一种非接触的旋转超声换能器驱动装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及超声复合加工技术领域，具体公开了一种非接触的旋转超声换能器驱动装置，包括轴芯(1)和转动套接在轴芯上的机架(2)，所述机架的内部同轴并列设有电容器转环(3)和电容器定环(4)，所述电容器转环和电容器定环之间留有间隙，所述电容器转环设置在轴芯上，所述电容器转环的外环壁与机架之间留有间隙，所述电容器定环设置在机架的内壁上，所述电容器定环的内环壁与轴芯之间留有间隙，所述轴芯的端部通过铝块(5)连接有压电陶瓷(6)，所述压电陶瓷的端部设有变幅杆(7)，所述压电陶瓷与电容器动环电连接。本实用新型专利技术具有结构简单、工作效率较高、使用寿命较长、可靠性较好和超声激励信号传输效率较高的特点。

A non-contact driving device for rotary ultrasonic transducer

The utility model relates to the technical field of ultrasonic composite processing, in particular to a non-contact driving device for rotary ultrasonic transducer, which comprises a shaft core (1) and a frame (2) which is rotated and sleeved on the shaft core. The inner coaxial of the frame is arranged in parallel with a capacitor rotating ring (3) and a capacitor fixing ring (4), and the capacitor rotating ring and the capacitor fixing ring are arranged. There is a gap between the rings, the capacitor rotating ring is arranged on the shaft core, and a gap between the outer ring wall of the capacitor rotating ring and the frame. The capacitor defining ring is arranged on the inner wall of the frame, and there is a gap between the inner ring wall of the capacitor defining ring and the shaft core. The end of the shaft core is connected with a piezoelectric ceramic through an aluminum block (5). The end of the piezoelectric ceramic is provided with a horn (7), and the piezoelectric ceramic is electrically connected with the movable ring of the capacitor. The utility model has the advantages of simple structure, high working efficiency, long service life, good reliability and high transmission efficiency of ultrasonic excitation signal.

