Файл: Волосатов, В. А. Ультразвуковая обработка.pdf

Величина магнитострикционной деформации весьма мала (порядка 10^5 и 10~8) и характеризуется относи­

вые зависимости относительного удлинения от напря­ женности магнитного поля для никеля и пермендюра. Относительное удлинение материала пластины преобра­ зователя длиной / отложено по оси ординат; по оси абсцисс отложена напря-

что преобразователи, изготовленные из пермендюра, при

в точке Кюри совершенно исчезает. Так, например, при нагревании никеля до 100° С магнитострикционный эф­ фект уменьшается на 10—12%, а при температуре около 360° С (точка Кюри никеля) совершенно исчезает. У пер­ мендюра магнитострикционные свойства сохраняются до температуры 200—300° С.

Для сохранения магнитострикционных свойств преоб­ разователей из этих материалов их необходимо охлаж-

48

дать в процессе работы; для этого обычно применяют проточную воду.

Конструкция магнитострикционного преобразователя,

В ультразвуковых станках для размерной обработки твердых хрупких материалов применяют одно- и много­ стержневые преобразователи (рис. 24). Одностержневой преобразователь имеет разомкнутый магнитный поток. Эти преобразователи обладают низким к. п. д. из-за боль­ ших потерь на магнитные потоки рассеяния. С этой точ­ ки зрения лучшими являются двух- и многостержневые преобразователи, имеющие замкнутую магнитную цепь.

Наиболее часто в ультразвуковых станках исполь­ зуют двухстержневые магнитострикционные преобразо­ ватели. Конструктивно такие преобразователи представ-, ляют собой набор тонколистовых пластин из ферромаг­ нитного материала, собранных в пакет. Пластины тер­ мически обрабатывают (отжигают) по специальной технологии, что позволяет снизить потери и улучшить магнитострикционные свойства материала пластин.

Толщина пластин должна быть минимально возмож­ ной, так как увеличение ее приводит к увеличению по­ терь энергии на вихревые токи и снижению к. п. д. пре­ образователя. Практически пластины из никеля делают толщиной 0,1 мм, а из пермендюра — 0,2 млн.

Собранные в пакет пластины должны иметь хорошую электрическую изоляцию, так как это снижает потери в преобразователе; для этого их оксидируют.

При выборе размеров магнитострикционного преоб­ разователя исходят из мощности и рабочей частоты. При этом необходимо учитывать, что к. п. д. магнитострикци­ онного преобразователя обычно не превышает 0,5. По­ этому акустическая мощность, излучаемая преобразова­ телем, примерно в два раза меньше электрической мощ­

49

Ширина окна с (рис. 24) должна приниматься с уче­ том размещения обмотки и в зависимости от мощности Р установки. Значение с практически принимают рав­ ным:

При квадратном, наиболее часто применяемом на практике, сечении пакета ширина Н пластины подсчитывается по формуле:

Тогда ширина каждого стержня составитз

И—с

а — —g— с м -

Величина накладки b может составлять! b = (1 н-1,2) а см.

Длина окна пластины определяется по формуле;

50

Произведя указанные расчеты, можно с достаточной для практики точностью определить длину пластины:

l=2b+h.

Пример. Определить размеры двухстержневого магнитострикционного преобразователя из пермендюра марки К49Ф2 на ра­ бочую мощность 400 ет при резонансной частоте /=22 кгц.

1. По ф-ле (I) определяем площадь сечения пакета:

Н100 + 400 « 25,5 мм.

Округляя полученное значение Н, принимаем сечение пакета равным 25 x 25 мм.

4. Ширина каждого стержня будет составлять:

25-10

а= g— = ' >° м м -

5.Размер накладки принимаем равным:

51