Hogyan lehet tökéletes ultrahangos kürt és jelátalakító párosítást

Hogyan lehet tökéletes ultrahangos kürt és jelátalakító párosítást

 1. Ultrahangos jelátalakító elvének és kialakításának (ultrahangos vibrációs rendszer) illeszkedése

Absztrakt: A műanyag hegesztőgép ultrahangos átalakító rendszerének tervezése és számítása, valamint a PRO-E háromdimenziós szoftver használata háromdimenziós modell rajzolásához, majd a frekvenciaelemzés hasznos tervezési módszert jelent az ultrahangos átalakító rendszerhez.

Kulcsszavak: ultrahangos átalakító, ultrahangos vibrátor, ultrahangos vibrátor, ultrahangos vibrációs rendszer

A mai társadalomban a különféle műanyag termékek a mindennapi élet különböző területeire hatoltak be. A hagyományos feldolgozási technológia már nem tudja kielégíteni a modern műanyagipar fejlesztési igényeit. Az ultrahangos műanyag hegesztőgéphez nem kell ragasztót, töltőanyagot vagy oldószert hozzáadni, és nem fogyaszt nagy mennyiségű hőforrást a műanyag termékek hegesztésekor. Előnyei az egyszerű kezelés, a gyors hegesztési sebesség, a nagy hegesztési szilárdság és a magas gyártási hatékonyság. Ezért az ultrahangos hegesztési technológia egyre szélesebb körben elterjedt. Az ultrahangos átalakító rendszerek általában ultrahangos jelátalakítókat és ultrahangos kürtöket tartalmaznak, amelyek az ultrahangos hegesztés alapelemei, és a jó ultrahangos átalakítók az ultrahangos hegesztés előfeltételei.

2.1 Ultrahangos jelátalakító kialakítása

Amikor az ultrahangos műanyag hegesztőgép működik, a műanyag munkadarab feldolgozása nagyfrekvenciás hosszirányú rezgést igényel, így a munkadarab felső és alsó formája vibrál, és megolvasztja a felső és az alsó réteget a hegesztési hatás eléréséhez. Ezért a jelátalakító típusát hosszanti kompozit jelátalakítóként választjuk, és a szerkezet egyszerű, és a vázlatos diagram a 1. ábrán látható. 2. Az első és az utolsó két darab fém fedőlemez; a középső egy piezoelektromos kerámia kristályhalom, amely általában egy hosszirányban polarizált kerek lyuk vagy kerek cső, vagy egy sugárirányban polarizált kerek cső; egy feszítőcsavar meghúzza a három részt Szorosan összenyomva.

Ultrahangos kürt

Ultrahangos kürt szerkezeti diagramja

Ultrahangos hegesztőfej

Lépcsős ultrahangos forma

A PRO-E szoftver segítségével a kürt frekvenciájának elemzésére először a kürt 3D modelljét készítjük a PRO-E 3D szoftverrel a kürt méretének megfelelően. Másodszor, a frekvenciaelemző eszközt a kürt frekvenciájának elemzésére használják. A bemeneti kisfrekvenciás értéke 20000 Hz, az anyag 2A01 és az anyag rugalmassági modulusa 0,7×105 MPa, ami 0,3. A 4. ábrán látható elemzési eredmények után a kürt kimenetén a rezgésfrekvencia 20544 Hz, ami nem sokban tér el a kezdeti 20 kHz-es frekvenciaértéktől, így megfelel a tervezési követelményeknek.

2.3 Ultrahangos hegesztőfej kialakítása

Amikor az ultrahangos műanyaghegesztőgép működik, a szerszámfej által a munkadarabra kifejtett erő körülbelül 30-50 N, tehát az erő nem nagy, és közepes szilárdságú munkafeltétel, így a 2A01 típusú kemény alumínium választható gyártási anyagként. . A szerszámfej megfelelő működéséhez a szerszámfejnek a kürt kimenetéhez csatlakoztatott része illeszkedik. Az illesztés a kürt kimenete és a szerszámfej bemenete közötti impedanciaillesztésre vonatkozik. Ezért szükséges, hogy a csatlakozófelületeik rezonanciafrekvenciáján a kürt kimeneti impedanciája egyenlő legyen a szerszámfej bemeneti impedanciájával. A fent említett ismeretek szerint a kettő azonos impedanciájához csak az szükséges, hogy a keresztmetszeti területük egyenlő legyen.

Ultrahangos hegesztőfej rajz

A PRO-E szoftver segítségével az ultrahangos hegesztőfej frekvenciájának elemzéséhez először a PRO-E 3D szoftverrel a szerszámfej 3D-s modelljét rajzolják meg a hegesztőfej méretének megfelelően. Ezután a szerszámfej frekvenciáját elemeztük. A bemeneti alacsony frekvencia értéke 20 kHz, az anyag 2A01, az anyag rugalmassági modulusa 0,7×105 MPa, 0,3. Frekvenciaelemzés diagram

Ultrahangos hegesztőfej vizsgálat

Látható, hogy a hegesztőfej fej kis végfelülete is az ábra felső részének rezonanciafrekvenciája 20021 Hz, ami nem sokban tér el az elsőként adott 20 kHz-es ultrahanghullám frekvenciájától. Ezért a szerszámfej kialakítása megfelelhet a tervezési követelményeknek, a munkaidő pedig lehet A jelátalakító által a kürtön keresztül a kürtfej bemeneti végére továbbított rezgés rezonál.