【技术实现步骤摘要】
一种非接触的旋转超声换能器驱动装置
本技术涉及超声复合加工
，特别涉及一种非接触的旋转超声换能器驱动装置。
技术介绍
随着现代工业的发展，硬脆性材料在各个领域的应用越来越广泛，然而硬脆性材料的特性使得传统的机加工方法难以对其取得良好的加工效果。为改善对硬脆性材料的机械加工性能，需要将超声技术与传统的机械加工技术结合起来构成超声复合加工技术，具体为：超声激励信号激励换能器产生超声振动，促使安装在换能器上的刀具也随之振动，从而实现超声复合加工，由于在加工过程中超声换能器会随着机床主轴旋转，而用于产生超声激励信号的超声电源模块则固定不动，因此超声换能器与超声电源模块之间需要采用一种合适的连接方式。传统的连接方式是采用电刷和集流环之间的接触式耦合，而当电刷和集流环表面磨损后，将对所要传输的超声激励信号产生干扰，为了减轻磨损，就需要对机床的转速有一定的限制，这样就无法满足高速旋转的要求。因此这种信号连接方式会带来工作效率低、使用寿命有限和可靠性差等问题，使得超声复合加工技术难以在实际生产中进行推广。为此曾有学者提出了利用电磁耦合的方式对超声激励信号进行传输，然而这种耦合方式对于线圈的参数要求很高，设计过程复杂，当线圈参数设计不合理时，会产生漏磁现象，将严重影响超声激励信号的传输效率，降低超声复合加工的性能。因此，目前超声换能器与超声电源模块之间的连接结构，存在工作效率较低、使用寿命较短、可靠性较差和超声激励信号传输效率较低的问题。
技术实现思路
本技术为了解决现有超声换能器与超声电源模块之间的连接结构所存在的上述技术问题，提供了一种结构简单、工作效率较高、使用寿命较长、可靠性较好和超声激励信号传输效率较高的非接触的旋转超声换能器驱动装置。本技术的技术方案：一种非接触的旋转超声换能器驱动装置，包括轴芯和转动套接在轴芯上的机架，所述机架的内部同轴并列设有电容器转环和电容器定环，所述电容器转环和电容器定环之间留有间隙，所述电容器转环设置在轴芯上，所述电容器转环的外环壁与机架之间留有间隙，所述电容器定环设置在机架的内壁上，所述电容器定环的内环壁与轴芯之间留有间隙，所述轴芯的端部通过铝块连接有压电陶瓷，所述压电陶瓷的端部设有变幅杆，所述压电陶瓷与电容器动环电连接。本技术通过在机架的内部同轴并列设置电容器转环和电容器定环，在电容器转环和电容器定环之间留有合适的间隙，其中电容器定环在机架上固定不动，用于发射超声电源产生的超声激励信号，电容器转环固定在轴芯上，随着轴芯转动，用于无线接收电容器定环所发射的超声激励信号，并将超声激励信号作用于与刀具连接的换能器压电陶瓷上，实现超声复合加工，结构简单；电容器转环和电容器定环之间的非接触耦合，避免了传统接触式耦合因要考虑减轻表面磨损而不能高速旋转的问题，工作效率较高，不存在磨损，可靠性较好，使用寿命较长；也不存在电磁耦合所存在的漏磁现象，使得超声激励信号的传输效率较高，超声复合加工性能较好。作为优选，所述机架由前端盖、外壳和后端盖构成，所述前端盖和后端盖均通过轴承与轴芯转动连接，所述外壳通过螺钉分别与前端盖和后端盖固定连接，所述前端盖在轴芯上位于靠近压电陶瓷的一侧，所述前端盖在轴芯上位于远离压电陶瓷的一侧，所述电容器定环设置在外壳的内壁处。能够对电容器转环和电容器定环进行较好的保护，为电容器转环和电容器定环的工作提供一个较好的工作环境。作为优选，所述外壳上设有凸台，所述后端盖上设有位置与凸台相对应的凸杆，所述电容器定环设置在凸台与凸杆之间。通过凸台与凸杆之间的夹紧力对电容器定环进行固定，既能将电容器定环固定牢固，又方便对电容器定环的检修和更换。作为优选，所述电容器转环由转环架和集成于转环架内的电脉冲无线接收模块构成，所述电脉冲无线接收模块与压电陶瓷电连接。能够高效的接受电容器定环所发出的超声激励信号，并将超声激励信号稳定的传递给压电陶瓷，信号的接收和传递较为稳定。作为优选，还包括超声电源，所述电容器定环由定环架和集成于定环架内的电脉冲发射模块构成，所述电脉冲发射模块与超声电源电连接。能够高效的将超声电源产生的超声激励信号发射给电容器转环。作为优选，所述电容器转环与轴芯之间设有绝缘套，所述电容器转环固定在绝缘套上。绝缘套既能够对电容器转环进行较好的固定，又能防止电容器转环漏电至轴芯上。作为优选，所述轴芯的外表面上沿周向设有两个环形槽，所述两个环形槽分别对应位于两个轴承的外侧，所述环形槽内设有卡环，所述卡环与轴承的外端面相接触。卡环能够使得轴承在轴芯的轴向上固定的更加牢固，防止移动。本技术具有如下有益效果：(1)通过在机架的内部同轴并列设置电容器转环和电容器定环，在电容器转环和电容器定环之间留有合适的间隙，以电容器转环和电容器定环之间的非接触耦合方式进行关联，使得超声激励信号的传输效率较高，超声复合加工效率较高，加工性能较好，可靠性较好，使用寿命较长；(2)前端盖、外壳和后端盖构成的机架，能够为电容器转环和电容器定环的工作提供一个较好的工作环境；通过凸台与凸杆之间的夹紧力对电容器定环进行固定，既能将电容器定环固定牢固，又方便对电容器定环的检修和更换；绝缘套既能够对电容器转环进行较好的固定，又能防止电容器转环漏电至轴芯上；卡环能够使得轴承在轴芯的轴向上固定的更加牢固，防止移动。附图说明图1是本技术的结构示意图；图2是本技术中电容器转环的结构剖视图；图3是本技术中电容器定环的结构剖视图。附图中的标记为：1-轴芯，2-机架，3-电容器转环，4-电容器定环，5-铝块，6-压电陶瓷，7-变幅杆，8-前端盖，9-外壳，10-后端盖，11-轴承，12-凸台，13-凸杆，14-转环架，15-电脉冲无线接收模块，16-定环架，17-电脉冲发射模块，18-绝缘套，19-环形槽，20-卡环。具体实施方式下面结合附图和实施例对本技术作进一步的说明，但并不作为对本技术限制的依据。如图1所示的一种非接触的旋转超声换能器驱动装置，包括轴芯1和转动套接在轴芯上的机架2，机架的内部同轴并列设有如图2所示的电容器转环3和如图3所示的电容器定环4，电容器转环和电容器定环之间留有间隙，电容器转环设置在轴芯上，电容器转环的外环壁与机架之间留有间隙，电容器定环设置在机架的内壁上，电容器定环的内环壁与轴芯之间留有间隙，轴芯的端部通过铝块5连接有压电陶瓷6，压电陶瓷的端部设有变幅杆7，压电陶瓷与电容器动环电连接。机架由前端盖8、外壳9和后端盖10构成，前端盖和后端盖均通过轴承11与轴芯转动连接，外壳通过螺钉分别与前端盖和后端盖固定连接，前端盖在轴芯上位于靠近压电陶瓷的一侧，前端盖在轴芯上位于远离压电陶瓷的一侧，电容器定环设置在外壳的内壁处。外壳上设有凸台12，后端盖上设有位置与凸台相对应的凸杆13，电容器定环设置在凸台与凸杆之间。电容器转环由转环架14和集成于转环架内的电脉冲无线接收模块15构成，电脉冲无线接收模块与压电陶瓷电连接。还包括超声电源，电容器定环由定环架16和集成于定环架内的电脉冲发射模块17构成，电脉冲发射模块与超声电源电连接。电容器转环与轴芯之间设有绝缘套18，电容器转环固定在绝缘套上。轴芯的外表面上沿周向设有两个环形槽19，两个环形槽分别对应位于两个轴承的外侧本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种非接触的旋转超声换能器驱动装置，其特征是：包括轴芯(1)和转动套接在轴芯上的机架(2)，所述机架的内部同轴并列设有电容器转环(3)和电容器定环(4)，所述电容器转环和电容器定环之间留有间隙，所述电容器转环设置在轴芯上，所述电容器转环的外环壁与机架之间留有间隙，所述电容器定环设置在机架的内壁上，所述电容器定环的内环壁与轴芯之间留有间隙，所述轴芯的端部通过铝块(5)连接有压电陶瓷(6)，所述压电陶瓷的端部设有变幅杆(7)，所述压电陶瓷与电容器动环电连接。

