RU2345505C2 - Ultrasonic magnetostrictor - Google Patents

Ultrasonic magnetostrictor Download PDF

Info

Publication number
RU2345505C2
RU2345505C2 RU2007128497/28A RU2007128497A RU2345505C2 RU 2345505 C2 RU2345505 C2 RU 2345505C2 RU 2007128497/28 A RU2007128497/28 A RU 2007128497/28A RU 2007128497 A RU2007128497 A RU 2007128497A RU 2345505 C2 RU2345505 C2 RU 2345505C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
package
lining
acoustic
housing
magnetostrictive
Prior art date
Application number
RU2007128497/28A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2007128497A (en
Inventor
Юрий Андреевич Шибаев (RU)
Юрий Андреевич Шибаев
Original Assignee
Юрий Андреевич Шибаев
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Юрий Андреевич Шибаев filed Critical Юрий Андреевич Шибаев
Priority to RU2007128497/28A priority Critical patent/RU2345505C2/en
Publication of RU2007128497A publication Critical patent/RU2007128497A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2345505C2 publication Critical patent/RU2345505C2/en

Links

Landscapes

  • Measuring Volume Flow (AREA)
  • Apparatuses For Generation Of Mechanical Vibrations (AREA)

Abstract

FIELD: physics.
SUBSTANCE: invention refers to industry-oriented ultrasonic equipment mainly used for metal working. Rod resonator comprises auxiliary lining rigidly connected to backside of magnetostriction package and the body at the distance from package backside equal to odd number of longitudinal acoustic wave quarter in lining material at resonant frequency of rod resonator. Herewith specific acoustic impedance of lining material is less either, or more than those of package and body materials. With this provision, wave completely, with losses excepted, is reflected from junction of package backside and lining. Package backside axially vibrates as completely free. Its radial motion (bending vibrations) is eliminated by sliding fit of lining lateral surface in the body, thus enabling higher work surface pressing force up to 0.1 mN and ensuring deep penetration of acoustic beam into processed metal using nonlinear acoustics effects.
EFFECT: higher acoustic power of rod resonator axial vibrations and eliminated bending fatigue failure of concentrator thereof.
5 cl, 1 dwg

Description

Область техникиTechnical field

Изобретение относится к ультразвуковому оборудованию промышленного назначения, преимущественно для металлообработки, и имеет целью увеличение интенсивности и глубины воздействия акустической энергии на обрабатываемый металлThe invention relates to ultrasonic equipment for industrial use, mainly for metal working, and has the aim of increasing the intensity and depth of the impact of acoustic energy on the processed metal

Уровень техникиState of the art

Наиболее близким аналогом (прототипом) изобретения является «Устройство для ультразвуковой чистовой финишной обработки поверхностей», патент RU 2247644, 2005.03.10, по заявке 2004111988/02 от 2004.04.20 [1].The closest analogue (prototype) of the invention is “Device for ultrasonic finishing of surfaces”, patent RU 2247644, 2005.03.10, according to the application 2004111988/02 from 2004.04.20 [1].

Аналог имеет следующие признаки, совпадающие с существенными признаками данного изобретения: устройство содержит цилиндрический корпус, контактирующий с прижимной пружиной, и расположенный в корпусе стержневой акустический резонатор, характеризуемый резонансной частотой; стержневой резонатор состоит из магнитострикционного пакета с двумя активными, то есть колеблющимися в осевом направлении, торцами - фронтальным и тыльным и концентратора, жестко соединенного с фронтальным торцом пакета и с корпусом.The analogue has the following features, which coincide with the essential features of the present invention: the device comprises a cylindrical body in contact with the clamping spring, and a rod acoustic resonator located in the housing, characterized by a resonant frequency; The rod resonator consists of a magnetostrictive packet with two active, that is, axially oscillating, ends - the front and back, and a concentrator rigidly connected to the front end of the packet and to the body.