Ultrahangos hegesztőfej frekvenciaelemzés

A tetszőleges változó keresztmetszetű rezgésegyenlet szerint a rezgésegyenlet általános megoldását azzal a feltétellel oldjuk meg, hogy a vibrátor egyes részeinek koordinátái és peremfeltételei ismertek, majd az általános megoldás és az ultrahangos átalakító peremfeltételei körül megkapjuk a frekvenciaegyenletet és a rezgési sebességet. Az ultrahangos jelátalakítókat a feszültségeloszlási egyenlet és a piezoelektromos hatású kerámiaanyag jellemzőinek ismeretében tervezték. Az ultrahangos műanyaghegesztőgép működési állapotának megfelelően a kürt típusát választják ki; az amplitúdó erősítési tényező szerint a hullám teljesítménye és az amplitúdó közötti összefüggést, a kürt keresztmetszeti területét megkapjuk; az általános megoldás a rezgéssebesség-egyenlet és a kürt szerint Kényelmes feltételek, számítsa ki a kürt egyes részeinek feszültség- és rezgéssebesség-eloszlását. A frekvenciaegyenletnek és a szilárdsági feltételnek megfelelően megtervezték az ultrahangos műanyaghegesztőgép hegesztőfejét.

Ultrahangos jelátalakító paramétervizsgálat

Egy sor tudástervezés és számítás során meghatározzák az ultrahangos jelátalakító, a kürt és a szerszámfej méreteit, és a spektrumelemzést a PRO-E szoftver végzi annak ellenőrzésére, hogy megfelel-e a tervezési követelményeknek. Ezzel elkészült az ultrahangos műanyaghegesztőgép vibrációs rendszerterve, amely hasznos tervezési lépéseket és módszereket nyújt az ultrahangos vibrációs rendszerhez.

2. Ultrahangos jelátalakítók kiválasztása:

Az ultrahangos jelátalakító egy energiaátalakító eszköz, amelynek feladata, hogy a bemenő elektromos energiát mechanikai energiává (vagyis ultrahanghullámokká) alakítsa át, majd kiadja, miközben kis mennyiségű (10%-nál kevesebb) energiát fogyaszt. Emiatt az ultrahangos jelátalakító használatakor figyelembe veendő probléma a bemeneti és kimeneti kapcsokkal való illesztés, majd a mechanikai szerelési és illesztési méretek. Sokféle ultrahangos gép létezik a piacon, és az ügyfeleknek pontos és megbízható mutatókat kell biztosítaniuk annak biztosítására, hogy a vállalat által biztosított ultrahangos jelátalakító termékek jól illeszthetők legyenek az Ön cége ultrahangos gépeihez a jó teljesítmény elérése érdekében.

 

Ultrahangos jelátalakító

Az ultrahangos átalakítóknak és ultrahangos vibrátoroknak a következő paraméterekre kell figyelniük:

1 Rezonanciafrekvencia: f, Mértékegysége: KHz

A frekvencia átviteli vonali módszerrel, frekvenciagenerátorral, millivoltmérővel vagy hasonlóval mért frekvenciára vonatkozik, vagy impedanciaanalizátorral vagy hasonlóval mért frekvenciára. Általában kis jelfrekvencia néven ismert. Ezzel szemben a felső frekvencia, amely a fogyasztó által mért tényleges működési frekvencia, amikor a jelátalakítót kábelen keresztül csatlakoztatják a hajtás tápegységéhez, és tehermentesítik vagy terhelik. Mivel az ügyfelek illesztési áramkörei eltérőek, ugyanazok a jelátalakítók eltérő frekvenciájúak a különböző meghajtó áramforrásokkal. Az ilyen frekvenciák nem használhatók rendelési alapként.

2 Átalakító kapacitása: CT, mértékegysége: PF

Vagyis a jelátalakító szabad kapacitása kondenzátorhíddal mérhető 400 Hz-től 1000 Hz-ig terjedő frekvencián, és impedanciakarakterisztika analizátor is használható. Az egyszerűség kedvéért az általános hordozható kapacitásmérővel végzett mérés is megfelel a követelményeknek.

3 jelátalakító üzemmód

Az eltérő feldolgozási módok és követelmények miatt a jelátalakító munkamódja nagyjából felosztható folyamatos munkára (csipkegép, CD-szett gép, cipzáros gép, fémhegesztés stb.) és impulzus típusú munkákra (például műanyaghegesztő gép). Különböző munkamódszerek A jelátalakítóval szemben támasztott követelmények eltérőek. Általában a folyamatos működésnél szinte nincs szünetidő, de az üzemi áram nem túl nagy, az impulzusüzem szaggatott, szünet van, de a pillanatnyi áram nagyon nagy. Átlagosan mindkét állam ereje nagy.

4 jeladó típusú és nagy teljesítményű

A gép gyártója eltérő előírásokat írhat elő a gép névleges teljesítményére vonatkozóan különböző célokra és célokra. Más szavakkal, ugyanaz a jelátalakító eltérő névleges teljesítménnyel rendelkezhet a különböző gépeken. A félreértések elkerülése érdekében az ügyfélnek meg kell adnia a jelátalakító szerkezetét, például oszlop típusát, fordított kürt típusát stb., valamint a piezoelektromos kerámia lapkák átmérőjét és számát.

5 Beépítési és illesztési méretek

Főleg ultrahangos kürt anyagok, felületkezelési módszerek és formák vannak. Az ultrahangos jelátalakító az ultrahangos kürthöz, az ultrahangos kürt az ultrahangos formához, valamint az ultrahangos kürt karima átmérője, vastagsága, bevágás vagy csavarlyuk száma és helyzete.