压电—高压气体热熔胶喷射阀设计及实验研究
本文关键词：压电—高压气体热熔胶喷射阀设计及实验研究 出处：《吉林大学》2017年硕士论文 论文类型：学位论文
【摘要】：随着科学技术的飞速发展,产品对封装的要求越来越高。在电子封装行业,产品既要求大屏、大的屏占比乃至无边框屏幕,又要求高的机械性能及防水性能。而这种大屏电子产品及高端键盘等的封装主要靠热熔胶粘接。在书籍印刷行业,热熔胶喷射技术相对于传统书本装订技术有以下优点,胶水使用率高、喷胶压力可调,使胶水与纸张纤维充分粘接,底胶厚度只有传统工艺的三分之一,经过喷胶工艺封装的书籍,内页可以打开180°,完全平铺在桌面上,提高了阅读的乐趣。在纸盒包装行业,热熔胶喷射技术相对于接触式涂胶具有效率高,对表面平整度要求低、喷头磨损小等优点。目前市场上对热熔胶喷涂的需求越来越多,但是大部分现有技术难以满足其需求,仅有几家外国公司掌握相关技术,但对中国实施严格的技术封锁,使国内热熔胶喷射机器价格居高不下,同时后期维护成本高、周期长,严重阻碍了该技术的市场推广。因此本文提出一种喷胶精度高、效率高、出胶无气泡、磨损小的热熔胶喷射技术。对这种技术的分析研究内容如下:首先,本文提出了热熔胶喷射的背景意义,应用场合。对国内外的热熔胶技术按照的不同的分类标准分成几大类,然后总结其对应的优缺点。介绍了热熔胶的现状,通过对比选出了本文所使用的PUR型热熔胶。紧接着介绍了压电材料和压电叠堆的组成,着重介绍了压电叠堆的输出特性,为接下来的分析打下了理论基础。其次,本文介绍了压电-高压气体热熔胶喷射阀的结构组成和点胶原理。接下来判定热熔胶在喷嘴的流动为层流,详细讲述了层流在圆柱孔内的流动特性,根据公式推出了流体喷射的条件。通过Fluent分析不同配合方式的阀针喷嘴和不同锥面角度的喷嘴确定了喷嘴的大致结构。根据前人喷嘴设计经验和理论分析,设计了一种密封性能好、流体阻力损耗小的喷嘴。再者,对压电-高压气体热熔胶喷射阀进行结构设计、动力学分析和仿真分析。根据理论分析及Fluent仿真分析确定了阀针的行程。由阀针行程及压电叠堆的输出位移,运用杠杆放大原理设计了杠杆,并用Ansys软件进行静力学分析,验证了杠杆设计的合理性。对整个压电驱动放大系统进行动力学分析,并用Matlab分析压电叠堆刚度、预紧弹簧刚度与响应时间的关系。为了防止热熔胶加热系统的热量传给压电叠堆影响其寿命,本文设计了隔热元件,并用Ansys进行热力学分析,验证了隔热效果。最后,安装调试样机,并根据实验要求搭建试验台。调节压电叠堆的驱动电压,用激光测微仪测得不同电压对应的阀针位移,分析测得数据,验证了放大系统设计的合理性。接下来分别改变喷射装置的气压、压电叠堆的驱动电压、加热温度来做实验,探究其对喷射性能的影响。保持各项参数不变,做重复性实验,验证热熔胶喷射装置的精度。根据大量的实验验证了样机设计的合理性。
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TH122
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，本文编号：1337126
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