Аналогу присущ существенный недостаток: при возбуждении резонатора тыльный торец магнитострикционного пакета вместе с колебаниями в осевом направлении совершает колебания и в радиальном направлении. Это уменьшает полезную акустическую мощность осевых колебаний и является причиной усталостного разрушения концентратора изгибными напряжениями.The analogue has a significant drawback: when the resonator is excited, the rear end of the magnetostrictive packet, along with vibrations in the axial direction, also oscillates in the radial direction. This reduces the useful acoustic power of axial vibrations and is the cause of fatigue failure of the concentrator by bending stresses.

Раскрытие изобретенияDisclosure of invention

Изобретение обеспечивает следующий технический результат: увеличение акустической мощности осевых колебаний акустического резонатора и ликвидацию усталостного разрушения концентратора изгибными напряжениями путем исключения радиальных колебаний тыльного торца магнитострикционного пакета.The invention provides the following technical result: an increase in the acoustic power of the axial vibrations of the acoustic resonator and elimination of the fatigue failure of the concentrator by bending stresses by eliminating radial vibrations of the rear end of the magnetostrictive package.

Задачей изобретения является закрепить тыльный торец пакета в радиальном направлении и одновременно обеспечить его свободное колебательное движение в осевом направлении, при этом исключить передачу акустической мощности осевых колебаний от тыльного торца пакета на корпус.The objective of the invention is to secure the rear end of the packet in the radial direction and at the same time ensure its free oscillatory movement in the axial direction, while eliminating the transmission of acoustic power of axial vibrations from the rear end of the packet to the housing.

Задача решается и технический результат достигается реализацией следующей совокупности признаков.The problem is solved and the technical result is achieved by the implementation of the following set of features.

Признаки, общие с прототипом:Signs common to the prototype:

- наличие цилиндрического корпуса, контактирующего с прижимной пружиной;- the presence of a cylindrical body in contact with the clamping spring;

- наличие расположенного в корпусе стержневого резонатора, характеризуемого резонансной частотой;- the presence of a rod resonator located in the housing, characterized by a resonant frequency;

- наличие в составе акустического резонатора магнитострикционного пакета с двумя активными торцами - фронтального и тыльного, а также концентратора;- the presence in the composition of the acoustic resonator magnetostrictive package with two active ends - front and rear, as well as a hub;

- жесткое соединение концентратора с фронтальным торцом пакета и с корпусом.- rigid connection of the hub with the front end of the package and with the housing.

Признаки, отличающие изобретение:Features of the invention:

- наличие в акустическом резонаторе дополнительной цилиндрической накладки;- the presence in the acoustic cavity of an additional cylindrical lining;

- жесткое соединение накладки с тыльным торцом пакета;- rigid connection of the lining with the rear end of the package;

- жесткое соединение накладки на ее противоположном от пакета торце с корпусом;- rigid connection of the lining at its opposite end from the package to the body;

- расстояние от тыльного торца пакета до места жесткого соединения накладки с корпусом равно нечетному числу четвертей длины продольной акустической волны в материале накладки на резонансной частоте резонатора;- the distance from the back end of the packet to the place of rigid connection of the plate with the body is an odd number of quarters of the length of the longitudinal acoustic wave in the material of the plate at the resonant frequency of the resonator;

- цилиндрическая поверхность накладки контактирует с внутренней цилиндрической поверхностью корпуса скользящей посадкой;- the cylindrical surface of the lining is in contact with the inner cylindrical surface of the housing by a sliding fit;

- корпус контактирует с прижимной пружиной торцевой частью цилиндра, выступающей за указанный противоположный торец накладки;- the housing is in contact with the clamping spring end part of the cylinder, protruding beyond the specified opposite end face of the lining;

- удельный акустический импеданс материала накладки меньше или больше удельных акустических импедансов материалов корпуса и магнитострикционного пакета.- the specific acoustic impedance of the patch material is less than or greater than the specific acoustic impedances of the materials of the housing and magnetostrictive package.

Данная совокупность известных и отличительных признаков обеспечивает указанный технический результат во всех случаях.This combination of known and distinctive features provides the specified technical result in all cases.

