УЛЬТРАЗВУКОВОЙ СТЕКЛОРЕЗ

Заявляемая полезная модель относится к области резки листового стекла.
Известен ультразвуковой стеклорез листового стекла, содержащий режущий ролик, источник механических ультразвуковых колебаний, волновод и концентратор ультразвуковых колебаний, соединенный с режущим роликом (Заявка RU, 2004123730/03, МПК C03B 33/00, опубл. 20.01.2006).
Недостатком известного устройства является низкая эффективность резки стекла.
Техническим результатом предлагаемой полезной модели является решение задачи по повышению производительности и эффективности при резке листового стекла.
Для достижения данного технического результата в ультразвуковом стеклорезе, содержащим режущий ролик, источник механических ультразвуковых колебаний, волновод и концентратор ультразвуковых колебаний, соединенный с режущим роликом, дополнительно концентратор выполнен в виде усеченного конуса с наклонными пазами, расположенными на его образующей, а волновод выполнен с поперечными кольцевыми пазами, причем глубина каждого паза не превышает половины диаметра волновода. Кроме того, режущий ролик может быть расположен под углом 90° к концентратору колебаний.
Предлагаемая полезная модель поясняется чертежом (рис. 1), где изображен ультразвуковой стеклорез (продольный разрез).
Ультразвуковой стеклорез содержит вибратор 1 в виде пакета дискретных пьезокерамических пластин, поджатый к нему при помощи волновода 2 и демпфера 3 концентратор 4 ультразвуковых колебаний с закрепленным на нем режущим роликом 5. Волновод 2 снабжен поперечными кольцевыми пазами 6. Концентратор 4 выполнен в виде усеченного конуса с наклонными пазами 7, расположенными на его образующей.
Ультразвуковой стеклорез работает следующим образом.
При подаче синусоидального напряжения резонансной частоты на обкладки вибратора 1, он, изменяя вследствие обратного пьезоэффекта свои геометрические размеры, возбуждает ультразвуковые колебания концентратора 4 и закрепленного на нем режущего ролика 5. Вследствие анизотропии жесткости волновода 2, обусловленной наличием поперечных кольцевых пазов 6, амплитуда колебаний концентратора 4 со стороны кольцевых пазов 6 больше, чем с противоположной. Это неравенство амплитуд колебаний позволяет получить, наряду с возвратно-поступательными колебаниями режущего ролика 5, значительную поперечную составляющую амплитуды колебаний. Сложение продольной и поперечной составляющих колебаний позволяет получить эллипсовидную замкнутую траекторию движения режущего ролика 5. Выполнение концентратора 4 с наклонными пазами 7, расположенными на его образующей приводит к анизотропии жесткости концентратора 4 и возникновению дополнительных крутильных колебаний концентратора 4. Сложение продольной, поперечной и крутильной составляющих ультразвуковых колебаний приводит к возникновению сложной объемной траектории движения режущего ролика 5, что способствует более быстрой и качественной резке стекла.
Ультразвуковой стеклорез реализован с наружным диаметром корпуса 25 мм.
Режущий ролик 5 ультразвукового стеклореза выполнен по ГОСТ 10111-85. Ультразвуковые колебания возбуждались шестью пьезокерамическими шайбами осевой поляризации типа ЦТС-19 толщиной 4 мм, причем механически шайбы соединены последовательно, а электрически - параллельно. Концентратор выполнен из титанового сплава марки ВТ16.