CN106015422B - 一种超声元件用隔振装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种超声元件用隔振装置，包括：装夹部件，呈环状体形状，在上端侧形成沿径向外侧延伸的环状的第一凸缘和由第一环槽及第二环槽构成的柔顺机构，在下端侧形成沿径向内侧延伸的环状的第二凸缘；以及压紧部件，呈环状体形状，在上端侧形成有沿径向外侧延伸的环形凸缘；所述装夹部件和所述压紧部件可以相互紧密结合。根据该结构，可有效避免超声元件所产生的输出方向以外的振动传输至超声系统之外，同时避免超声元件与其他外部结构产生运动干涉、降低超声系统制造成本。

Description

一种超声元件用隔振装置

技术领域

本发明涉及超声振动领域，具体地说，涉及一种能够对超声元件实施隔振的隔振装置。

背景技术

超声元件在工作时在激励源的激励作用下产生共振，超声元件的输出端输出规定振幅的超声波。如果超声元件需要定位及安装，则需要在超声元件的节面处设置安装机构。超声元件节面处所产生的的振动，虽然在输出方向上的振幅很小，但此处的径向振动振幅较大而无法忽略，因此需要设置消减该径向振动的机构。

图1是表示现有的具备隔震结构的超声元件的安装固定状态的示意图，图2是表示现有的所述超声元件被固定安装时的受力状况的示意图。如图1所示，超声元件1为柱状体结构，在所述超声元件1的安装部形成有沿径向延伸出的凸缘结构，在凸缘上形成有用于穿通螺钉2的多个螺孔，在所述螺孔与所述超声元件1的外壁之间形成有柔顺结构11，该柔顺结构11包括开口方向相反且沿所述超声元件1的轴向形成的两个环形槽，该两个环形槽的深度在该超声元件1的轴向上部分重叠，从而在该两个环形槽之间形成薄壁。利用多个螺钉2可以将所述超声元件1固定安装在另设的外部构件上。

当所述超声元件1在固定安装的状态下工作时，如图2所示，螺钉2受到F1和F2两个方向相反的剪切力。而且，由于超声元件的高频振动，螺钉2受到的外力是对称循环剪切应力，极易造成螺钉疲劳剪断，超声元件安装失效。

而且，加工如上所述的超声元件时，由于柔顺机构的存在，节面必须加工成尺寸较大的凸缘。但是，超声元件1的节面根据声学原理位置是固定的，若将柔顺结构设置在节面处，必然造成节面尺寸远大于输出端的尺寸，在实际使用时，超声元件1的节面处会与其他部件如工件、机床、机械手臂等结构产生运动干涉。而且，由于声学元件通常使用钛合金等声学特性较好的材料制造，而钛合金是典型的难加工材料，且原料成本也较高，因此在钛合金材料上加工柔顺结构比较困难且加工成本和原料成本都较高。例如，要制造φ40mm的变幅杆的情况下，由于需设置柔顺结构，至少需用φ50mm的棒料进行加工，这样导致原料成本的增加；在钛合金原料上加工出柔顺机构，其加工费也比选择其他材料(如不锈钢)多出50％左右。

发明内容

本发明为解决现有技术中存在的上述问题点而提出，其目的在于提供一种超声元件用隔振装置，可避免超声元件安装处不同于输出方向的振动传输至超声系统之外，且能够避免超声元件与其他外部结构产生运动干涉、安装牢固、加工方便、成本低，能够实现对超声元件不同于输出方向振动的隔离。

为了实现上述目的，本发明提供一种超声元件用隔振装置，包括：装夹部件，呈环状体形状，在上端侧形成沿径向外侧延伸的环状的第一凸缘和由第一环槽及第二环槽构成的柔顺结构，在下端侧形成沿径向内侧延伸的环状的第二凸缘；以及压紧部件，呈环状体形状，在上端侧形成有沿径向外侧延伸的环形凸缘；所述装夹部件和所述压紧部件固定连接，使得所述第二凸缘的上表面和压紧部件的底端之间形成装夹空间。

优选地，还可以是，在所述装夹部件的内壁形成有内螺纹，在所述压紧部件的外表面形成有外螺纹，所述内螺纹和所述外螺纹可相互螺合。

优选地，还可以是，在所述压紧部件的环形凸缘上形成有可拧入紧定螺钉的多个螺孔。

优选地，还可以是，所述第一环槽与所述第二环槽的开口方向相反。

优选地，所述第一环槽的开口朝向上方，以规定深度沿轴向形成在所述装夹部件的壁部；所述第二环槽的开口朝向下方，以规定深度沿轴向形成在所述装夹部件的第一凸缘的靠近壁部的位置。

