Станок для Ультразвуковой Сварки пластиковых туб

[adminalik]

Попросили отремонтировать станок для ультразвуковой запайки пластиковых туб ( фасовка косметических препаратов в тубы).
На станке были разрушены керамические излучающие кольца - четыре кольца 50х17х6.5 мм. Кольца были заказаны в Китае якобы! у производителя станка. По паспорту станок 1.5 кВт 20 кГц. Новые кольца в собранном виде вместе с рупором резонируют на 18330 Гц .



упрошенная схема питания УЗ излучателя:



После запуска на базе (Кт1) присутствуют импульсы автогенерации 18 кГц, на Кт2 (кольцо на питающем проводе) синусоида, правда очень рваная, есть. Из регулировочных элементов имеем L1, при ее регулировке меняется ток 1....4 А и звуки, сварки не происходит, капля воды, нанесенная на рабочую грань рупора, не разлетается.

Вопрос: Подскажите алгоритм настройки излучателя для получения резонанса с новыми кольцами, с получением максимальной амплитуды вибраций на рабочей гране конуса. ( как правильно рассчитать теоретически и подобрать практически емкости конденсаторов C1, C2, C3 и индуктивности L1, L2

Имеется двухканальный осциллограф и двухканальный генератор.
Индуктивности померить нечем (какой прибор порекомендуете купить?)

Спасибо!

[kalobyte]

Индуктивности померить нечем (какой прибор порекомендуете купить?)

если ты ремонтом занимаешся, то https://www.hantek.com/products/detail/16180

если просто мимо шел, то не стоит туда лезть

[сэм]

Надо было заказывать на точно такую же частоту, плю- минус небольшой.
Не факт , что и новый соответствует заявленным параметрам, надо проверять. Настройку надо делать при пониженной мощности раз 5- 10

[Дмитрий М]

Та металлическая деталь (обычно она из титана ВТ6 делается) это волновой трансформатор, согласующий волновое сопротивление пьезоизлучателя с кромкой сварочной зоны. Вообще он узкополосный и настраивается под КОНКРЕТНУЮ частоту пьезиков. На пальцах...амплитуда колебаний пьезика небольшая, но с большой площадью (иначе он треснет), а вот губки сварки высокая но они маленькие. Он передает мощность в зону сварки. Я работал в лаборатории УЗ генераторов (но по электронике) и там эти трансформаторы подрезали на токарном буквально на доли мм и только тогда они начинали работать. Естественно сначала рассчитывали как-то. Поэтому я не уверен что при замене колец Вы сможете обойтись без настройки рабочего инструмента.

[сэм]

Так оно и есть. Иногда называют эту часть концентратором. Подрезать не получится в данном случае, надо удлиньнять, т.к частота ниже.

[adminalik]

Настраиваю при пониженном напряжении, через мощный ЛАТР подаю около 100 вольт.
Защиту настроил на 6 ампер. Т.е. я вдуваю в излучатель грубо 500Вт (при паспортной мощности четырех колец 1500 Вт)
Как я понимаю, к мощности привязана максимальная АМПЛИТУДА колебаний на рабочей поверхности рупора?
Капля воды на рабочей поверхности рупора на 500 ватах должна же распыляться?







Я осознал, что надо было заказывать излучатель целиком в собранном виде...

Добавлено after 13 minutes 12 seconds:
Как убедиться, что причина неработоспособности в неподходящих к этим конкретным кольцам размерах металлического "концентратора"
или в неправильной настройке контура (кольца+L2+С1) , С2 и С3 тоже возможно влияют на настройку контура ???

[Дмитрий М]

Капля воды и при 50 ваттах вскипает... Вот пытаюсь вспомнить как у нас настраивали...правда это было в 86..88 гг того века. Кольца подбирали по близкой частоте на АЧХометре, потом затягивали на валу концентратора гайками с прокладками до заданных усилий по динамометру. Потом подавали регулируемое высокое напряжение ВЧ плюс поляризующее и (кто-то микроскопом с лимбом, кто-то каким-то полусамодельным прибором -измерителем амплитуды колебанийдля УЗ именно) снимал АЧХ системы кольца+концентратор. Потом концентратор подрезали (его делали несколько длиннее всегда) и настраивали в резонанс. Потом в рабочих условиях проверяли, там немного уходит и резонанс и амплитуда от нагрузки. Амплитуды измеряли потому что конечно (это из курса физики - механики ясно) чем больше амплитуда тем мощнее, но и кольца трескаются и даже концентратор рвёт иногда... Точнее рвёт его всегда (идут трещины, кстати иногда совсем не заметные, но амплитуда резко падает), циклы сжатие/растяжение просто так не проходят), но одно дело месяцы работы, а другое почти сразу лопается.
Кстати работа на максимуме чревата тем что на ХХ могут колца просто лопнуть, так как энергию некуда девать и амплитуда становится запредельной.
Вот что вспомнил, вообще без опыта я бы не взялся за это даже. Тут гибрид и механики и электроники, непростое это дело ..УЗ сварка. Наши деды на недели в командировки уезжали инструмент УЗ на линиях сварочных запускать, хотя вроде бы сами всё делали и рассчитывали ...

[adminalik]

Дмитрий М - Вам Большое спасибо за информацию!

[сэм]

Теоретически ничего сложного нет, но нужны необходимые приборы и оборудование, вплоть до токарного и шлифовального станка, но и потренироваться на мылых устройствах. Есть паяльники и стамески УЗ самодельные. Конечно, нужна керамика в наличии. Формулы расчета концетраторов ( согласующих трансформаторов ) в литературе описаны