Cum să faci o potrivire perfectă a cornului ultrasonic și a traductorului

Cum să faci o potrivire perfectă a cornului ultrasonic și a traductorului

 1. Potrivirea principiului și designului traductorului cu ultrasunete (sistem de vibrații cu ultrasunete).

Rezumat: Proiectarea și calculul sistemului de traductor ultrasonic al mașinii de sudură din plastic și utilizarea software-ului tridimensional PRO-E pentru a desena un model tridimensional, urmat de analiza frecvenței, oferă o metodă de proiectare utilă pentru sistemul de traductor ultrasonic.

Cuvinte cheie: traductor ultrasonic, vibrator ultrasonic, vibrator ultrasonic, sistem de vibrație ultrasonică

În societatea contemporană, diverse produse din materiale plastice au pătruns în diverse domenii ale vieții de zi cu zi. Tehnologia tradițională de prelucrare nu mai poate satisface nevoile de dezvoltare ale industriei moderne a materialelor plastice. Mașina de sudură cu ultrasunete pentru plastic nu trebuie să adauge niciun adeziv, umplutură sau solvent și nu consumă o cantitate mare de sursă de căldură atunci când sudează produse din plastic. Are avantajele unei operațiuni simple, viteze rapide de sudare, rezistență ridicată la sudare și eficiență ridicată a producției. Prin urmare, tehnologia de sudare cu ultrasunete devine din ce în ce mai utilizată. Sistemele de transducere cu ultrasunete includ de obicei traductoare cu ultrasunete și cornuri ultrasonice, care sunt componentele de bază pentru sudarea cu ultrasunete, iar traductoarele ultrasonice bune sunt condiții prealabile pentru sudarea cu ultrasunete.

2.1 Design traductor cu ultrasunete

Când mașina de sudură cu ultrasunete din plastic funcționează, prelucrarea piesei de prelucrat din plastic necesită vibrații longitudinale de înaltă frecvență, astfel încât matrițele superioare și inferioare ale piesei de prelucrat să vibreze și să topească straturile superioare și inferioare pentru a obține efectul de sudare. Prin urmare, tipul de traductor este selectat ca traductor longitudinal compozit, iar structura este simplă, iar diagrama schematică este prezentată în FIG. 2 . Primele și ultimele două piese sunt plăci de acoperire metalice; mijlocul este o grămadă de cristal ceramică piezoelectrică, care este în general o gaură rotundă polarizat longitudinal sau un tub rotund, sau un tub rotund polarizat radial; un șurub de tensiune strânge cele trei părți Strâns presat.

Corn ultrasonic

Diagrama structurii cornului cu ultrasunete

Cap de sudura cu ultrasunete

Matriță cu ultrasunete în trepte

Folosind software-ul PRO-E pentru a analiza frecvența claxonului, în primul rând, modelul 3D al cornului este desenat de software-ul PRO-E 3D în funcție de dimensiunea claxonului. În al doilea rând, instrumentul de analiză a frecvenței este utilizat pentru a analiza frecvența claxonului. Valoarea frecvenței joase de intrare este de 20000 Hz, materialul este 2A01 și modulul de elasticitate al materialului este de 0,7×105 MPa, adică 0,3. După ce rezultatele analizei sunt prezentate în Figura 4, frecvența vibrațiilor la ieșirea claxonului este de 20544 Hz, ceea ce nu este mult diferit de valoarea inițială a frecvenței de 20 kHz, astfel încât poate îndeplini cerințele de proiectare.

2.3 Design cap de sudare cu ultrasunete

Când mașina de sudură cu ultrasunete din plastic funcționează, forța exercitată asupra piesei de prelucrat de către capul sculei este de aproximativ 30 până la 50 N, deci forța nu este mare și este o condiție de lucru cu rezistență medie, astfel încât aluminiul dur al modelului 2A01 poate fi selectat ca material de fabricație. . Pentru ca capul sculei să funcționeze corect, partea capului sculei care este conectată la ieșirea claxonului este potrivită. Potrivirea se referă la potrivirea impedanței între ieșirea claxonului și intrarea capului sculei. Prin urmare, este necesar ca la frecvența de rezonanță de pe fețele lor de îmbinare, impedanța de ieșire a claxonului să fie egală cu impedanța de intrare a capului sculei. Conform cunoștințelor menționate mai sus, impedanța egală a celor două necesită doar ca zonele lor transversale să fie egale.

Desen cap de sudare cu ultrasunete

Folosind software-ul PRO-E pentru a analiza frecvența capului de sudură cu ultrasunete, în primul rând, modelul 3D al capului sculei este desenat de software-ul PRO-E 3D în funcție de dimensiunea capului de sudură. Apoi, capul sculei a fost analizat pentru frecvență. Valoarea frecvenței joase de intrare a fost de 20 kHz, materialul a fost 2A01, iar modulul elastic al materialului a fost 0,7×105 MPa, 0,3. Diagrama de analiză a frecvenței

Inspecție cu ultrasunete a capului de sudare

Se poate observa că partea mică a capului capului de sudare este, de asemenea, frecvența de rezonanță a părții superioare a figurii este de 20021 Hz, care nu este mult diferită de frecvența primei unde ultrasonice date de 20 kHz. Prin urmare, designul capului sculei poate îndeplini cerințele de proiectare, iar timpul de lucru poate fi. Vibrația transmisă de traductor prin claxon la capătul de intrare al capului cornului rezonează.