В частных случаях выполнения изобретения добавляются следующие признаки:In particular cases of the invention, the following features are added:

- накладка выполняется из материала с модулем Юнга, не превышающим 0,05 от модуля Юнга материала корпуса, например из полиэтилена высокого давления. В этом случае сила прижима практически целиком приложена к корпусу, через который она передается на концентратор, статическое напряжение прижима в накладке минимально, осевое колебательное движение тыльного торца пакета более свободно;- the pad is made of a material with a Young's modulus not exceeding 0.05 from the Young's modulus of the body material, for example, high-pressure polyethylene. In this case, the clamping force is almost entirely applied to the body through which it is transmitted to the hub, the static clamping voltage in the patch is minimal, the axial oscillatory movement of the back end of the packet is more free;

- накладка образует торцевую стенку корпуса, выполненного герметичным. В этом случае исключается необходимость в специальной торцевой стенке корпуса, необходимой для жидкостного охлаждения акустического резонатора;- the overlay forms the end wall of the housing, which is sealed. In this case, the need for a special end wall of the housing necessary for liquid cooling of the acoustic resonator is eliminated;

- прижимная пружина набрана из тарельчатых пружин, тарирована по деформации и силе прижима и образует элемент силоизмерителя. Этим облегчено конструирование и расширены технологические возможности;- the clamping spring is composed of Belleville springs, calibrated for deformation and clamping force and forms a force meter element. This facilitated the design and expanded technological capabilities;

- при требовании увеличения глубины акустического воздействия на металл прижимная пружина допускает усилие прижима до 0.1 МН. Этим существенно расширены технологические возможности устройства по отношению к прототипу.- when demanding an increase in the depth of acoustic impact on the metal, the clamping spring allows a clamping force of up to 0.1 MN. This significantly expanded the technological capabilities of the device in relation to the prototype.

Описание чертежаDescription of drawing

На чертеже изображен схематический осевой разрез устройства, где отмечены места описываемых жестких соединений элементов: концентратора с корпусом и с фронтальным торцом магнитострикционного пакета, накладки с тыльным торцом пакета и с корпусом. Обмотки магнитострикционного пакета не показаны.The drawing shows a schematic axial section of the device, where marked the locations of the described rigid connections of the elements: a hub with a housing and with a front end of a magnetostrictive package, lining with the rear end of the package and with the housing. The windings of the magnetostrictive bag are not shown.

Осуществление изобретенияThe implementation of the invention

Во внутренней полости 16 цилиндрического герметичного корпуса 4, контактирующего с прижимной пружиной 10 торцом части своего цилиндра 9, расположен стержневой акустический резонатор, состоящий из магнитострикционного пакета 5, концентратора 1 и цилиндрической накладки 7. Концентратор 1 жестко соединен в месте 3 с фронтальным торцом пакета и в месте 2 с корпусом 4. Накладка 7 жестко соединена в месте 6 с тыльным торцом пакета 5 и в месте 8 с корпусом 4. Расстояние между тыльным торцом пакета и местом жесткого соединения 8 равно нечетному числу четвертей длины продольной акустической волны в материале накладки на резонансной частоте акустического резонатора. Цилиндрическая поверхность накладки 12 контактирует с внутренней цилиндрической поверхностью корпуса скользящей посадкой. Удельный акустический импеданс материала накладки 7, равный произведению плотности материала на скорость звука в нем, меньше, либо больше удельных акустических импедансов материалов корпуса 4 и пакета 5. В частном случае модуль Юнга материала накладки 7 составляет не более 0.05 от модуля Юнга материала корпуса 4, например, материалом накладки 7 является полиэтилен высокого давления, обеспечивающий хорошую адгезию с магнитострикционным металлом пакета 5, так что для жесткого соединения накладки 7 с тыльным торцом пакета не требуется дополнительного механического крепления. Герметичная полость 16 снабжена выводами 11 электропитания пакета и охлаждения. Сила прижима прикладывается к внешнему корпусу 15, имеющему паз 14, снабженный шкалой отсчета положения штифта 13, что совместно тарированной пружиной 10 образует силоизмеритель. Пружина 10, набранная из тарельчатых пружин, при требовании увеличения глубины акустического воздействия на металл допускается усилие прижима до 0.1 МН.In the inner cavity 16 of the cylindrical sealed housing 4 in contact with the clamping spring 10, the end of the part of its cylinder 9, there is a rod acoustic resonator consisting of a magnetostrictive package 5, a concentrator 1 and a cylindrical plate 7. The concentrator 1 is rigidly connected in place 3 with the front end of the package and in place 2 with the housing 4. The cover 7 is rigidly connected in place 6 with the rear end of the package 5 and in place 8 with the housing 4. The distance between the rear end of the package and the place of the rigid connection 8 is an odd number four Tay length of the longitudinal acoustic wave in the material lining the resonant frequency of the acoustic resonator. The cylindrical surface of the lining 12 is in contact with the inner cylindrical surface of the housing by a sliding fit. The specific acoustic impedance of the lining material 7, equal to the product of the density of the material and the speed of sound in it, is less than or greater than the specific acoustic impedances of the materials of the housing 4 and package 5. In the particular case, the Young's modulus of the lining 7 is not more than 0.05 from the Young's modulus of the material of the casing 4, for example, the material of the lining 7 is high pressure polyethylene, which provides good adhesion to the magnetostrictive metal of the bag 5, so that for a rigid connection of the lining 7 with the rear end of the bag is not required flax mechanical fastening. The sealed cavity 16 is equipped with conclusions 11 power supply package and cooling. The force of the clamp is applied to the outer casing 15, having a groove 14, equipped with a reference scale of the position of the pin 13, which together with a tared spring 10 forms a force meter. The spring 10, recruited from Belleville springs, with the requirement to increase the depth of acoustic impact on the metal, a clamping force of up to 0.1 MN is allowed.

