. - 1957. - Т. 3, № 3. - С. 230-238. 50 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ Стрижень механічних коливань, що виконаний у вигляді тіла обертання змінного перерізу, який відрізняється тим, що його профіль має форму, яку визначають за співвідношенням: 55 Dx  1 , cos x  n sin x   m tanh mxsin x  n cos x  1 UA 117592 U де D x - діаметр поперечного перерізу у точці x; x - координата;  - параметр, що визначає конфігурацію стрижня; 4 n  0,519 - параметр, що визначає габаритну довжину стрижня; m  1874 - параметр, що визначає відношення граничних діаметрів стрижня. ,  5 Комп’ютерна верстка О. Гергіль Міністерство економічного розвитку і торгівлі України, вул. М. Грушевського, 12/2, м. Київ, 01008, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2