Влияние обрабатываемых материалов на параметры электрического генератора
Рассмотрим, каковы внешние факторы, и каким образом они влияют на работу генератора. Под внешними факторами понимаются воздействия различных сред, которые контактируют с рабочим инструментом колебательной системы. Контакт с внешней средой происходит посредством колебательной системы, и поэтому внешние воздействия, прежде всего, влияют на колебательную систему, на ее параметры, с изменением которых происходит изменение параметров всего генератора. Работа на газовую среду (воздух) считается работой генератора вхолостую. Однако такой режим может возникать в ходе технологических процессов обработки твердых хрупких материалов и его необходимо учитывать. Что же происходит при работе генератора на газовую среду? Такой режим работы характеризуется малым потреблением энергии от генератора, поскольку газовая среда является для ультразвуковой колебательной системы малой нагрузкой. При работе генератора на воздух ультразвуковая колебательная система свободно колеблется. Влияния внешней среды на нее нет, и поэтому добротность практически не изменяется. Таблица 3.1 - Изменение параметров колебательной системы в зависимости от температуры
При анализе работы генераторов следует учитывать один важный момент, связанный с работой колебательной системы в газовой среде. Если генератор был нагружен на некую среду (например, жидкость или твердое тело), а затем эта среда сменилась на воздух, происходит резкое уменьшение отбора энергии средой, а поступление энергии от генератора остается прежним. В таком случае происходит значительное повышение амплитуды механических колебаний, очень быстрый разогрев колебательной системы, и завершается этот процесс механическим разрушением концентратора, рабочего инструмента и пьезоэлементов. Итак, в случае стационарной работы колебательной системы в газовой среде происходит медленный уход собственной частоты колебательной системы и изменение емкости керамики. Потребление энергии от генератора в этом случае минимальное. Промежуточной акустической нагрузкой между газовой средой и твёрдым телом при размерной обработке является жидкая (а точнее, жидкодисперсная) среда. Чем же характеризуется такая акустическая нагрузка? 1. Условия ввода ультразвуковых колебаний из колебательных систем с помощью металлических рабочих инструментов в жидкости наиболее благоприятные по сравнению с введением колебаний в газовые среды. Обусловлено это тем, что удельное волновое сопротивление жидких сред в несколько тысяч раз больше (для воды в 3500 раз) больше, чем у газов и, соответственно, в несколько тысяч раз большая мощность попадет из колебательной системы в жидкость при одинаковой амплитуде колебаний рабочего инструмента колебательной системы. 2. В жидких средах возникает и протекает специфический физический процесс – ультразвуковая кавитация, обеспечивающий максимальные энергетические воздействия как на сами жидкости, так и на твердые тела в жидкостях. Кавитационный процесс обеспечивает эффективность ультразвуковой размерной обработки.При акустической нагрузке в виде жидкой среды различают три основных режима: 1. работа в докавитационной жидкости; 2. работа в момент возникновения кавитации; 3. работа при развитой кавитации. Работа ультразвуковой колебательной системы на докавитационную жидкость является самым энергоемким режимом генератора. В жидкостях поглощение акустической энергии, отвод тепловой энергии идет сильнее, чем в воздухе. Работа в докавитирующей жидкости, как и работа на воздух, происходит без резких изменений параметров ультразвуковой колебательной системы. При помещении рабочего инструмента колебательной системы в жидкую среду меняется добротность и резонансная частота колебательной системы. При дальнейшей работе не происходит резких изменений этих параметров.При работе на воду так же происходит прогрев колебательной системы из-за внутренних механических потерь в системе. Это, как при работе на воздух, приводит к плавному изменению резонансной частоты и изменению электрической емкости керамики в связи с её прогревом. С точки зрения динамики изменения параметров концентратора от прогрева работа генератора на жидкость в докавититационном режиме схожа с работой на воздух. Единственное отличие состоит в том, что отбор энергии от колебательной системы больше, соответственно подача энергии от генератора должна быть больше. Работа генератора на воду и на воздух является, соответственно, самым энергетически тяжелым и самым энергетически легким режимами работы УЗ генератора. С точки зрения динамики изменения параметров УЗ колебательной системы оба этих режима являются самыми легкими. Однако есть такие режимы работы колебательной системы, при которых их параметры меняются относительно динамично - это процессы сварки и обработки хрупких материалов (сверление). В процессе сверления на колебательную систему действует статическое давление, которое меняется в процессе работы. Изменение статического давления также влияет на добротность системы и ее резонансную частоту. При сверлении могут возникать ситуации заклинивания рабочего инструмента, что приводит к резкому уходу резонансной частоты.Кроме того, в процессе ультразвуковой обработки меняется площадь акустического контакта рабочего инструмента, при изменении глубины обработки изменяется количественный и качественный состав абразивной суспензии. В этих случаях происходит не только изменение рабочей частоты колебательной системы, но меняется амплитуда колебаний рабочего инструмента
Популярное: Почему люди поддаются рекламе?: Только не надо искать ответы в качестве или количестве рекламы... Почему двоичная система счисления так распространена?: Каждая цифра должна быть как-то представлена на физическом носителе... ©2015-2024 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (238)
|
Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку... Система поиска информации Мобильная версия сайта Удобная навигация Нет шокирующей рекламы |