双棒型超磁致伸缩换能器及双棒型超磁致伸缩主轴制造技术

本发明专利技术公开了双棒型超磁致伸缩换能器，包括两根并列的超磁致伸缩棒，每根超磁致伸缩棒的棒身均绕有线圈，两根超磁致伸缩棒的一端通过上导磁片连接，上导磁片远离线圈的一端设有后盖板，两根超磁致伸缩棒的另一端通过下导磁片连接，还包括轴向固定装置，轴向固定装置依次将上导磁片、两根超磁致伸缩棒、下导磁片轴向固定；本发明专利技术的换能器解决了漏磁的问题，还增设一些散热结构，保证换能器高效稳定工作；本发明专利技术还公开了安装上述换能器的主轴，该主轴也解决了漏磁的问题，同时增设有一些通气孔、排气槽等结构，将换能器在工作过程中产生的热量及时散出，保证主轴的工作效率。

Two bar giant magnetostrictive transducer and two bar giant magnetostrictive spindle

The invention discloses a double rod type giant magnetostrictive transducer, which comprises two parallel giant magnetostrictive rods. The rod body of each giant magnetostrictive rod is wound with a coil, one end of the two giant magnetostrictive rods is connected by an upper magnetic disc, one end of the upper magnetic disc far away from the coil is provided with a back cover plate, the other end of the two giant magnetostrictive rods is connected by a lower magnetic disc, and also includes an axial fixing device The axial fixing device successively fixes the upper magnetic vane, two giant magnetostrictive rods and the lower magnetic vane in axial direction; the transducer of the invention solves the problem of magnetic leakage, and adds some heat dissipation structures to ensure the efficient and stable operation of the transducer; the invention also discloses the main shaft for installing the transducer, which also solves the problem of magnetic leakage, and at the same time adds some air holes and exhaust grooves The structure can release the heat produced in the working process of the transducer in time to ensure the working efficiency of the main shaft.

