垂直驱动式压电直线振动给料器的机理分析及实验研究

发布时间：2021-01-27 23:25

　　压电振动给料器是一种物料传送的设备,广泛应用于自动化生产中。与传统的电磁式振动给料器相比,具有节省能量、结构简单、运动平稳、响应速度快、噪声低等优点。本文结合国家863项目“垂直驱动式压电振动给料器的开发研究”,提出一种同样由压电陶瓷驱动、但驱动方式完全不同于传统压电驱动方式的、新型的垂直驱动式压电直线振动给料器。其优点是功耗少、噪音小、无电磁干扰、整列性能好,可以输送各类零部件且不污染环境,适宜在食品、药物、精密电子器件等要求环境洁净、无磁化、不能引发灰尘的生产制造领域中使用,是一种新型的物料自动传送装置。论文阐述了压电式振动给料器的研究意义和国内外的研究现状,讨论了压电振动给料器用压电材料与压电振子,推导了在固支与简支两种边界条件下,双压电晶片振子弯曲挠度的解析表达式和第一阶弯曲振动的固有频率,以及相对应振型的计算公式,对压电直线振动给料器的工作机理和物料运动状态进行了深入探讨,设计了垂直驱动式压电直线振动给料器的结构和零部件,自制了试验样机,根据正交试验设计理论,对垂直驱动式压电直线振动给料器进行四因素三水平正交试验设计,分析得出影响压电直线振动给料器性能的主次因素、各因素的优水... 

【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：67 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

压电叠堆结构

涑隽Υ蟮扔诺恪?．双压电晶片型：双压电晶片的结构如图1-2 所示。中间为一弹性金属薄片，金属片的两侧是压电晶片。它们之间通过胶粘或其它方式联接。当在金属片和两侧的表面电极间加以适当的电压时，上层压电晶片水平方向膨胀垂直方向收缩，而下层压电晶片在垂直方向膨胀水平方向收缩，从而造成了双层压电晶片的变形，扩大了压电晶体的变形输出位移。1.2.3 双压电晶片在振动给料器中的应用与压电叠堆相比，双压电晶片在定位精度和驱动力方面较差一些，但由于其成本较低、驱动位移较大，因此用于推动机械装置的双压电晶片成为近年来自动生产装置上的一个新的发展方向。振动给料器作为自动生产线上用作送料的主要设备, 多年来在国内作振动给料器的振动源主要是电磁铁。这样长期存在高噪声、高能耗、低送料效率、电磁干扰强且安装调整控制都比较困难[3]。近年来在国家科技攻关项目中的高速自动输送线, 采用电磁铁作振动给料器的振动源已不能达到设计要求, 必须采用双压电晶片做功率器件才能满足要求。双压电晶片用在振动给料器上在国外已经有较好的应用, 如日本的SANKI 公司生产的压电振动给料器。其主要的功率器件双压电晶片的优点是既能承受大负荷、高强度、振动频率调节范围广、且有一定的工作环境要求, 又能够作双向大幅摆动、工作时不易脆裂等。吉林大学压电驱动与控制研究室近年来在压电送料装置的研究中将双压电晶片应用在高速输送的压电振动给料器上, 得到了满意的效果。这样的振动给料器可以达到高速、平稳、低噪声、能耗少, 且在不用改变振动给料器的参数情况下, 通过调频、调幅，控制电源就能达到满意的效果。由于它体积小、结构简单、便于安装使用、无电磁干扰等优点, 正逐步被应用在其他应用域

械制造行业的自动加工及自动装配工作的高技术发展，对振动给料器也提出了以其噪音小、耗能低、容易控制、成本食品、药物、精密电子器件等要求环境代传统的振动给料器而成为新一代振动电振动给料器，目前主要在沿海地区的器最早由日本提出并开发形成产品，拥备压电振动送料器的生产技术，也不具还是制造技术都已相当的成熟，根据驱等，主要应用于冶金、煤炭、电力、粮他设备配套，实现给料，装配、包装等四个时间阶段[4，5]：依赖机结构简


本文编号：3003918