超聲波花邊機(jī)是一種將超聲波焊接技術(shù)應(yīng)用于服飾加工的服裝機(jī)電產(chǎn)品.該機(jī)應(yīng)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(chǎn)生的機(jī)械能和熱能,能夠?qū)Ω黝惢w、混紡織物進(jìn)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(yīng)用于服裝、紡織等廠家的產(chǎn)品花邊成型.我國是服裝、紡織品生產(chǎn)大國,進(jìn)口國外設(shè)備價格昂貴.為此,我們在引進(jìn)、消化和吸收的基礎(chǔ)上,研制了新穎的HB型超聲波花邊機(jī).

1   超聲波工作原理

1.1   逆壓電效應(yīng)

　　某些物質(zhì)(如石英、壓電陶瓷等),當(dāng)受到外力作用時,不僅幾何尺寸發(fā)生變化,而且內(nèi)部極化,表面上有電荷出現(xiàn),形成電場;當(dāng)外力消失時,材料重新回復(fù)到原來狀態(tài),這種現(xiàn)象稱為壓電效應(yīng).相反,如果將這些物質(zhì)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(dǎo)致物質(zhì)的機(jī)械變形的現(xiàn)象, 稱為逆壓電效應(yīng).超聲加工、超聲波花邊機(jī)等均是逆壓電效應(yīng)的應(yīng)用.

1.2   基本原理

   HB型超聲波花邊機(jī)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(dāng)220V、50Hz工頻交流電流進(jìn)入超聲波發(fā)生器,發(fā)生器就開始工作,將50Hz頻率轉(zhuǎn)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(zhuǎn)換為機(jī)械能,產(chǎn)生垂直于其上表面的超聲機(jī)械振動,其振幅僅0.005～0.01mm,再經(jīng)變幅桿和工具變幅桿放大為0.05～0.1mm,以驅(qū)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(jī)用于帶動換能器系統(tǒng)轉(zhuǎn)動,以便使工具端面均勻磨損,延長使用壽命.

2   整機(jī)組成及結(jié)構(gòu)設(shè)計特點

2.1   整機(jī)組成

   HB型超聲波花邊機(jī)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(jī)電氣控制系統(tǒng).前者將220V、50Hz工頻電轉(zhuǎn)換為換能器所要求的工作頻率和電壓;后者包括上、下電機(jī)的啟停及轉(zhuǎn)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(jī)驅(qū)動部分,是整機(jī)核心部分,提供足夠振幅的超聲波振動.

c.花輪驅(qū)動組.主要包括直流調(diào)速電機(jī)至花輪的傳動系統(tǒng)、機(jī)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(yīng)管路等.

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

2   結(jié)構(gòu)設(shè)計特點

   HB型超聲波花邊機(jī)是一種輕工服裝機(jī)械,在結(jié)構(gòu)設(shè)計上有以下特點:

a.多種機(jī)型合一.國外機(jī)型按花輪規(guī)格(花輪寬度,常用有25mm、50mm和65mm)分為多種機(jī)型,用戶加工不同規(guī)格的花邊時,只能通過購買多種機(jī)型來解決.CHJ型超聲波花邊機(jī)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(yīng)調(diào)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(qiáng)度;另一方面,通過調(diào)整氣動系統(tǒng)的節(jié)流閥,可很方便且在較大范圍內(nèi)調(diào)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(guān)鍵件使用壽命.

d.機(jī)體表面精飾處理.

e.采用直流調(diào)速電機(jī),實現(xiàn)高、低速運行.

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

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