【技术实现步骤摘要】
双棒型超磁致伸缩换能器及双棒型超磁致伸缩主轴
本专利技术涉及超声加工
，具体涉及一种双棒型超磁致伸缩换能器，还涉及一种双棒型超磁致伸缩主轴。
技术介绍
随着科学技术的发展，超声产业逐渐从最初只出现在国防军事中到目前应用于制造、医疗诊断、故障检测等众多行业，其广泛的应用前景，使得国内外众多专家学者开始从事有关超声的研究。对于超声产业，其现已应用的产品有超声制动器、超声换能器、超声传感器等。超声换能器作为其一重要分支发展迅猛，最初的超声换能器其核心机电转化材料为石英，这种材料磁致伸缩率低，能量转换率小，很快被一些磁致伸缩材料(退火镍，铁钴合金等)取代，目前超声换能器中主要使用锆钛酸铅等压电陶瓷作为电声转换材料，其相对较好的物理性质使得这种材料得到较为广泛的应用。但是，随着材料产业的不断发展，稀土超磁致伸缩材料(GMM)的出现为超声领域的发展再提供了新的动力源，GMM作为一种先进材料具有磁致伸缩率大、响应快、频带宽等众多优势，是制造超声换能器较为理想的材料。稀土超磁致伸缩换能器作为超声加工的核心装置，其良好的设计不仅可以提高超声换能器的功率和精度，也保证了其使用寿命。现有技术中的超磁致伸缩换能器主要存在以下几个问题：一是，现有的稀土超磁致伸缩换能器大多为单棒型换能器，其结构简单，易操作。但是根据超磁致伸缩换能器的工作原理可知，要保证超磁致伸缩换能器的正常工作，就必须确保其形成封闭的高频环形磁场。在单棒型超磁致伸缩换能器中，当超磁致伸缩棒中心轴线与整体结构的中心线重合时，其要形成环形封闭磁场，就必须在超磁致伸缩棒的外围装配导磁套筒，但是导磁套筒会产生安装间隙，因此单超磁致伸缩棒型超磁致伸缩换能器存在较大的漏磁现象；二是，现有的窗形或非圆柱单棒型超磁致伸缩换能器多采取单螺栓施加预紧力，这样会使超磁致伸缩棒受到偏心预紧力的作用，不能保证预紧力对超声换能器输出效率的同时，也降低了超磁致伸缩棒的使用寿命；三是，现有超磁致伸缩换能器均采用截面为圆形的后盖板，这样的设计使得换能器旋转方向可以有效的减少空气阻力。但是，采用圆形后盖板可能会使得换能器轴向振动阻尼相对增大，不利于换能器的振动。综上所述，针对目前超磁致伸缩换能器存在的这些缺点或不足，本专利技术设计了一种双超磁致伸缩棒型超声换能器，在解决上述问题的基础上，设计了冷却结构，保证换能器能高效稳定的工作。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种双棒型超磁致伸缩换能器，解决了现有技术中的单超磁致伸缩棒型换能器漏磁的问题。本专利技术的另一目的是提供一种双棒型超磁致伸缩主轴。本专利技术所采用的第一种技术方案是，双棒型超磁致伸缩换能器，包括并列的超磁致伸缩棒，每根超磁致伸缩棒的棒身均绕有线圈，两根超磁致伸缩棒的一端通过上导磁片连接，上导磁片远离线圈的一端设有后盖板，两根超磁致伸缩棒的另一端通过下导磁片连接，还包括轴向固定装置，轴向固定装置依次将上导磁片、两根超磁致伸缩棒、下导磁片轴向固定。本专利技术的第一种技术方案的特点还在于，每根超磁致伸缩棒均为圆筒状，轴向固定装置为两根螺栓，每根螺栓依次穿过上导磁片、一根超磁致伸缩棒、下导磁片。超磁致伸缩棒的内壁开有多个长形槽a，超磁致伸缩棒的外壁开有多个长形槽b。多个长形槽a周向均匀排布于所述超磁致伸缩棒的内壁，多个长形槽b周向均匀排布于超磁致伸缩棒的外壁，多个长形槽a与多个所述长形槽b错开排布。后盖板、上导磁片、下导磁片的横截面均为直槽口形。上导磁片和下导磁片的外圆弧壁均开有多个长形槽c。本专利技术所采用的第二种技术方案是，双棒型超磁致伸缩主轴，包括刀柄，刀柄一端安装有刀柄拉丁，刀柄的另一端开有容置腔，刀柄的另一端还安装有变幅杆，变幅杆大端安装有第一种技术方案的双棒型超磁致伸缩换能器，双棒型超磁致伸缩换能器伸入容置腔内，变幅杆的小端安装有弹簧夹头，弹簧夹头夹持有工具头，工具头通过螺帽锁紧，刀柄的侧壁开有穿线孔，穿线孔与容置腔贯通，每个线圈两端均从穿线孔伸出。本专利技术第二种技术方案的特点还在于，刀柄轴向开有通孔a，通孔a、与容置腔贯通；刀柄拉丁轴向开有通孔b，通孔b与通孔a接通；刀柄的侧壁开有排气槽，排气槽与容置腔贯通，排气槽靠近变幅杆。排气槽沿刀柄的侧壁周向均匀排布。本专利技术双棒型超磁致伸缩换能器具有至少以下有益效果：1)双超磁致伸缩棒通过导磁片连接，不存在安装间隙，减小了漏磁；2)上导磁片、下导磁片横截面均为与双超磁致伸缩棒紧密贴合的直槽口形，减小了磁路长度；3)后盖板的横截面也同样设计为直槽口形，有利于减小换能器振动时的阻尼；4)螺栓采取超磁致伸缩棒中心布置的方式，保证超磁致伸缩棒的振动方向垂直于变幅杆端面。本专利技术双棒型超磁致伸缩主轴的有益效果是：安装有双棒型超磁致伸缩换能器，有效减小了磁场的漏磁现象，设计了通孔a与通孔b用作排气以及采用排气槽排气，散发工作过程中的热量，保证整个装置能高效工作。附图说明图1是本专利技术双棒型超磁致伸缩换能器的结构示意图；图2是本专利技术双棒型超磁致伸缩换能器的超磁致伸缩棒的主视图；图3是本专利技术双棒型超磁致伸缩换能器的超磁致伸缩棒的俯视图；图4是本专利技术双棒型超磁致伸缩换能器的后盖板的A-A剖视图；图5是本专利技术双棒型超磁致伸缩主轴的下导磁片结构示意图；图6是本专利技术双棒型超磁致伸缩主轴的结构示意图；图7是本专利技术双棒型超磁致伸缩主轴的俯视图；图8是本专利技术双棒型超磁致伸缩主轴的刀柄的B-B剖视图；图9是单超磁致伸缩棒型换能器的机构示意图。图中，1.刀柄，2.螺栓，3.后盖板，4.线圈，5.变幅杆，6.螺帽，7.工具头，8.弹簧夹头，9.穿线孔，10.下导磁片，11.超磁致伸缩棒，12.上导磁片，13.刀柄拉钉，14.长形槽a，15.长形槽b，16.长形槽c，17.排气槽，18.单棒型超磁致伸缩棒，19.单棒型上导磁片，20.单棒型导磁套筒，21.单棒型线圈，22.单棒型下导磁片。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本专利技术进行详细说明。本专利技术的第一种技术方案，双棒型超磁致伸缩换能器，如图1所示，包括两根并列的超磁致伸缩棒11，每根超磁致伸缩棒11均为圆筒状，每根超磁致伸缩棒11棒身均绕有线圈4，两根超磁致伸缩棒11的一端通过上导磁片12连接，上导磁片12远离线圈4的一端设有后盖板3，两根超磁致伸缩棒11的另一端通过下导磁片10连接，还包括轴向固定装置，轴向固定装置为两根螺栓2，每根螺栓2依次穿过上导磁片12、一根超磁致伸缩棒11、下导磁片10，并将上导磁片12、两根超磁致伸缩棒11、下导磁片10轴向固定。如图2、3所示，超磁致伸缩棒11的内壁开有多个周向排布的长形槽a14，超磁致伸缩棒11的外壁开有多个周向排布的长形槽b15，长形槽a14与长形槽b15错开排布。如图4、5所示，后盖板3、上导磁片12、下导磁片10的横截面均为直槽本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.双棒型超磁致伸缩换能器，其特征在于，包括两根并列的超磁致伸缩棒(11)，每根所述超磁致伸缩棒(11)的棒身均绕有线圈(4)，两根所述超磁致伸缩棒(11)的一端通过上导磁片(12)连接，所述上导磁片(12)远离线圈(4)的一端设有后盖板(3)，两根所述超磁致伸缩棒(11)的另一端通过下导磁片(10)连接，还包括轴向固定装置，所述轴向固定装置依次将上导磁片(12)、两根超磁致伸缩棒(11)、下导磁片(10)轴向固定。/n

