压电驱动式振动给料器的设计与试验

为了实现对轻、薄、小产品的平稳输送,利用圆形压电双晶片作为振动给料器的动力源,Z型弹簧片作为主振弹簧,并基于系统共振方法设计了新型压电驱动式振动给料器。介绍了圆形压电双晶片驱动式振动给料器的工作原理,建立了动力学模型,获得了系统固有频率表达式;分析了压电双晶片的振动模态,确定了一阶振型为工作振型。研制了振动给料器样机,利用样机测试了电压、频率与送料速度的特性曲线以及主振弹簧片角度对送料速度、送料稳定性、送料噪声的影响规律。试验结果表明:电压为150V,频率为142Hz时,输送电池帽的速度为8.5battery cap/s;频率为136～148Hz时,系统具备输送物料的能力,共振条件下(142Hz)输送速度最快;随着电压的升高,输送速度呈线性增加;输送的单体物料质量增加时,主振弹簧片安装角度宜变小。

双振子垂直驱动式压电振动送料器的设计

利用压电陶瓷的逆压电效应,采用上下两个环形压电振子垂直驱动的结构,设计了一种新型压电振动送料器。通过理论分析得出了送料器系统的固有频率以及影响料斗振幅的主要因素。利用Hypermesh软件对整个系统进行了动力学仿真,分析了系统的前三阶振型并得出了系统无阻尼固有频率的理论值为110.95Hz。采用M5螺母为输送物料对样机进行了试验,分析了输送速度以及料斗振幅与驱动电压和驱动频率的关系,并与现有同型号悬臂梁式压电振动送料器进行了性能对比。当驱动电压为240V、驱动频率为系统实际共振频率105Hz时,该新型结构压电振动送料器的输送速度为0.23kg/min,料斗振幅为110μm,可以满足工业生产的需求。

垂直驱动式压电振动送料器的设计

利用环形压电陶瓷微位移和大输出力的特点,设计了一种垂直驱动的新型结构送料器,分析了该结构送料器的工作原理并建立了整个振动系统的动力学模型.通过理论分析,确定了系统振动模态、振幅、固有频率和物料运动状态等决定送料器性能的重要参数.通过样机制作和实验测试得到了系统固有频率的分布曲线以及振幅与输送速度的关系曲线.实验结果表明,样机的最佳工作频率为195Hz;滑动输送振幅区间为17～27μm,输送速度可达到123.5mm/s;抛掷输送振幅区间为27～32μm,输送速度可达到140.5mm/s.与同型号悬臂梁式压电振动送料器相对比,该送料器性能有所提高、结构空间更紧凑,可以满足工业生产的使用要求.

磁力弹簧式压电振动送料器的设计与试验

针对压电送料器随外部载荷变化输送速度不稳定的问题,提出了一种利用磁力弹簧改变传振性能及系统共振原理的新型结构压电振动送料器装置。分析了磁力弹簧式压电振动送料器的工作原理,建立了振动送料器的动力学模型,计算分析得出了影响振动送料器输送性能的主要因素。制作了系统结构样机,利用阻抗分析仪测得系统的共振频率和阻抗特性。设计了振动送料器的试验装置。试验测试分析表明:系统在共振条件下,磁力弹簧轴向间距为2.8 mm时,振幅达到123μm,提高了系统的承受载荷,并且在一定的载荷范围内保证了物料稳定、均匀快速的输送。

直线式压电垂直驱动振动给料机设计

目的为了满足现代电子工业领域中对微小电子元器件高速送料的需要,采用环形压电双晶片,设计一种直线式压电垂直驱动振动给料机。方法首先对给料机结构进行设计,阐述其工作原理,通过对环形压电双晶片进行模态分析,确定双晶片工作振型。然后利用小挠度的弹性薄板理论,推导压电双晶片输出力的表达式,利用Matlab软件,探究压电陶瓷和基板的厚度与出力系数的关系,以及压电陶瓷和基板的弹性模量与出力系数的关系。最后制作振动给料机样机,并对其进行实验测试。结果测试结果表明,系统有效工作频率为184~190 Hz,当驱动电源电压为220 V,频率186.8 Hz时,对3.2 mm×2.8 mm的发光二极管(LED)给料速度可达到22.6个/s,比市场上同型号的矩形压电双晶片驱动给料机速度提升了14.7%。结论在精密电子元件高速输送的自动化包装或自动化检测线上具有良好的应用前景。