Устройство в работеDevice in operation

К возбуждающей обмотке магнитострикционного пакета 5 через выводы электропитания 11 подается переменный ток, резонансной частоты акустического резонатора, что порождает осевое колебание активных торцов пакета 5. Через жесткие соединения торцов пакета 3 и 5 соответственно с концентратором и цилиндрической накладкой эти колебания распространяются в акустическом резонаторе в виде продольной акустической волны. При условии достаточно полного отражения этой волны от мест закрепления резонатора в корпусе 2 и 8 акустическая мощность этой волны с коэффициентом интенсивности бегущей волны передается в обрабатываемый объект. Вопрос полного отражения от места закрепления 2 концентратора в корпусе в уровне техники решен, и в данном устройстве решение использовано (закрепление через нулевой бурт концентратора). Полное отражение также имеет место от тыльного торца пакета, при условии, что он не закреплен. Однако в этом случае возникают высокоамплитудные низкочастотные колебания тыльного торца, на что вредно расходуется акустическая мощность, и происходит усталостное разрушение концентратора напряжениями изгибных колебаний. Исключение этих факторов составляет технический результат изобретения.An alternating current of resonant frequency of the acoustic resonator is supplied to the exciting winding of the magnetostrictive packet 5 through the power supply leads 11, which generates axial oscillation of the active ends of the packet 5. Through the rigid connections of the ends of the packet 3 and 5, respectively, with the concentrator and a cylindrical plate, these vibrations propagate in the acoustic resonator in the form longitudinal acoustic wave. Provided that this wave is sufficiently completely reflected from the cavity attachment points in the casing 2 and 8, the acoustic power of this wave with a traveling wave intensity factor is transmitted to the object being processed. The issue of full reflection from the fixing point of 2 concentrators in the housing has been resolved in the prior art, and the solution has been used in this device (fixing through the zero collar of the concentrator). Full reflection also takes place from the rear end of the package, provided that it is not fixed. However, in this case, high-amplitude low-frequency oscillations of the rear end arise, which is harmful for acoustic power, and fatigue destruction of the concentrator by the stresses of bending vibrations occurs. The exception to these factors is the technical result of the invention.

