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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 目 录引言 3第一章 超声波清洗机原理与结构 . .4第一节 超声波清洗的原理和特点 . . .4其次节 超声波清洗机的结构和参数设定 .5其次章 超声波发生器设计 . .6 第一节 超声波发生器的挑选 .6其次节 超声波振荡器设计 . . 7第三节 超声波放大器设计 8第四节 高频驱动和匹配电路 .10第三章 超声波换能器计 . 11第一节 换能器的挑选 . .11其次节 换能器设计运算（此处删除 500 字） .12第四章清洗槽计 16 参考献 .17附录一：工艺规程制订与并行工程附录二： Process Planning and Conc
2、urrent Engineering名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 39 页精选学习资料 - - - - - - - - - 超声波清洗机摘要： 超声波清洗始于 20世纪 50岁月初,随着技术的进步应用日益扩大；目前已广泛 地用于电子电器工业、清洗半导体器件、电子管零件、印刷电路、继电器、开关和滤 波器等；机械工业中用于清洗齿轮、轴承、油泵油嘴偶件、燃油过滤器、阀门及其他 机械零件,大如发动机及导弹部件,小如手表零件；再如光学和医疗器械方面用于清 洗各种透镜、眼镜及框、医用玻璃器皿、针管和手术器具等；此次设计的超声波清洗 机主要应用于家庭中厨具和一些难洗的生活用具；该产
3、品是一种机电产品,通过压电 陶瓷材料做成的超声波换能器将超声频电振荡转变成机械振动,在液体中产生超声波 振动进行清洗；利用超声波可以穿透固体物质而使整个清洗介质振动并产生空化气 泡,该清洗方式对任何生活用具不存在清洗不到的死角,且清洗洁净度特别高；这种 新一代时尚家电,能够使人们从繁琐的家务劳动中解脱出来；关键词： 超声波；清洗机；换能器名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 39 页精选学习资料 - - - - - - - - - Ultrasonic washer Abstract: ultrasonic cleaning began in the early 1950s,
4、 with the development of technology application widening. Currently has been widely used in electronic industry, semiconductor device, cleaning tube parts and printing circuit, relays, switches and filter； etc. Mechanical industry for the cleaning gears, bearings, diesel oil, fuel filter, valves and
5、 other mechanical parts, such as engine and missile components, such as watch of small parts, Again, such as optical and medical equipment used for washing various aspects lens, glasses and frame, glassware, medical and surgical instruments, etc.； adjusted The design of ultrasonic cleaning machine i
6、s mainly used in the family of kitchen utensils and appliances and some difficult life washing. This product is a kind of mechanical and electrical products, through the piezoelectric materials made of ultrasonic transducer will exceed audio electrical oscillation into mechanical vibration, ultrason
7、ic vibration in liquid in cleaning. Using ultrasonic can penetrate solid material and make the cleaning medium vibration and produce cavitation bubbles, the cleaning method for any life appliance does not exist in a corner, and not cleaned clean cleanliness is very high. This new generation of fashi
