[发明专利]一种超磁致伸缩材料换能器预紧方法与装置

说明书

本发明提供了一种超磁致伸缩材料换能器预紧装置及一种超磁致伸缩材料换能器预紧方法，针对于现有换能器当中超磁致伸缩材料的结构与预紧方式的特点，在进行换能器预紧过程中，容易由于预紧不当，导致超磁致伸缩材料受力不均匀，换能效率不高。预紧装置包括调节压块和调节螺栓，调节压块通过多个调节螺栓连接于超磁致伸缩材料换能器机壳，换能器当中的预紧力由两组调节螺栓交替提供，相邻两组调节螺栓交替拧紧时互相抵消由于力矩引起的摩擦力，从而使每个螺栓获得合理预紧力，进一步通过调节压块将压力传递至超磁致伸缩材料，保证超磁致伸缩材料换能器的换能效率，实现大功率输出。

技术领域

本发明涉及超声加工技术领域，特别是涉及一种超磁致伸缩材料换能器预紧装置和超磁致伸缩材料换能器预紧方法。

背景技术

近年来，超磁致伸缩材料由于其能量密度高，磁致伸缩系数大，响应速度快等特性，在超声换能器的研究领域得到了重视，特别在大功率旋转超声加工领域。超磁致伸缩材料由于可以在较小的尺寸下实现较大的功率，因此，同样被作为小型化换能器设计的理想选择。而随着椭圆超声加工等多模式超声振动的出现，超磁致伸缩材料换能器的能量有效利用与合理设计成为了研究的热点。

根据有关研究表明，超磁致伸缩材料换能器的振动特性受预紧力影响较大，而其中，超磁致伸缩材料受到的预紧力作用对换能器的振动特性影响显著。由于超磁致伸缩材料的结构与预紧方式的特点，在进行换能器预紧过程中，容易由于预紧不当，导致超磁致伸缩材料受力不均匀，换能器换能效率不高，影响输出振幅的稳定性和幅值。

因此，为保证超磁致伸缩材料换能器的有效预紧，提高换能器的换能效率，超磁致伸缩材料换能器预紧方法与装置具有重要意义。

发明内容

基于此，有必要针对目前的超磁致伸缩材料换能器所存在的预紧不当的问题，提供一种超磁致伸缩材料换能器预紧装置和超磁致伸缩材料换能器预紧方法。

上述目的通过下述技术方案实现：

一种超磁致伸缩材料换能器预紧装置，包括调节压块和调节螺栓，所述调节压块通过多个所述调节螺栓连接于超磁致伸缩材料换能器机壳，并抵接于所述超磁致伸缩材料换能器中的超磁致伸缩部，所述调节螺栓用于向所述调节压块提供预紧力并传递至所述超磁致伸缩部；所述调节压块上设置有安装孔，所述安装孔数量大于四个且为偶数个，并沿所述调节压块周向均匀分布，所述调节螺栓数量小于或等于所述安装孔数量。

在其中一个实施例中，所述调节压块包括第一部和第三部：所述第一部用以抵接所述超磁致伸缩部，所述第三部用以安装所述调节螺栓。

在其中一个实施例中，所述调节压块还包括第二部，所述第二部抵接于所述机壳并可沿所述机壳滑动。

在其中一个实施例中，所述机壳沿所述超磁致伸缩材料换能器中心线方向的投影覆盖所述调节压块沿该方向的投影。

在其中一个实施例中，所述机壳内设置有安装结构，所述超磁致伸缩材料换能器中的励磁部通过所述安装结构固定于所述机壳后，所述励磁部和所述超磁致伸缩部沿垂直于超磁致伸缩材料换能器中心线方向的投影重叠。

在其中一个实施例中，所述调节压块上设置有穿线孔，用以穿设所述励磁部和外部设备的线缆。

本发明还提供了一种超磁致伸缩材料换能器预紧方法，包括上述实施例中任一项所述的超磁致伸缩材料换能器预紧装置，其中第一组调节螺栓和第二组调节螺栓均沿调节压块周向均匀布置，用于安装所述调节螺栓的安装孔数量为2n个，n为大于2的自然数，并包括以下步骤：

S10，根据超磁致伸缩材料换能器所需预紧力F_A的大小，确定调节螺栓的数量，使得全部调节螺栓的最大预紧力之和大于F_A；