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声学堆栈接触面维护

超声波换能器、变幅杆和工具头之间的接触面必须是光滑并且是平整的。如果存在任何气隙,将导致功率输出和效率的损失。耦合可能很差,以至于可能妨碍超声波堆栈的启动。

过度隆起或接触面不平整的情况,只会出现在螺栓周围区域的接触面中,该部位出现抛光外观。这表明组件之间的接触仅发生在抛光区域,其他部位都没有很好的接触。由于部件之间的振动传递效率低下,部件之间的接触区域会积累过多的热量。

通常平整度公差规定以下:

  • 换能器:20 kHz时为0.0005英寸,40 kHz时为0.005英寸;
  • 变幅杆:20 kHz时为0.0010英寸,40 kHz时为0.0005英寸;
  • 工具头:20 kHz时为0.0010英寸,40 kHz时为0.0010英寸。

超声波变幅杆表面不平整的示例:

当任何接触表面看起来像给定的示例时,请将您的工具发送给原始制造商进行重新组装。这将延长工具寿命并降低部件永久损坏的可能性。

如果您没有时间将超声波变幅杆或换能器送回重新组装,该怎么办?如果只是表面脏了并且没有任何凹痕,您可以将表面打磨光滑。

修复超声波堆栈

定期检查超声波堆栈非常重要,以确保组件处于良好的工作状态。此外,您可以采取几个步骤来修复堆栈:

  • 拆下超声波换能器、变幅杆、工具头组并用干净的抹布或纸巾擦拭结合面。
  • 检查连接面:如果它们看起来状况良好,跳到步骤9。如果任何表面被腐蚀或显示出黑而硬的沉淀物,则应重新修复(步骤3 - 8)。如果任何部件的配合表面显示有凸起、凹陷或任何其他不平整的情况,请联系超声波行业专业人员寻求建议。结合表面上非常小且孤立坑洞通常不会产生严重问题。
  • 用胶带将清洁的#400(或更细)金刚砂布粘贴在清洁、光滑、平整的表面上,通常会使用大理石或者平板玻璃比较合适,如有必要,拆下安装螺柱。
  • 握住部件的下端,小心地在金刚砂布上沿一个方向打磨。不要施加压力,仅靠部件的重量就足够了。注意:要特别小心,避免倾斜部件。接口表面的平整度损失可能会导致超声波系统无法使用。
  • 进行第二次打磨,然后将该部分旋转三分之一圈,并重复以上步骤。
  • 将零件转动最后三分之一,然后执行相同的步骤。 一定要在每个位置执行相同数量的打磨。
  • 重新检查接触面,并重复步骤 5 到 7,直到大部分污染物已被清除。不能超过两个或三个完整的旋转周期。
  • 在重新插入螺柱之前,检查它以确保螺纹没有损坏。使用干净的布或毛巾清除螺柱螺纹和螺纹孔中的所有异物、油脂和油。
  • 用制造商指定的螺柱替换磨损或损坏的螺柱。普通的钢制固定螺丝没有经过适当的热处理,不能作为堆栈螺柱使用。
  • 用高压硅脂轻轻涂抹平整结合面或插入高温聚合物薄膜垫圈(不能同时使用)以促进超声波的良好传输并防止堆叠组件“包覆”在一起。
  • 正确拧紧螺柱和配合面,如附表所示,显示堆叠组件装配的正确扭矩值。 螺栓或接头松动会导致过载或间歇性运行,而过度拧紧会导致材料变形,从而缩短部件寿命。
  • 将堆栈安装在超声波设备中并测试最终效果。
堆栈频率 力矩
15KHz 40 牛米(≈ 4 公斤力矩)
20KHz 35 牛米(≈ 3.5 公斤力矩)
30KHz 25 牛米(≈ 2.5 公斤力矩)
40KHz 20 牛顿米(≈ 2.0 公斤力矩)
超声波叠层重新组装的建议扭矩
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