Радиальные колебания тыльного торца пакета исключены с помощью цилиндрической накладки 7, имеющей скользящую посадку в корпусе. Отражение продольной волны от корпуса обеспечено известным в акустике слоистых сред эффектом полного отражения при нормальном падении акустической волны от промежуточного слоя между двумя средами, характеризуемыми удельными акустическими импедансами [2] (Л.М. Бреховских. Волны в слоистых средах. - М.: Изд. АН СССР, 1957. - 502 с., на с.49). Полное отражение возникает как сложный эффект интерференции падающих и отраженных от границ сред акустических волн при условиях: толщина промежуточного слоя составляет нечетное число четвертей длины волны в материале слоя, а удельный акустический импеданс материала слоя лежит вне интервала величин импедансов граничных сред. В данном случае промежуточный слой представлен накладкой, а граничные среды суть магнитострикционный пакет и корпус. Удельный акустический импеданс материала накладки лежит вне интервала импедансов пакета и корпуса, если он либо меньше их, либо больше. Указанные условия соблюдены в конструкции и свойствах материала накладки 7; эффект достаточно полного отражения продольной акустической волны от тыльного торца пакета достигается. В совокупности с отсутствием радиальных колебаний тыльного торца пакета, что обеспечено скользящей посадкой накладки в корпусе, очевидно, что поставленная задача решена, и технический результат достигается во всех случаях.Radial vibrations of the rear end of the package are eliminated using a cylindrical lining 7 having a sliding fit in the housing. The reflection of a longitudinal wave from the casing is ensured by the effect of total reflection known in the acoustics of layered media during normal incidence of an acoustic wave from an intermediate layer between two media, characterized by specific acoustic impedances [2] (L. M. Brekhovskikh. Waves in layered media. - M .: Publishing House USSR Academy of Sciences, 1957.- 502 p., On p. 49). Full reflection arises as a complex effect of interference of incident and reflected from the media boundaries acoustic waves under the conditions: the thickness of the intermediate layer is an odd number of quarters of the wavelength in the layer material, and the specific acoustic impedance of the layer material lies outside the range of impedances of the boundary media. In this case, the intermediate layer is represented by an overlay, and the boundary media are a magnetostrictive packet and a casing. The specific acoustic impedance of the patch material lies outside the range of impedances of the packet and the housing, if it is either less than or more. The specified conditions are observed in the design and properties of the material of the lining 7; the effect of sufficiently complete reflection of the longitudinal acoustic wave from the rear end of the packet is achieved. In conjunction with the absence of radial vibrations of the back end of the package, which is ensured by the sliding fit of the lining in the body, it is obvious that the task is solved, and the technical result is achieved in all cases.

В частном случае накладка изготовлена из низкомодульного материала с модулем Юнга, не превышающим 0.05 от модуля Юнга материала корпуса. Как правило, материалом корпуса является нержавеющая сталь с удельным акустическим импедансом около 4,6·107 кг/(м2·с) и модулем Юнга около 200 ГПа [3] (Физические величины. Справочник / под. Ред. Григорьева И.С., Мейлихова Е.З. - М.: Энергоатомиздат, 1991. - 1232 с., на с.148. Таблица 7.16) При этом в качестве низкомодульного материала могут быть использованы большинство пластмасс. Наиболее технологичным их них является полиэтилен ВД (высокого давления), характеризуемый следующими величинами (там же): скорость звука в стержне около 2·103 м/с, при плотности 0.92·103 кг/м3 удельный акустический импеданс 1.84·106 кг/(м2·с) и модуль Юнга около 3,7 ГПа, что удовлетворяет всем поставленным условиям. Его технологичность заключается в возможности формовки накладки на тыльном торце пакета с высокой адгезией, что позволяет обойтись без дополнительного механического крепления. Применение низкомодульного материала дает возможность разгрузить накладку от статического напряжения прижима, что обеспечивает более свободное осевое колебательное движение тыльного торца пакета. Минимальный осевой размер накладки, равный четверти длины продольной акустической волны в ее материале, на наиболее употребительной резонансной частоте 22 кГц, в этом случае составляет 23 мм, так что осевой габарит акустического резонатора увеличивается незначительно. При формировке накладки предусматривают запрессовку в ней каналов электропитания и жидкостного охлаждения 11, чем наряду со статическим прижимом с корпусом в месте 8 обеспечивают герметичность полости 16.In a particular case, the pad is made of a low-modulus material with a Young's modulus not exceeding 0.05 from the Young's modulus of the body material. As a rule, the case material is stainless steel with a specific acoustic impedance of about 4.6 · 10 7 kg / (m 2 · s) and a Young's modulus of about 200 GPa [3] (Physical quantities. Reference / edited by I. Grigoriev I.S. ., Meilikhova EZ - M .: Energoatomizdat, 1991. - 1232 p., P.148. Table 7.16) In this case, most plastics can be used as a low-modulus material. The most technologically advanced of them is VD (high pressure) polyethylene, characterized by the following values (ibid.): The speed of sound in the rod is about 2 · 10 3 m / s, at a density of 0.92 · 10 3 kg / m 3 specific acoustic impedance 1.84 · 10 6 kg / (m 2 · s) and Young's modulus of about 3.7 GPa, which satisfies all the conditions set. Its manufacturability consists in the possibility of forming the lining on the back of the bag with high adhesion, which eliminates the need for additional mechanical fastening. The use of low-modulus material makes it possible to unload the pad from the static pressure of the clamp, which provides a freer axial oscillatory movement of the back end of the package. The minimum axial dimension of the patch equal to a quarter of the length of the longitudinal acoustic wave in its material, at the most common resonant frequency of 22 kHz, in this case is 23 mm, so that the axial dimension of the acoustic resonator increases slightly. When forming the pads, it is necessary to press in the power supply and liquid cooling channels 11 in it, which, along with the static clamp with the housing in place 8, ensure the tightness of the cavity 16.