一种双向支撑超声波轴承的设计与实验研究

超声波轴承是一种适用于高转速、高精度的非接触轴承,具有广阔的应用前景。提出了一种双向支撑超声波轴承,对该轴承的悬浮特性进行了理论分析,得到了悬浮高度的影响因素。制作了双向支撑超声波悬浮轴承样机,并进行了最高转速和性能对比实验测试。实验结果表明:双向支撑超声波轴承具有良好的减摩性能,其最高转速可达到9364 r/min;轴系转速由2000 r/min减至200 r/min时,普通球轴承支撑所需时间为90 s,而双向支撑超声波轴承为280 s。

直线式压电双向给料系统设计

设计了一种直线式压电双向给料系统,相比于传统的螺旋式和直线式组合给料系统,降低了产品成本,节省了系统空间。首先对系统结构进行了设计,在对振动模态分析的基础上,阐述了系统的工作原理,然后对系统进行了振动分析,计算出系统最大振幅,最后制作了双向给料系统样机并对其进行了实验测试。测试结果表明:系统有效工作频率为140~156 Hz,工作在谐振频率148 Hz时性能最好;电压为220 V时,对钢制圆柱物料的给料速度可达到6个/s。在空间受限的自动化线上具有良好的应用前景。

惯性式压电振动送料器

采用压电双晶片振子,设计了一种惯性式压电振动送料器,分析了惯性式压电振动送料器的工作原理,建立了压电振子动力学模型,利用Matlab软件分析了振子长度和质量对冲击力与变形量的影响。对料盘中的物料进行了受力分析。制作了送料器样机,并对样机进行试验测试,得到了电压、振幅、频率与送料速度之间的关系曲线,结果表明该送料器在共振条件下具有良好的工作性能,随着电压的增加,振幅与送料速度呈线性增加。相比悬臂梁式压电振动送料器,该送料器具有更大的驱动能力和更小的空间结构。

圆形压电振子驱动式直线振动给料器

为了满足自动化生产线中对轻、薄、小产品平稳输送的要求,提出一种采用圆形压电双晶片振子作为驱动源的新型直线振动给料器,设计了振动给料器的结构模型,分析了振动给料器的工作原理,建立了振动给料器力学模型。制作了振动给料器样机,并对样机进行试验测试,得到了电压、振幅、频率之间的关系曲线,结果表明研制的振动给料器与电磁式相比具有节省电能、工作噪声小、输送稳定性好的优点,与矩形压电双晶片驱动式相比具有输送速度快的优势。

环形压电双晶片驱动式振动送料器

为了满足现代工业领域中对轻、薄、小产品平稳输送的要求,提出了一种采用环形压电双晶片作为驱动源的新型振动送料器.设计了振动送料器结构,分析了振动送料器的工作原理,测试了压电双晶片振子的性能,利用有限元软件ANSYS确定了压电双晶片振子的工作模态,研制了送料器样机并进行试验测试.试验结果表明：当振动频率为86.5～91.5Hz时,送料器具备输送物料的能力;当系统共振时,输送速度最快,随着电压的增加,送料速度呈线性关系增加;与同型号的电磁振动送料器相比,研制的环形压电双晶片驱动式振动送料器消耗电流仅为其16％,工作噪声下降22dB,输送稳定性好.

新型压电直线式振动送料器设计

目的为了满足现代工业领域中对轻、薄、小产品平稳输送的要求,设计一种利用压电双晶片振子惯性力作为驱动源的新型直线式振动送料器。方法在对振动送料器的工作原理进行分析的基础上,建立压电振子动力学模型,利用Matlab软件分析振子长度和质量对冲击力与变形量的影响,研制送料器样机并进行性能测试。结果当振动频率为209.5~214.5Hz时,送料器具备输送物料的能力;当系统共振时,输送速度最快,随着电压的增加,送料速度呈线性关系增加。结论与同型号的电磁振动送料器相比,研制的压电直线式振动送料器消耗电流仅为其14%,工作噪音下降了17 dB。与同型号日本压电送料器相比,输送速度提高了10%。