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详解超声波橡胶切割刀的工作原理

发布时间:2022-08-05      点击次数:404

传统的橡胶切割技术需要在切割时对橡胶进行润滑,并且存在切割速度较慢,切口较大产生大量粉尘碎末、切面不平、粘刀等现象。使用传统手工方式进行切割,不仅满足不了生产力也给人生安全带来了隐患。对于橡胶制品来说,冷切割对比热切割更加适宜,冷切割有产生热量小、热变形小、切割过程中产生粉尘少、断面不会因温度过高而老化龟裂等优点。超声波橡胶切割技术是利用超声波能量,将被切割的橡胶局部加热熔化,从而达到切割材料的目的。


工作原理

传统的切割利用带有锋利刃口的刀具,将非常大的压力集中在刃口处,压向被切割的材料。当压强超过了被切割材料的剪切强度时,材料的分子结合被拉开,从而实现切割。由于材料是被强大的压强硬性拉开的,所以切割刀具的刃口必须非常锋利,材料本身还要承受比较大的压力。因此对软性、有弹性的切割效果不好,对粘性材料困难更大。超声波切割是利用声波的能量进行切割,不需要锋利的刃口,也不需要很大的压力,不会造成被切割材料的崩边、破损。超声波橡胶切割刀可以轻松地切割树脂,橡胶,塑料,织物以及各种重叠的复合材料和食品。


超声波橡胶切割刀的原理是通过超声波发生器(也称为超声波电源)将50/60Hz电流转换成20、30或40kHz电能。被转换的高频电能通过换能器再次被转换成为同等频率的机械振动,随后机械振动通过一套可以改变振幅的调幅器装置传递到切割刀。超声波橡胶切割刀沿其长度方向以10-70μm的振幅,每秒重复40,000次(40 kHz)的方式进行振动(其刀片的振动是微观的,一般肉眼很难看出)。切割刀再将接收到的振动能量传递到待切割工件的切割面,在该区域,振动能量被通过激活橡胶分子能,打开分子链的方式对胶料进行切割。


超声波切割刀组件

超声波发生器

超声波发生器将110VAC或220VAC的电源电流转换为高频高压电信号。


超声波换能器

超声波换能器利用来自超声波发生器的高频电信号,并将其转换为线性机械运动。这种转换是通过使用压电陶瓷磁盘进行的,该压电陶瓷磁盘在施加电压时会膨胀。用于超声波橡胶切割的换能器是经过特别设计的,可以在中引入和流出空气以进行冷却。


超声波变幅杆

超声波变幅杆是是一个可调谐的部件,可以将换能器线性振动的位移量机械地调节到特定应用所需的水平,以产生最佳的切割性能。超声波变幅杆还提供了一个安全,无振动的位置,可以安装在切割工具上。


超声波切割工具头(刀头)

超声切割刀头是一种定制工具,设计用于以特定频率振动。这些工具是使用计算机建模技术精心设计的,以实现最佳性能和使用寿命。必须对超声波刀头进行调谐,以匹配系统的频率。此调谐程序需要考虑工具头的质量、长度和几何结构。久灵超声提供多种定制化工具头,每种工具头都是针对特定应用而设计的,严格确保长期良好的使用性能。