Наличие накладки в составе акустического резонатора в принципе сопряжено с дополнительными потерями, обусловленными поглощением акустической мощности в материале накладки. Они пропорциональны обратной акустической добротности. Для металлов характерна величина акустической добротности порядка 103 так, что эти потери пренебрежимо малы по сравнению с электромагнитными потерями в магнитострикционном пакете. Добротность пластмасс значительно меньше, их потери необходимо учитывать при конструировании. Оценим относительные потери описанной четвертьволновой накладки из полиэтилена ВД как отношение обобщенной добротности магнитострикционного преобразователя, обусловленной в основном электромагнитными потерями, к акустической добротности полиэтилена ВД. Определим обобщенную добротность Qпр соотношениемThe presence of overlays in the composition of the acoustic cavity is, in principle, associated with additional losses due to the absorption of acoustic power in the overlay material. They are proportional to the inverse acoustic Q factor. The characteristic value of metals for metals is about 10 3 so that these losses are negligibly small compared with electromagnetic losses in a magnetostrictive packet. The quality factor of plastics is much lower, their losses must be taken into account when designing. Let us evaluate the relative losses of the described quarter-wave plate made of VD polyethylene as the ratio of the generalized Q factor of the magnetostrictive transducer, caused mainly by electromagnetic losses, to the acoustic Q factor of VD polyethylene. Define the generalized figure of merit Q pr relation

Figure 00000001
Figure 00000001

где η - акустоэлектрический к.п.д. магнитострикционного преобразователя. Для величины η из уровня техники (из технической паспортной документации) имеем η не более 0,5, откуда Qпр не более 2. Для полиэтилена известна [3] (там же, с.156, Таблица 7.24) связанная с акустическими потерями величинаwhere η is the acoustoelectric efficiency magnetostrictive transducer. For the quantity η from the prior art (from the technical passport documentation) we have η not more than 0.5, from where Q pr not more than 2. For polyethylene, it is known [3] (ibid., P. 156, Table 7.24) the value associated with acoustic losses

α/f=0.52·104 с/м,α / f = 0.52 · 10 4 s / m,

где α - пространственный декремент затухания,where α is the spatial attenuation decrement,

f - частота продольной акустической волны.f is the frequency of the longitudinal acoustic wave.

