往复式压电直线送料器的结构设计与试验研究

发布时间：2017-09-03 13:13

  本文关键词：往复式压电直线送料器的结构设计与试验研究

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【摘要】：作为一种分选整理和定向排序的自动供料装置，送料器因其结构简单、应用方便、能极大地提高自动化设备的效率，在电子元器件、医疗器械、汽车电子等众多新兴高科技领域中得到了越来越广泛的应用。但是随着社会发展，对于送料器的需求，已不再是初期实现整列送料功能那么简单，越来越多场合，需要更低的噪音、更小的功耗、更精密的送料、以及更精美的外观。这其中更有很多地方需要在有限空间内应用送料系统为设备进行物料输送。 本文提出并设计了一种往复式压电直线送料器（以下简称往复式送料器），以期利用直线式送料器的结构实现螺旋式送料器的功能，形成更小体积的送料能力。为此需重点研究如何在传统直线式送料器的振子数量下，驱动两个顶盘做相位相反的振动从而实现物料往复运动。 通过探讨压电效应及压电驱动技术的应用，分析压电陶瓷的各种性能参数与压电振子类型及其应用特点，，选定了压电双晶片作为往复式送料器振子。通过分析压电双晶片的工作原理及其振动模态，发现了适用于往复式送料器的扭转振动模态。 对压电双晶片进行了理论分析和实验测试，得到压电双晶片各尺寸参数对其性能的影响关系，并通过仿真分析和实验验证了这些结论；测定压电双晶片的实际性能，得到了压电双晶片的静态特性和动态特性；通过仿真分析，寻求到了压电双晶片扭转振动模态及其实现条件，并依据这些条件确定了压电双晶片的设计方案。 设计往复式送料器的整体结构，并分析其与传统直线式送料器的区别，探讨其工作原理；对底座、调整垫块、弹簧片、顶盘的选材、设计、加工分别进行分析，确定了往复式送料器的装配流程；通过对往复式送料器的振动分析，给出其振幅的理论表达式，明确了往复式送料器固有频率的影响因素。 最后利用有限元分析软件对整机进行有限元仿真分析，建立模型，划分网格，施加约束，结果后处理，得到了整机前五阶振动模态及其对应的频率；对往复式送料器的性能进行实验测定，包括电压特性、频率特性、以及左右两侧送料速度一致性，整理实验结果，得到这些特性的曲线图。
【关键词】：往复式 压电驱动 送料器 振动模态 谐振频率
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TH237.1
【目录】：

• 摘要5-7
• Abstract7-9
• 目录9-11
• 第1章 绪论11-19
• 1.1 引言11-12
• 1.2 送料器的分类12-15
• 1.2.1 螺旋式和直线式送料器12-14
• 1.2.2 电磁式和压电式送料器14-15
• 1.3 送料器及送料系统的应用现状15-18
• 1.3.1 送料器的应用现状15-16
• 1.3.2 送料系统的应用现状16-18
• 1.4 论文选题的背景与意义18
• 1.5 本文的研究内容18-19
• 第2章 压电驱动技术与方法19-27
• 2.1 压电效应与压电驱动技术19-20
• 2.1.1 压电效应19-20
• 2.1.2 压电驱动技术20
• 2.2 压电陶瓷20-22
• 2.2.1 压电陶瓷性能参数20-22
• 2.2.2 压电陶瓷的生产与制备22
• 2.3 压电振子的分类及应用22-25
• 2.3.1 压电振子的分类23-24
• 2.3.2 压电双晶片的原理及其振动模式24-25
• 2.4 本章小结25-27
• 第3章 压电双晶片的设计与试验研究27-41
• 3.1 压电双晶片的类型27-28
• 3.2 各种尺寸参数对压电双晶片性能影响28-33
• 3.3 压电双晶片的特性分析33-39
• 3.3.1 压电双晶片静态特性的实验测定34
• 3.3.2 压电双晶片的动态特性34-39
• 3.4 本章小结39-41
• 第4章 往复式送料器的结构设计与振动分析41-53
• 4.1 往复式送料器的工作原理42-43
• 4.2 往复式送料器的结构设计43-48
• 4.2.1 底座的设计与加工43-45
• 4.2.2 调整垫块的设计与加工45
• 4.2.3 支撑弹簧的设计与加工45-47
• 4.2.4 顶盘的设计与加工47-48
• 4.3 往复式送料器的装配工艺48-50
• 4.4 往复式送料器的振动分析50-52
• 4.5 本章小结52-53
• 第5章 样机的模态分析与试验研究53-65
• 5.1 整机的模态分析53-58
• 5.1.1 有限元模型的建立53-56
• 5.1.2 结果分析56-58
• 5.2 往复式送料器送料性能的试验研究58-63
• 5.2.1 往复式送料器送料性能的试验方法58-59
• 5.2.2 往复式送料器的电压特性59-61
• 5.2.3 往复式送料器的频率特性61-63
• 5.2.4 往复式送料器速度一致性63
• 5.3 本章小结63-65
• 第6章 总结与展望65-67
• 6.1 总结65-66
• 6.2 展望66-67
• 参考文献67-71
• 作者简介71-72
• 致谢72

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：785189