УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ УЛЬТРАЗВУКОВЫХ ПРОДОЛЬНЫХ КОЛЕБАНИЙ В КРУТИЛЬНЫЕ

Полезная модель относится к устройствам для преобразования ультразвуковых продольных колебаний в крутильные и может быть использована для различных технологических целей, например, для интенсификации обработки металлов давлением и резанием, для механической обработки хрупких и труднообрабатываемых материалов, для обработки жидкостей и т.д.
Известно устройство для превращения ультразвуковых продольных колебаний в крутильные, содержащие магнитострикционные преобразователи и полый цилиндрический волновод-излучатель колебаний, на боковой поверхности которого по винтовой линии выполнены окна, в которых размещена обмотка возбуждения (см. А.С. СССР №320310, МПК В 06 В 1/08)
Наиболее близким к предлагаемому решению является устройство для преобразования ультразвуковых продольных колебаний в крутильные, содержащее магнитострикционный преобразователь и полый цилиндрический волновод со спиральными окнами (см. А.С. СССР №341537, МПК В 06 В 1/08).
Недостатком подобных устройств является то, что полые цилиндрические волноводы со спиральными окнами в стенках имеют ослабленное сечение, что не позволяет получать ультразвуковые крутильные колебания большой интенсивности.
Задачей настоящего решения является увеличение интенсивности крутильных колебаний и мощности зависящего от них крутящего момента инструмента, на который передаются колебания.
Поставленная задача решается тем, что в устройстве для преобразования ультразвуковых продольных колебаний в крутильные, содержащем преобразователь и волновод, согласно решению, волновод выполнен в виде сплошного корпуса с винтовой щелью, выполненной сквозной в поперечном сечении, ось которой параллельно оси волновода.
Волновод выполнен в виде тела вращения.
Оптимальным вариантом является вариант, когда щель проходит через ось симметрии волновода.
Полезная модель поясняется чертежами, на фиг.1 схематически представлено заявляемое устройство, на фиг.2 - вид А. Устройство состоит из пьезокерамического излучателя 1 продольных колебаний, волновода 2 и пассивной накладки 3 для
обеспечения условий резонанса. Пьезокерамический излучатель расположен между волноводом и пассивной накладкой и жестко с ними соединен. В волноводе 2 вдоль его оси выполнена сквозная в поперечном сечении винтовая щель 4.
Устройство работает следующим образом.
Продольные ультразвуковые колебания от пьезокерамического излучателя 1, зажатого между волноводом 2 и пассивной накладкой 3, передаются на волновод 2, имеющий сквозную винтовую щель 4, проходящую через ось волновода и делящую его на две половинки, что и обеспечивает преобразование продольных колебаний в крутильные. Т.к. масса сплошного волновода при одинаковых габаритных размерах больше, чем полого, то мощность получаемых крутильных ультразвуковых колебаний возрастает.
Для создания неравномерных ультразвуковых крутильных колебаний сквозную винтовую щель смещают в сторону от оси симметрии волновода, что приводит к разделению волновода на две разные по массе составляющие части по обе стороны от сквозной винтовой щели. Большая по массе составляющая часть волновода дает более мощные по амплитуде крутильные ультразвуковые колебания.
Пример конкретного выполнения. Был изготовлен конусный волновод с цилиндрической конечной частью. Диаметр цилиндрической части - 24 мм, диаметр основания конуса - 56 мм, длина волновода - 126 мм. Материал волновода - сталь 12Х18Н10Т. Щель была выполнена с помощью электроэрозионной обработки проволочной вырезкой. Ширина щели составила 0,5 мм. Винтовая щель была выполнена с шагом 30 мм. При этом длина щели составляла 2/3 длины волновода. Амплитуда ультразвуковых крутильных колебаний составила около 10 микрон при частоте колебаний 22 кГц.