Эту величину считают постоянной в диапазоне частот до 1 МГц. Акустическая добротность Qак связана с этой величиной соотношениемThis value is considered constant in the frequency range up to 1 MHz. The acoustic quality factor Q ak is related to this quantity by the ratio

Figure 00000002
Figure 00000002

С - скорость звука в диссипирующем материале. Для полиэтилена при С=2·103 м/с имеем Qак=30.2. С учетом того, что осевой размер накладки составляет половину длины магнитострикционного пакета, для указанного отношения добротностей получаем величину не более 3.4·10-2, то есть дополнительные потери, возникающие в материале накладки не превышают 3.4% от общих потерь, что вполне допустимо и не умоляет преимуществ, доставляемых техническим результатом.C is the speed of sound in a dissipative material. For polyethylene at C = 2 · 10 3 m / s we have Q ak = 30.2. Taking into account the fact that the axial size of the lining is half the length of the magnetostrictive packet, for the indicated Q factor we obtain a value of not more than 3.4 · 10 -2 , that is, the additional losses that occur in the lining material do not exceed 3.4% of the total losses, which is quite acceptable and not begs the benefits delivered by the technical result.

Источники информацииInformation sources

1. Патент RU 2247644, 2005.03.10. Устройство для ультразвуковой чистовой финишной обработки поверхностей.1. Patent RU 2247644, 2005.03.10. Device for ultrasonic finishing of surfaces.

2. Л.М.Бреховских. Волны в слоистых средах. - М.: Изд. АН СССР, 1957. - 502 с.2. L.M. Brekhovskikh. Waves in layered media. - M.: Publishing. USSR Academy of Sciences, 1957. - 502 p.

3. Физические величины. Справочник / Под ред. Григорьева И.С., Мейлихова Е.З. - М.: Энегоатомиздат, 1991. - 1232 с.3. Physical quantities. Handbook / Ed. Grigoryeva I.S., Meilikhova E.Z. - M .: Enogoatomizdat, 1991 .-- 1232 p.

Claims (5)

1. Ультразвуковой магнитострикционный преобразователь, содержащий цилиндрический корпус, контактирующий с прижимной пружиной, и расположенный в корпусе стержневой акустический резонатор, характеризуемый резонансной частотой, состоящий из магнитострикционного пакета с двумя активными торцами, фронтальным и тыльным, а также концентратора, жестко соединенного с фронтальным торцом пакета и с корпусом, отличающийся тем, что акустический резонатор дополнительно содержит цилиндрическую накладку, жестко соединенную с тыльным торцом пакета и с корпусом на ее противоположном от пакета торце на расстоянии, равном нечетному числу четвертей длины продольной акустической волны в материале накладки на резонансной частоте резонатора; цилиндрическая поверхность накладки контактирует с внутренней цилиндрической поверхностью корпуса скользящей посадкой, а корпус контактирует с прижимной пружиной торцом части цилиндра, выступающей за указанный противоположный торец накладки, при этом удельный акустический импеданс материала накладки меньше/больше удельных акустических импедансов материалов корпуса и магнитострикционного пакета.1. Ultrasonic magnetostrictive transducer containing a cylindrical body in contact with the clamping spring, and a rod acoustic resonator located in the housing, characterized by a resonant frequency, consisting of a magnetostrictive package with two active ends, front and rear, as well as a hub rigidly connected to the front end of the package and with a housing, characterized in that the acoustic resonator further comprises a cylindrical plate rigidly connected to the rear end of the package and with the housing at its opposite end from the package at a distance equal to an odd number quarters of the length of the longitudinal acoustic wave in the material lining the resonant frequency of the resonator; the cylindrical surface of the lining is in contact with the inner cylindrical surface of the casing by a sliding fit, and the casing is in contact with the pressure spring by the end of the cylinder portion protruding from the specified opposite end of the lining, while the specific acoustic impedance of the lining material is less than / greater than the specific acoustic impedances of the materials of the casing and magnetostrictive package. 2. Преобразователь по п.1, отличающийся тем, что накладка выполнена из материала с модулем Юнга, не превышающим 0,05 от модуля Юнга материала корпуса, например из полиэтилена высокого давления.2. The Converter according to claim 1, characterized in that the plate is made of a material with a Young's modulus not exceeding 0.05 from the Young's modulus of the body material, for example, high pressure polyethylene. 3. Преобразователь по п.1, отличающийся тем, что накладка образует торцевую стенку корпуса, выполненного герметичным.3. The Converter according to claim 1, characterized in that the plate forms the end wall of the housing, which is sealed. 4. Преобразователь по п.1, отличающийся тем, что прижимная пружина набрана из тарельчатых пружин, тарирована по деформации и силе прижима и образует элемент силоизмерителя.4. The Converter according to claim 1, characterized in that the clamping spring is composed of Belleville springs, calibrated for deformation and clamping force and forms a force meter element. 5. Преобразователь по п.4, отличающийся тем, что при требовании увеличения глубины акустического воздействия на металл прижимная пружина допускает усилие прижима до 0,1 МН. 5. The Converter according to claim 4, characterized in that when the requirement is to increase the depth of acoustic impact on the metal, the compression spring allows a clamping force of up to 0.1 MN.
RU2007128497/28A 2007-07-24 2007-07-24 Ultrasonic magnetostrictor RU2345505C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007128497/28A RU2345505C2 (en) 2007-07-24 2007-07-24 Ultrasonic magnetostrictor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007128497/28A RU2345505C2 (en) 2007-07-24 2007-07-24 Ultrasonic magnetostrictor