【技术特征摘要】
1.一种非接触的旋转超声换能器驱动装置，其特征是：包括轴芯(1)和转动套接在轴芯上的机架(2)，所述机架的内部同轴并列设有电容器转环(3)和电容器定环(4)，所述电容器转环和电容器定环之间留有间隙，所述电容器转环设置在轴芯上，所述电容器转环的外环壁与机架之间留有间隙，所述电容器定环设置在机架的内壁上，所述电容器定环的内环壁与轴芯之间留有间隙，所述轴芯的端部通过铝块(5)连接有压电陶瓷(6)，所述压电陶瓷的端部设有变幅杆(7)，所述压电陶瓷与电容器动环电连接。2.根据权利要求1所述的一种非接触的旋转超声换能器驱动装置，其特征是：所述机架由前端盖(8)、外壳(9)和后端盖(10)构成，所述前端盖和后端盖均通过轴承(11)与轴芯转动连接，所述外壳通过螺钉分别与前端盖和后端盖固定连接，所述前端盖在轴芯上位于靠近压电陶瓷的一侧，所述前端盖在轴芯上位于远离压电陶瓷的一侧，所述电容器定环设置在外壳的内壁处。3.根据权利要求2所述的一种非接触的旋转超声换能器驱动装置，其特征是：所述外壳...

【专利技术属性】
技术研发人员：周红明，
申请(专利权)人：丽水学院，
类型：新型
国别省市：浙江,33