1. 研究目的与意义
近年来，超声波清洗设备正在朝两个方面发展。其一是，各种类型的多缸或传动链式或升降式超声清洗生产线相继面市;其二是,低频超声波清洗机向高频超声波清洗机的发展。在美国、日本、欧洲以及亚太市场上，多缸式超声波清洗设备总量已呈明显上升之势，高达总量的50%，而多工位半自动、全自动传动链式或升降式超声波清洗线体设备也已上升到总量的40%以上。
我国现有各类超声波清洗设备制造企业近40家，但其分布主要集中在东南沿海地区。据统计资料，沿海地区的厂家占全国总数的85%，可见经济发达地区对超声波清洗技术的应用不但在先，而且广泛，普及程度高，同时，这又证明超声波清洗技术在中西部地区推广普及的前景十分广阔。就产品水平而言，当代产品与20世纪70-80年代的产品相比，技术进步也十分明显。
高频喷淋式超声振动清洗装置的清洗效果比传统清洗方式的效果高数倍，且生产成本较低，节能，环保，经济效益高。在倡导环保的现代社会，会成为许多公司清洗的首要选择方式，公司也可依赖环保，高效这一特性赢得广大市场。并且，在完成三维移动装置的设计后，可实现清洗装置的三维移动，进一步提升其自动化。2. 研究内容与预期目标
高频超声波清洗技术是指采用频率700kHz-2MHz的超声波进行清洗。设计一套三维高频喷淋式超声振动清洗装置，该三维高频喷淋式超声振动清洗装置主要包括封闭式外罩、二维运动平台、Z轴上下移动部件、超声振动部件、喷淋清洗系统等。超声振动部件设置于Z轴上下移动部件上，喷淋清洗系统中的清洗液通过超声振动部件后形成具有超声振动能量的液流，待清洗工件设置在二维运动平台上，通过二维运动平台的运动，可以实现待清洗工件工件的二维移动，并通过Z轴的上下移动和数控系统的配合，实现对待清洗工件工件表面不同位置进行高频超声波清洗。
需要对封闭式外罩、二维运动平台、Z轴上下移动部件、超声振动部件、喷淋清洗系统等进行机械结构设计，并进行整机模拟装配和实验。二维运动平台行程300*300mm，Z轴行程400mm，超声振动系统频率700kHz-2MHz，功率10-500W可调，振幅1~15微米可调。装置整体要求为桌面型，总长宽高在1000*1000*1000mm以内，运行时工作噪音不超过80分贝。3. 研究方法与步骤
本课题拟采用先进行模拟分析后进行实验的方法进行研究，主要采用有限元分析，研究步骤如下：
1、设计三维高频喷淋式超声振动清洗装置的压电超声换能器，将输入的电功率转换为超声波。
2、设计三维高频喷淋式超声振动清洗装置的三维移动装置结构，使得三维高频喷淋式超声振动清洗装置能够实现三维移动的目的，提高工作效率以及清洗的效果。
4. 参考文献
[1]孙恒, 陈作模.机械原理(第7版), 2006, (05)
[2]濮良贵.机械设计(第九版),2013, (05)
[3]成大先.机械设计手册(第5版), 2014,(05)
5. 工作计划
1．2022-12-14～2022-12-24 查阅资料，了解三维高频喷淋式超声振动清洗装置总体结构国内外研究现状和发展前景，了解超声换能器的设计方法。撰写开题报告和翻译外文资料；
2．2022-12-25～2022-1-15 查阅相关资料，完成三维高频喷淋式超声振动清洗装置初步结构设计；
3．2022-1-15～2022-1-30 使用Ansys等软件对三维高频喷淋式超声振动清洗装置结构进行优化；
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