超聲波花邊機原理結構電路分析以及應用

超聲波花邊機是一種將超聲波焊接技術應用于服飾加工的服裝機電產品.該機應用超聲波和花輪(刻有凸起花色圖案的加工工具)相互作用產生的機械能和熱能,能夠對各類化纖、混紡織物進行多種加工,并可一次熔切成型,也可在皮革表面上壓花,可廣泛應用于服裝、紡織等廠家的產品花邊成型.我國是服裝、紡織品生產大國,進口國外設備價格昂貴.為此,我們在引進、消化和吸收的基礎上,研制了新穎的HB型超聲波花邊機.

1   超聲波工作原理

1.1   逆壓電效應

　　某些物質(如石英、壓電陶瓷等),當受到外力作用時,不僅幾何尺寸發(fā)生變化,而且內部極化,表面上有電荷出現(xiàn),形成電場;當外力消失時,材料重新回復到原來狀態(tài),這種現(xiàn)象稱為壓電效應.相反,如果將這些物質置于電場中,其幾何尺寸也發(fā)生變化, 這種由于外電場作用導致物質的機械變形的現(xiàn)象, 稱為逆壓電效應.超聲加工、超聲波花邊機等均是逆壓電效應的應用.

1.2   基本原理

   HB型超聲波花邊機的超聲波部分,分為超聲波發(fā)生器和超聲波換能器系統(tǒng)2大部件

超聲波換能器系統(tǒng)又由超聲波換能器、變幅桿和工具變幅桿組成.當220V、50Hz工頻交流電流進入超聲波發(fā)生器,發(fā)生器就開始工作,將50Hz頻率轉換為20000Hz,并保持在這個頻率上.從超聲波發(fā)生器輸出的20000Hz電流流入換能器,換能器將電能轉換為機械能,產生垂直于其上表面的超聲機械振動,其振幅僅0.005～0.01mm,再經變幅桿和工具變幅桿放大為0.05～0.1mm,以驅動工具端面作超聲振動.在工具變幅桿上方有一個花輪,織物在被壓到花輪與工具變幅桿端面之間時, 通過接觸面之間和分子間的摩擦,使接觸處溫度急劇升高,發(fā)生裁切(花輪邊緣較高處)、穿孔(花輪中間較高處)或壓花(花輪中間次高處).電機用于帶動換能器系統(tǒng)轉動,以便使工具端面均勻磨損,延長使用壽命.

2   整機組成及結構設計特點

2.1   整機組成

   HB型超聲波花邊機主要由4大部分組成.

a.超聲波發(fā)生器.包括超聲波發(fā)生器電源及整機電氣控制系統(tǒng).前者將220V、50Hz工頻電轉換為換能器所要求的工作頻率和電壓;后者包括上、下電機的啟停及轉速控制、電源指示、工作電流指示和照明等.

b.超聲波振動器.主要包括超聲波換能器系統(tǒng)、支架、電刷及電機驅動部分,是整機核心部分,提供足夠振幅的超聲波振動.

c.花輪驅動組.主要包括直流調速電機至花輪的傳動系統(tǒng)、機頭和氣動系統(tǒng).氣動系統(tǒng)包括氣動三聯(lián)閥、換向閥、液壓阻尼汽缸及相應管路等.

d.機架組.主要包括工業(yè)縫紉機架、紙帶組、薄膜帶組、安全罩殼和壓輪組等.

2   結構設計特點

   HB型超聲波花邊機是一種輕工服裝機械,在結構設計上有以下特點:

a.多種機型合一.國外機型按花輪規(guī)格(花輪寬度,常用有25mm、50mm和65mm)分為多種機型,用戶加工不同規(guī)格的花邊時,只能通過購買多種機型來解決.CHJ型超聲波花邊機通過更換花輪墊板、支架等少量零件,即可使用另外一種規(guī)格的花輪,方便了用戶.使用另一規(guī)格花輪時,要相應調整花輪壓力和發(fā)生器輸出功率.

b.氣動替代手動.實現(xiàn)氣動控制后,操作者只要推拉換向閥桿即可實現(xiàn)花輪上下的頻繁操作,大大減輕了勞動強度;另一方面,通過調整氣動系統(tǒng)的節(jié)流閥,可很方便且在較大范圍內調整花輪壓力.

c.氣2液阻尼缸.花輪上、下汽缸采用氣2液阻尼缸,使花輪下壓時,由于與之串聯(lián)的液壓阻尼(小孔節(jié)流原理)缸阻尼作用,花輪緩慢下壓,不易損傷花輪和工具變幅桿,提高關鍵件使用壽命.

d.機體表面精飾處理.

e.采用直流調速電機,實現(xiàn)高、低速運行.

f.換能器系統(tǒng)的轉動.下電機帶動換能器系統(tǒng)轉動,使工具變幅桿表面磨損均勻,提高關鍵部件使用壽命.

g.采用通用工業(yè)縫紉機機架作為機身,提高開發(fā)速度,降低制造成本.