Analiza frecvenței capului de sudare cu ultrasunete

Conform ecuației de vibrație a oricărei secțiuni transversale variabile, soluția generală a ecuației de vibrație este rezolvată cu condiția ca coordonatele și condițiile de limită ale fiecărei părți a vibratorului să fie cunoscute, iar apoi ecuația de frecvență și viteza de vibrație sunt obținute în jurul condițiilor de limită ale soluției generale și ale traductorului ultrasonic. Traductoarele cu ultrasunete au fost proiectate cu o serie de cunoștințe despre ecuația de distribuție a tensiunilor și caracteristicile materialului ceramic cu efect piezoelectric. În funcție de starea de lucru a mașinii de sudură cu ultrasunete din plastic, este selectat tipul de corn; în funcție de factorul de amplificare a amplitudinii, relația dintre puterea undei și amplitudine, se obține aria secțiunii transversale a cornului; soluția generală în funcție de ecuația vitezei de vibrație și a claxonului Condiții convenabile, calculați stresul și distribuția vitezei de vibrație a fiecărei părți a claxonului. În conformitate cu ecuația de frecvență și starea de rezistență, a fost proiectat capul de sudură al mașinii de sudat cu ultrasunete din plastic.

Testarea parametrilor traductorului cu ultrasunete

Printr-o serie de cunoștințe de proiectare și calcule, se determină dimensiunile traductorului ultrasonic, claxonul și capul sculei, iar analiza spectrului este efectuată de software-ul PRO-E pentru a verifica dacă îndeplinește cerințele de proiectare. Astfel, proiectarea sistemului de vibrații al mașinii de sudură cu ultrasunete din plastic este finalizată, ceea ce oferă pași și metode utile de proiectare pentru sistemul de vibrații cu ultrasunete.

2. Selectarea traductoarelor cu ultrasunete:

Un traductor ultrasonic este un dispozitiv de conversie a energiei a cărui funcție este de a converti puterea electrică de intrare în putere mecanică (adică, unde ultrasonice) și apoi de a o distribui, în timp ce consumă o cantitate mică de energie (mai puțin de 10%). Prin urmare, problema care trebuie luată în considerare atunci când se utilizează un traductor cu ultrasunete este potrivirea cu bornele de intrare și de ieșire, urmată de dimensiunile mecanice de montare și de împerechere. Există multe tipuri de mașini cu ultrasunete pe piață, iar clienții trebuie să furnizeze indicatori precisi și fiabili pentru a se asigura că produsele cu traductoare cu ultrasunete furnizate de companie pot fi potrivite cu mașinile cu ultrasunete ale companiei dvs. pentru a obține performanțe bune.

 

Traductor cu ultrasunete

Traductoarele cu ultrasunete și vibratoarele cu ultrasunete ar trebui să acorde atenție următorilor parametri:

1 Frecvență de rezonanță: f, Unitate: KHz

Frecvența se referă la o frecvență măsurată printr-o metodă de linie de transmisie folosind un generator de frecvență, un milivoltmetru sau altele asemenea, sau o frecvență măsurată de un analizor de impedanță sau altele asemenea. Cunoscută în general ca frecvența semnalului mic. Opus acesteia se află frecvența superioară, care este frecvența reală de operare măsurată de client atunci când traductorul este conectat la sursa de alimentare a convertizorului printr-un cablu și este descărcat sau încărcat. Deoarece circuitele de potrivire ale clienților sunt diferite, aceleași traductoare sunt diferite ca frecvență cu diferite surse de putere de antrenare. Astfel de frecvențe nu pot fi folosite ca bază de comandă.

2 Capacitate traductor: CT, unitate: PF

Adică, capacitatea liberă a traductorului poate fi măsurată printr-o punte de condensator la o frecvență de 400 Hz până la 1000 Hz și poate fi utilizat și un analizor caracteristic de impedanță. Pentru a fi simplu, măsurarea cu un contor de capacitate portabil general poate îndeplini și cerințele.

Modul de lucru cu 3 traductoare

Datorită metodelor și cerințelor diferite de procesare, modul de lucru al traductorului poate fi împărțit aproximativ în lucru continuu (mașină de dantelă, mașină de set CD, mașină de fermoar, sudura metalelor etc.) și lucru de tip impuls (cum ar fi mașina de sudură din plastic). Metode de lucru diferite Cerințele pentru traductor sunt diferite. În general, funcționarea continuă nu are aproape niciun timp de pauză, dar curentul de funcționare nu este foarte mare, funcționarea cu puls este intermitentă, există o pauză, dar curentul instantaneu este foarte mare. În medie, puterea ambelor state este mare.

4 tip traductor și putere mare

Producătorul mașinii poate avea specificații diferite pentru puterea nominală a mașinii pentru diferite scopuri și scopuri. Cu alte cuvinte, același traductor poate avea puteri nominale diferite utilizate pe mașini diferite. Pentru a evita ambiguitatea, clientul trebuie să specifice structura traductorului, cum ar fi tipul de coloană, tipul de corn inversat etc., precum și diametrul și numărul de plachete ceramice piezoelectrice.

5 Dimensiuni de instalare și împerechere

Există în principal materiale de corn cu ultrasunete, metode de tratare a suprafețelor și forme. Traductorul ultrasonic este conectat cu cornul ultrasonic, cornul ultrasonic este conectat cu matrița cu ultrasunete și diametrul, grosimea, numărul de crestătură sau orificiul șurubului și poziția flanșei cornului ultrasonic.