压电式振动给料器的机理分析与实验研究

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论文结合国家自然科学基金项目“用于振动给料的超声波驱动理论与方法的研究”开展研究工作,根据压电驱动技术理论,采用双压电晶片振子为驱动源自制了压电式振动给料器的样机,并进行了试验测试,测试表明自制的压电式振动给料器可以稳定、持久的工作。 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;讨论了压电物理学基础;根据悬臂梁式双压电晶片振子静态特性理论,分析了双压电晶片振子的结构尺寸对自由端变形量δ0,双压电晶片振子刚度κb及基频fi的影响,并对不同尺寸参数的双压电晶片振子进行了静态和动态特性实验;设计了压电式振动给料器的结构和零部件,自制了试验样机,并对压电式振动给料器的工作机理和物料运动状态进行了深入探讨;利用ANSYS软件分析压电式振动给料器的驱动部分,在提取的前三阶振动模态中,只有一阶振动模态符合压电式振动给料器的振动规律和要求;利用阻抗分析仪分析了压电式振动给料器正常工作的固有频率范围;根据正交试验设计理论,对压电式振动给料器进行四因素三水平正交试验设计,分析得出影响压电式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单独试验,从试验的一系列曲线可以分析出压电式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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