优选地，还可以是，所述第一环槽的开口朝向上方，所述第二环槽的开口朝向下方，所述第一环槽和所述第二环槽以规定深度沿轴向形成在所述第一凸缘上。

优选地，还可以是，所述第一环槽和第二环槽的深度在轴向上部分重叠。

优选地，还可以是，所述柔顺结构包括多个所述第一环槽或多个所述第二环槽。

优选地，还可以是，所述装夹部件是具有内螺纹的法兰结构。

根据上述结构，本发明提供的超声元件用隔振装置是独立于超声元件的部件，柔顺机构设置在本设计上，避免超声元件安装处不同于输出方向的振动传输至超声系统之外，同时由于柔顺机构的异位设计可避免超声系统与其他部件产生运动干涉，且本发明不必要采用声学特性较好的材料，可以由易加工材料制成，所以大幅降低了加工成本。

附图说明

通过结合下面附图对其实施例进行描述，本发明的上述特征和技术优点将会变得更加清楚和容易理解。

图1是表示现有的具备隔振结构的超声元件的安装固定状态的示意图；

图2是表示现有的所述超声元件被固定安装时的受力状况的示意图；

图3是表示本发明涉及的超声元件用隔振装置的使用状态的剖面示意图；

图4是表示本发明涉及的超声元件用隔振装置中的装夹部件的具体结构的立体剖面图；

图5是表示本发明涉及的超声元件用隔振装置中的压紧部件的具体结构的立体图。

具体实施方式

下面，将参考附图来描述本发明涉及的超声元件用隔振装置的实施例。本领域的普通技术人员可以认识到，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式或其组合对所描述的实施例进行修正。因此，附图和描述在本质上是说明性的，而不是用于限制权利要求的保护范围。此外，在本说明书中，附图未按比例画出，并且相同的附图标记表示相同的部分。

图3是表示本发明涉及的超声元件用隔振装置的使用状态的剖面示意图，图4是表示本发明涉及的超声元件用隔振装置中的装夹部件的具体结构的立体图，图5是表示本发明涉及的超声元件用隔振装置中的压紧部件的具体结构的立体图。

如图3所示，本发明涉及的超声元件用隔振装置包括装夹部件30和压紧部件20，所述装夹部件30和压紧部件20分别从具备凸缘101的超声元件10的下侧和上侧套设，相互结合后压紧固定所述超声元件10。

其中，所述装夹部件30的结构如图4所示，是环状体形状，可以在其内表面设有内螺纹306。在所述装夹部件30的上端侧，形成有沿径向外侧延伸的环状的第一凸缘301；在所述装夹部件30的下端侧，形成有沿径向内侧延伸的环状的第二凸缘302。所述第二凸缘302的内径小于所述内螺纹306的内径。在此，所述装夹部件可以采用具有内螺纹的法兰结构。

此外，在所述装夹部件30的上端侧，设有由第一环槽304和第二环槽305构成的柔顺结构。其中，所述第一环槽304的开口朝向上方，且以规定深度沿轴向形成在所述装夹部件30的壁部。所述第二环槽305的开口朝向下方，且以规定深度沿轴向形成在所述装夹部件30的第一凸缘301的靠近壁部的位置。所述第一环槽304和第二环槽305的深度在轴向上部分重叠，从而在该第一环槽304与第二环槽305之间形成薄壁。由此形成的柔顺结构能够消减超声元件产生的径向振动，避免该振动通过隔振装置传递到外部构件。

再者，所述压紧部件20的具体结构如图5所示，呈环状体形状。可以在所述压紧部件20的外表面形成有能够与所述装夹部件30的内螺纹306螺合的外螺纹206。在所述压紧部件20的上端侧形成有沿径向朝外侧延伸的环形凸缘204。在所述环形凸缘204上沿着周向设有多个螺孔205，所述多个螺孔205用于使紧定螺钉201穿通。

作为本发明涉及的隔振装置的安装对象的超声元件1如图3所示，在柱状体结构的本体上形成有沿径向外侧延伸出的突出部101。该突出部101的外径应小于所述装夹部件30的内螺纹306和压紧部件20的外螺纹206的尺寸，并且，应大于所述装夹部件30的第二凸缘302的内径和所述压紧部件20的内径。这样，所述装夹部件30和所述压紧部件20可以自如地套装在所述超声元件1上，同时，当所述装夹部件30的内螺纹306和压紧部件20的外螺纹206相互螺合时，在第二凸缘302的上表面和压紧部件20的底端之间形成装夹空间，将所述超声元件10的突出部101固定在上述装夹空间内。

