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垂直驱动式压电直线振动给料器的机理分析及实验研究

张长健  
【摘要】: 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、各因素的优水平和因素水平的最优组合,并对正交试验的最优组合进行整机试验,从试验的一系列曲线可以分析出垂直驱动式压电直线振动给料器的电源电压、频率与振幅及给料速度之间的关系。


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