本文關(guān)鍵詞：板狀超聲物料輸送裝置的研究

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【摘要】：超聲物料輸送是從超聲電機(jī)延伸出來的新技術(shù)。超聲物料輸送振子具有結(jié)構(gòu)簡單、無磁場干擾、能夠?qū)崿F(xiàn)精密驅(qū)動(dòng)等優(yōu)點(diǎn),是化工、機(jī)械制造、食品、制藥、冶金等加工工業(yè)領(lǐng)域和現(xiàn)代實(shí)驗(yàn)室迫切需要的一種新型的輸送裝置,具有廣闊的產(chǎn)業(yè)化前景。本文基于行波超聲物料輸送原理,提出了一種大幅面板狀超聲物料輸送裝置的結(jié)構(gòu)方案,板狀物料輸送裝置的兩個(gè)輸送面的外側(cè)均具有凸齒結(jié)構(gòu),內(nèi)側(cè)粘貼壓電陶瓷片,在輸送振子輸送面上進(jìn)行縱向開縫處理,實(shí)現(xiàn)模態(tài)的最優(yōu)化設(shè)計(jì)。運(yùn)用有限元分析軟件找到了振子的兩個(gè)B14階面內(nèi)彎曲振動(dòng)模態(tài),分析了振子的各個(gè)結(jié)構(gòu)尺寸參數(shù)對(duì)B14階彎曲模態(tài)的影響,最后確定了振子的最優(yōu)結(jié)構(gòu)尺寸,加工并制作了超聲物料輸送裝置。在模型樣機(jī)上進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)分析,測得了輸送裝置的諧振頻率,實(shí)驗(yàn)結(jié)果測得的頻率與有限元分析結(jié)果有一定的偏差,但是同階彎曲模態(tài)下的兩個(gè)諧振頻率的頻率差幾乎為零。對(duì)輸送振子沿長度方向的齒面振幅分布情況進(jìn)行了測試,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明兩個(gè)輸送面都具有合成行波的兩相正交模態(tài)。通過對(duì)輸送面沿寬度方向的振幅分布測試可知,該實(shí)驗(yàn)裝置已經(jīng)很好解決了輸送寬度較大時(shí)帶來的橫向振幅不均問題。最后進(jìn)行了物料輸送性能的測試,分別測試了驅(qū)動(dòng)電壓、工作頻率、振幅、接觸面、質(zhì)量、物料種類對(duì)輸送速率的影響,測試結(jié)果表明該超聲物料輸送裝置具有一定的輸送能力,輸送速率在一定范圍內(nèi)可調(diào)。
【關(guān)鍵詞】：超聲物料輸送 板狀結(jié)構(gòu) 環(huán)形壓電振子 行波 模態(tài)控制
【學(xué)位授予單位】：遼寧工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TH22
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 1 緒論9-18
• 1.1 超聲物料輸送裝置的特點(diǎn)及應(yīng)用9-11
• 1.2 超聲物料輸送裝置的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-17
• 1.2.1 國外研究現(xiàn)狀11-14
• 1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀14-17
• 1.3 本論文的主要研究工作17-18
• 2 行波超聲物料輸送裝置的工作原理及結(jié)構(gòu)研究18-27
• 2.1 壓電驅(qū)動(dòng)的基本原理18-22
• 2.1.1 壓電效應(yīng)與壓電方程18-21
• 2.1.2 壓電振子的振動(dòng)模式21-22
• 2.2 行波超聲物料輸送裝置的輸送原理22-25
• 2.3 環(huán)梁式超聲物料輸送裝置的結(jié)構(gòu)形式及振動(dòng)模式25-26
• 2.4 小結(jié)26-27
• 3 板狀超聲物料輸送裝置的模態(tài)分析與制作27-44
• 3.1 長環(huán)形輸送振子的振動(dòng)模態(tài)分析27-32
• 3.1.1 基于有限元的模態(tài)分析27-29
• 3.1.2 長環(huán)形振子輸送寬度對(duì)振子模態(tài)的影響29-31
• 3.1.3 含輸送齒的壓電振子結(jié)構(gòu)的振型分析31-32
• 3.2 含輸送齒的板狀超聲物料輸送裝置的動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)32-37
• 3.2.1 含輸送齒的壓電振子設(shè)計(jì)及模態(tài)分析32-34
• 3.2.2 振子縱向開縫與振子模態(tài)控制34-37
• 3.3 輸送裝置幾何尺寸對(duì)模態(tài)的影響37-42
• 3.4 板狀超聲物料輸送裝置的制作42-43
• 3.4.1 輸送振子的加工42
• 3.4.2 壓電陶瓷片的粘貼及引線42-43
• 3.5 小結(jié)43-44
• 4 板狀超聲物料輸送裝置的實(shí)驗(yàn)測試44-58
• 4.1 輸送裝置的模態(tài)測試44-52
• 4.1.1 實(shí)驗(yàn)儀器44-46
• 4.1.2 振子諧振頻率測試46
• 4.1.3 振子諧振頻率下的模態(tài)測試46-52
• 4.2 板狀超聲物料輸送裝置的輸送性能測試52-57
• 4.2.1 驅(qū)動(dòng)電壓特性52-54
• 4.2.2 工作頻率特性54
• 4.2.3 振幅與輸送速率的關(guān)系54-55
• 4.2.4 接觸面積與輸送速率的關(guān)系55-56
• 4.2.5 物料質(zhì)量的影響56
• 4.2.6 物料種類的影響56-57
• 4.3 小結(jié)57-58
• 5 結(jié)論58-59
• 參考文獻(xiàn)59-61
• 致謝61

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