【技术特征摘要】
1.双棒型超磁致伸缩换能器，其特征在于，包括两根并列的超磁致伸缩棒(11)，每根所述超磁致伸缩棒(11)的棒身均绕有线圈(4)，两根所述超磁致伸缩棒(11)的一端通过上导磁片(12)连接，所述上导磁片(12)远离线圈(4)的一端设有后盖板(3)，两根所述超磁致伸缩棒(11)的另一端通过下导磁片(10)连接，还包括轴向固定装置，所述轴向固定装置依次将上导磁片(12)、两根超磁致伸缩棒(11)、下导磁片(10)轴向固定。


2.如权利要求1所述双棒型超磁致伸缩换能器，其特征在于，所述超磁致伸缩棒(11)均为圆筒状，所述轴向固定装置为两根螺栓(2)，每根所述螺栓(2)均依次穿过所述上导磁片(12)、一根超磁致伸缩棒(11)、下导磁片(10)。


3.如权利要求1或2所述双棒型超磁致伸缩换能器，其特征在于，所述超磁致伸缩棒(11)的内壁开有多个长形槽a(14)，所述超磁致伸缩棒(11)的外壁开有多个长形槽b(15)。


4.如权利要求3所述双棒型超磁致伸缩换能器，其特征在于，多个所述长形槽a(14)周向均匀排布于所述超磁致伸缩棒(11)的内壁，多个所述长形槽b(15)周向均匀排布于所述超磁致伸缩棒(11)的外壁，多个所述长形槽a(14)与多个所述长形槽b(15)错开排布。


5.如权利要求1或2所述双棒型超磁致伸缩换能器，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：李鹏阳，许光耀，
申请(专利权)人：西安理工大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61