当使用超声元件用隔振装置固定安装该超声元件10时，从所述超声元件10的下端侧套入所述装夹部件30后，使其向上移动直到所述装夹部件30的第二凸缘302卡到所述超声元件10的突出部101的下表面。然后，从所述超声元件10的上端侧套入所述压紧部件20后，使其向下移动直到所述压紧部件20的下端部与所述装夹部件30的上端部接触。接着，使所述装夹部件30的内螺纹306和压紧部件20的外螺纹206相互螺合，直到所述装夹部件30的第二凸缘302的上表面和所述压紧部件20的底端分别与所述超声元件10的突出部101紧密接触，从而将超声元件10紧紧固定在所述装夹部件30与所述压紧部件20之间。

此外，在安装固定了超声元件10的状态下，由于所述装夹部件30的内螺纹306和压紧部件20的外螺纹206之间的间隙误差或螺距误差等，随着超声元件10的振动，有可能会导致螺合的松动。为此，可以在所述压紧部件20的多个螺孔205中螺进紧定螺钉201，直到各个紧定螺钉201的下端部抵接所述装夹部件30的上表面。当拧紧全部紧定螺钉201时，会加强所述装夹部件30的内螺纹306和压紧部件20的外螺纹206间的螺合力，使得内螺纹306和外螺纹206的螺纹相互压紧，螺纹间隙为0，防止两者间螺合的松动。

现有技术中，是将柔顺机构设置在超声元件上，而本发明将柔顺结构设置在装夹部件上，柔顺结构能够吸收超声元件节面处的径向振动，防止高频振动传输至超声元件之外。由于装夹部件不需要传递超声波，因此可以采用其他易加工材料，大幅降低了加工难度与加工成本。超声元件工作时，工作载荷分布于装夹部件和压紧部件上，装夹部件及压紧部件不承受剪切力，因此采用本发明涉及的隔振装置可以很大程度地提高超声元件的使用寿命。

此外，上述实施例示出了柔顺结构的第一环槽形成在所述内螺纹与外表面之间的壁部，第二环槽形成在所述装夹部件的第一凸缘的靠近外壁的位置。但是，也可以将第一环槽和第二环槽都设置在所述第一凸缘上。此外，还可以由多个第一环槽和一个以上第二环槽，或者一个以上第一环槽和多个第二环槽构成柔顺结构。

再者，所述装夹部件30的第一凸缘301设置在靠近上端部的上部位置，或者，第二凸缘302也可以设置在靠近底端的下部位置，同样可以实现本发明的发明目的。

此外，上述实施例中，装夹部件30与压紧部件20利用螺纹联接，但不限定于此，也可以利用其它可以压紧超声元件的联接方式。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种超声元件用隔振装置，包括装夹部件和压紧部件,所述装夹部件和所述压紧部件均呈环状体形状，所述装夹部件和所述压紧部件固定连接，其特征在于，

所述装夹部件在上端侧形成沿径向外侧延伸的环状的第一凸缘和由第一环槽及第二环槽构成的柔顺结构，在下端侧形成沿径向内侧延伸的环状的第二凸缘；

所述压紧部件在上端侧形成有沿径向外侧延伸的环形凸缘；

所述第二凸缘的上表面和压紧部件的底端之间形成装夹空间。

2.根据权利要求1所述的超声元件用隔振装置，其特征在于，

在所述装夹部件的内壁形成有内螺纹，在所述压紧部件的外表面形成有外螺纹，所述内螺纹和所述外螺纹可相互螺合。

3.根据权利要求2所述的超声元件用隔振装置，其特征在于，

在所述压紧部件的环形凸缘上形成有可拧入紧定螺钉的多个螺孔。

4.根据权利要求1所述的超声元件用隔振装置，其特征在于，

所述第一环槽与所述第二环槽的开口方向相反。

5.根据权利要求1所述的超声元件用隔振装置，其特征在于，

所述第一环槽的开口朝向上方，以规定深度沿轴向形成在所述装夹部件的壁部；

所述第二环槽的开口朝向下方，以规定深度沿轴向形成在所述装夹部件的第一凸缘的靠近壁部的位置。

6.根据权利要求1至4中任一项所述的超声元件用隔振装置，其特征在于，所述第一环槽的开口朝向上方，所述第二环槽的开口朝向下方，所述第一环槽和所述第二环槽以规定深度沿轴向形成在所述第一凸缘上。

7.根据权利要求1至5中任一项所述的超声元件用隔振装置，其特征在于，所述第一环槽和第二环槽的深度在轴向上部分重叠。

8.根据权利要求1所述的超声元件用隔振装置，其特征在于，

所述柔顺结构包括多个所述第一环槽或多个所述第二环槽。

9.根据权利要求1所述的超声元件用隔振装置，其特征在于，所述装夹部件是具有内螺纹的法兰结构。