8、onable home appliance, can make people from the housework. Keywords: ultrasonic, Cleaner, transducer 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 39 页精选学习资料 - - - - - - - - - 引言超声波是一种超过人类听力频率范畴的声波,具有频率高、方向性准、穿透能 力强等特点,广泛应用于清洗、距离测量、医学等领域；超声清洗始于 2O世纪 5O岁月初,开头主要用于电子、光学和医药等领域,作为一项有用性很强的技 术,其应用场所广泛,涉及到大的机械零部件,小半导体器件的清洗等,
9、常常 称作“ 无刷清洗” ；超声波清洗的主要特点是速度快、成效好、简洁实现工业 掌握等针对复杂工件表面,如空穴、凹凸处,一般清洗方法很难实现,而采纳 超声波就可以获得很好的成效；随着声化学的显现与应用,再协作使用适当的 溶液,调剂清洗液酸碱度等,清洗成效更好名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 39 页精选学习资料 - - - - - - - - - 第一章 超声波清洗机原理与结构1.1 超声波清洗的原理和特点图1是超声波清洗的原理图,换能器将超声频电能转换成机械振动并通过清洗槽壁向盛在槽中的清洗液辐射超声波；存在于液体中的微气泡 称为空化核 在声波的作用下振动,当声压或声强
10、达到肯定值时,气泡快速增长,然后突然闭合；在气泡闭合时,产生冲击波,在气泡四周产生10 一10 Pa的压力及局部高温,这种物理现象称为超声空化；空化所产生的庞大压力能破坏不溶性污物而 使它们分散于溶液中；蒸汽型空化对污垢层的直接反复冲击,一方面破坏污物 与清洗件表面的吸附,另一方面也会引起污物层的疲惫破坏而脱离；气体型气 泡的振动对固体表面进行擦洗,污层一旦有缝可钻,气泡仍能“ 钻入” 裂缝作 振动,使污垢脱落；由于空化作用,两种液体在界面快速分散而乳化,当固体 粒子被油污裹着而附在清洗件表面时,油被乳化,固体粒子自行脱落；超声在 清洗液中传播时会产生正负交变的声压,冲击清洗件,同时由于非线形
11、效应会 产生声流和微声流,而超声空化在固体和液体界面上会产生高速的微声流,所 有这些作用能够破坏污物,除去或减弱边界污层,增加搅拌、扩散作用,加速 可溶性污物的溶解,强化化学清洗剂的清洗作用；图 1 超声波清洗机原理图由此可见,凡是液体能浸到声场存在的地方都有清洗作用,而且清洗速度快、质量高,特殊适合于清洗件表面外形复杂,如空穴、狭缝等的细致清洗,易于 实现清洗自动化；对一般的除油、防锈、磷化等工艺过程,在超声波作用下只名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 39 页精选学习资料 - - - - - - - - - 需两三分钟即可完成,其速度比传统方法可提高几倍到几十倍,清洁度
12、也达到 高标准；在某些场合下可以用水剂代替有机溶剂进行清洗,或降低酸碱的浓 度；对于一些有损人体健康的清洗,如清洗放射性污物可以实现遥控和自动化 清洗； 超声清洗也有其局限性,例如对声波反射强的材料如金属、陶瓷和玻璃 等清洗成效好,而对声波吸取大的材料如布料、橡胶以及粘度大的污物清洗效果差；1.2 超声波清洗机的结构和参数设定1 超声波清洗机结构设计超声波清洗机主要由超声波发生器、超声换能器和清洗槽组成,其结构如图 1；超声波发生器将 50Hz的沟通电转换成超声频电振荡信号后,通过电缆输送给超 声换能器；清洗槽是盛放清洗液和被清洗零部件的容器；2 参数设定为了实现超声波清洗的高效率,应当挑选正
13、确的声强、频率及清洗槽声场分布 等参数；工作频率选在 2050kHz之间；低频声波的空化气泡大、数量少,易于 清洗较粗糙物品；高频声波空化气泡小、数量多,易于清洗精细且外形复杂的 物品；本超声波清洗机用于清洗较粗糙的生活用具,所以采纳低频 20kHz；清洗 液采纳碳氢清洗液,碳氢清洗液具有以下特点：清洗性能好,蒸发缺失小,无 毒,材料相容性好,不破坏环境,价格廉价；名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 39 页精选学习资料 - - - - - - - - - 其次章 超声波发生器设计2.1 超声波发生器的挑选超声波发生器也称作超声电源,它是一种用以产生超声频电能并向超声换能器供应的装置；依据所采纳的工作原理,可以把超声波发生器分为模拟电路 和数字电路两大类； 模拟电路超声波发生器又分为振荡一放大型和逆变型两 种；本设计采纳振荡一放大型超声波发生器,其结构框图如图 2 所示；它是一 个带有振荡电路的放大器,由振荡、放大、匹配电路和电源组成；振荡器产生 肯定频率的信号,放大器将其放大到肯定的功率输出；达到正确负载值,通过 输出变压器进行阻抗匹配,并通过功放输出；振荡器放大器匹配器超声换能器电源图 2 振荡 - 放大型超声波发生器结构框图振荡条件：从结构上看,正弦波振荡器就是一个没有输入信号
