振動盤是應用在工業(yè)自動化領(lǐng)域的一種輔助送料裝置,是解決零件自動化上料難題的主要部件,通過振動可以將各種零部件有序的排列整齊,準確的輸送到下道工序,進而配合自動組裝機器來完成產(chǎn)品的組裝。振動盤核心的組成部件是振動激勵器,它是振動盤的動力來源。一般分為電磁激勵器和壓電激勵器,由于電磁激勵器噪聲較大,能耗較多,所以逐漸被壓電激勵器取代。傳統(tǒng)的壓電振動裝置一般是直線式或者圓盤螺旋式,它們的共同特點是使用雙壓電晶片配合彈簧片產(chǎn)生激振力來驅(qū)動送料盤,具有運送物料的體積小,質(zhì)量輕等特點。本文設(shè)計了一種具有開槽圓管前蓋板的夾心式壓電換能器,利用換能器產(chǎn)生的縱-扭振動來驅(qū)動料盤,完成送料的任務。利用有限元軟件,對換能器的結(jié)構(gòu)進行了設(shè)計,獲取了壓電振動盤的工作參數(shù),并根據(jù)壓電振動盤的工作參數(shù),設(shè)計了對應的驅(qū)動和控制電路,本文的主要工作如下:1給出了縱扭復合振動壓電振動盤系統(tǒng)的設(shè)計方案,包括縱扭壓電振動盤機械結(jié)構(gòu)和外圍驅(qū)動電路。2利用有限元仿真軟件,建立縱扭復合振動壓電振動盤的三維有限元模型,對壓電振動盤的振動模態(tài)進行了仿真。仿真結(jié)果表明,換能器的縱扭復合振動的頻率為198.84Hz,在諧振頻率處,換能器的縱扭振動位移較大。3根據(jù)壓電振動盤的工作參數(shù),設(shè)計了換能器的外部驅(qū)動電路。主要包括低頻振蕩電路和功放電路。低頻振蕩電路產(chǎn)生頻率為198.84Hz的振蕩信號,功放電路將振蕩信號進行功率放大,激勵縱扭復合振動壓電換能器,使得振動盤產(chǎn)生低頻振動。利用Multisim軟件,對電路的性能進行了仿真。4實際搭建了縱扭壓電振動盤的驅(qū)動電路并進行了實驗測試。實驗測試結(jié)果表明,研制的驅(qū)動電路可以實現(xiàn)對壓電振動盤的有效驅(qū)動,各部分參數(shù)符合設(shè)計要求。本文所設(shè)計的壓電振動盤來源于聲學中的大功率縱扭復合夾心式壓電圓管換能器,由于換能器的功率較大,使可輸送的物料質(zhì)量范圍變寬,適用于體積較大的物料輸送。而且該系統(tǒng)還具有工作頻率低,處理能力大,耗電少,無電磁輻射的特性。研究結(jié)果對于工業(yè)中大型壓電振動盤的設(shè)計具有一定的意義。
【學位單位】：陜西師范大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2019
【中圖分類】：TH237;TN384
【部分圖文】：

電振動盤進行了仿真分析。??３．１壓電振動盤機械結(jié)構(gòu)的設(shè)計??本文設(shè)計的縱扭轉(zhuǎn)壓電振動盤的整體機械結(jié)構(gòu)如圖３－１所示，主要由料盤、??開槽圓管、壓電陶瓷堆、質(zhì)量塊底座、減振塊等通過螺栓連接而成。作為驅(qū)動部??分的壓電陶瓷圓片的極化方向相同，均為縱向，當給壓電陶瓷片施加電壓激勵時，??壓電陶瓷片就會產(chǎn)生平行于電場方向的縱向伸縮振動。由于在圓柱管上周向開??槽，壓電陶瓷片的一部分縱向伸縮振動可以轉(zhuǎn)化為周向開槽圓管的縱扭振動，振??動傳遞到料盤對料盤產(chǎn)生力矩使其旋轉(zhuǎn)，利用上端料盤的旋轉(zhuǎn)運動，將物料有序??的輸送到下一道工序。??，丨…??圖３－１整體機械結(jié)構(gòu)??Ｆｉｇｕｒｅ?３－１?Ｏｖｅｒａｌｌ?ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ??１５??

它的外徑為１００ｍｍ，內(nèi)徑為３６＿，厚度為５＿。圖３－３是壓電陶瓷片??模型，其中（ａ）圖為壓電陶瓷片的結(jié)構(gòu)，（ｂ）圖為壓電陶瓷片的工程圖。??＾?Ｖ?ｉ?Ｖ??（ａ）壓電陶瓷片的結(jié)構(gòu)?（ｂ）壓電陶瓷片的工程圖??（ａ）?Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?ｐｉｅｚｏｅｌｅｃｔｒｉｃ?ｃｅｒａｍｉｃ?ｓｌｉｃｅｓ?（ｂ）?Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ?ｄｒａｗｉｎｇｓ?ｏｆ?ｐｉｅｚｏｅｌｅｃｔｒｉｃ?ｃｅｒａｍｉｃｓ??圖３＿３壓電陶瓷片模型??Ｆｉｇｕｒｅ?３－３?Ｐｉｅｚｏｅｌｅｃｔｒｉｃ?ｃｅｒａｍｉｃ?ｓｌｉｃｅｓ?ｍｏｄｅｌ??只有恰當?shù)慕o壓電陶瓷片施加電學特性，壓電陶瓷片才會產(chǎn)生相應方向的伸??縮振動，壓電陶瓷片之間的合成作用才會形成壓電陶瓷片的成倍形變，同時施加??電壓的增大也會增加壓電陶瓷片的形變，兩種因素共同作用從而實現(xiàn)壓電片厚度??方向形變的振動。圖３－４給出了壓電陶瓷堆的電極連接方式。??

?同時考慮加工的難度，實驗中采用一塊２ｍｍ厚，直徑為１８０ｍｍ的鋁板作為料??盤。圖３－７為料盤的結(jié)構(gòu)圖。??一一一???圖３－７料盤結(jié)構(gòu)??Ｆｉｇｕｒｅ?３－７?Ｍａｔｅｒｉａｌ?ｔｒａｙ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ??３．１．４底座的設(shè)計??底座是整個壓電振動盤的支撐部分，承載著其全部重量，直接影響到整機的??穩(wěn)定性，底座不僅起到穩(wěn)固整個給料器的作用，還起到減振的效果，所以底座的??材質(zhì)選擇鋁。底座通過螺桿與開槽圓管、壓電陶瓷片直接相連，通過螺母緊固，??實現(xiàn)結(jié)構(gòu)的一體化。減振是機械部件不可缺少的零件，本設(shè)計考慮到壓電振動盤??在振動過程中，底座也會隨著壓電陶瓷片縱向的振動而振動，而這個振動是不希??望產(chǎn)生的，它會增加噪聲，同時影響壓電振動盤振幅的大小，所以一般會在底座??上安裝減振裝置。本設(shè)計采用的減振裝置是橡膠塊，通過螺絲均勻的固定在底座??的邊緣處。??底座模型如圖３－８所示
【參考文獻】

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7 黃華;;程控開關(guān)穩(wěn)壓電源的設(shè)計[J];世界電子元器件;2012年02期

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本文編號：2851187