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2007128497A RU2007128497A (en) 2007-12-10
RU2345505C2 true RU2345505C2 (en) 2009-01-27

Family

ID=38903638

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2007128497/28A RU2345505C2 (en) 2007-07-24 2007-07-24 Ultrasonic magnetostrictor

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2345505C2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2477210C2 (en) * 2010-12-23 2013-03-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тольяттинский государственный университет" Device for automatic ultrasound hardening
RU2561949C2 (en) * 2014-01-10 2015-09-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тольяттинский государственный университет" Device for ultrasound strengthening of parts of rotation body type at nc machines

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2477210C2 (en) * 2010-12-23 2013-03-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тольяттинский государственный университет" Device for automatic ultrasound hardening
RU2561949C2 (en) * 2014-01-10 2015-09-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тольяттинский государственный университет" Device for ultrasound strengthening of parts of rotation body type at nc machines

Also Published As

Publication number Publication date
RU2007128497A (en) 2007-12-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Hubbard The acoustic resonator interferometer: I. The acoustic system and its equivalent electric network
Chen et al. Acoustic focusing to the waveguides utilizing double parabolic reflectors
WO2021208283A1 (en) Ultrasonic vibration platform for processing large part, and operating process therefor
RU2345505C2 (en) Ultrasonic magnetostrictor
Pérez-Sánchez et al. Numerical design and analysis of a langevin power ultrasonic transducer for acoustic cavitation generation
La Mura et al. Acoustic reflectivity minimization in capacitive micromachined ultrasonic transducers (CMUTs)
RU2332266C1 (en) Ultrasonic vibration system
JP5504276B2 (en) Sonic transducer and sonar antenna with improved directivity
Khmelev et al. High power ultrasonic oscillatory systems
Shuyu Equivalent circuits and directivity patterns of air-coupled ultrasonic transducers
RU2284228C1 (en) Ultrasonic oscillating system
CN109225788B (en) High-efficiency broadband air-medium ultrasonic transducer with double-phonon crystal composite structure
Iula et al. A power transducer system for the ultrasonic lubrication of the continuous steel casting
Shanker et al. Free vibrations of fluid-loaded poroelastic hollow sphere surrounded by a fluid
Gauthier et al. Comparison of a piezoceramic transducer and an EMAT for the omnidirectional transduction of SH0
RU2334956C2 (en) Meter of output acoustic capacity of ultrasonic transducer and method of its measurement
RU2141386C1 (en) Ultrasonic oscillation system
CN209894761U (en) Excitation source
RU2291044C1 (en) Device for ultrasonic treatment of article surfaces
SU1176972A1 (en) Composite piezoelectric ultrasonic converter
Moosad et al. Frequency fine-tuning in Class IV flextensional transducers
RU2384373C1 (en) Ultrasonic oscillating system
JP2009077130A (en) Ultrasonic vibrator
SU557826A1 (en) Ultrasonic Transducer for Processing Fluids
Mahdavinejad Finite element dimensional design and modeling of an ultrasonic transducer

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20110725