超磁致伸缩驱动喷射阀结构和参数优化

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实验室自主研发的超磁致伸缩喷射点胶阀能适用于一些低粘度胶液的喷射式点胶,对于LED微电子封装中广泛使用的高粘度荧光粉银浆、硅胶,暂时还不能实现喷射点胶。因此,为提高喷射阀的点胶性能,实现工业应用,有必要对喷射阀的动态特性影响因素研究分析,对阀体和关键零部件进行优化和改进。本文首先对超磁致伸缩驱动喷射点胶阀的工作原理做了简要的介绍;建立了喷射阀力学模型,将喷针响应过程分为上升过程和下降过程,分别列出了运动微分方程,分析各零部件运动过程;接着将柔性铰链放大臂拆分为柔性铰链结构和放大臂横杆两部分,对柔性铰链做多目标优化分析计算,横杆取一系列尺寸值进行预压计算和比较,找到一组最优结构几何参数;同时分析了胶液粘度、弹簧预压力、喷针质量以及喷针-胶液通道配合尺寸粘滞阻尼对喷射阀喷射参数的影响,并比较了放大臂优化前和优化之后对喷射阀喷射参数的影响;另外还分析了GMM棒发生热变形后,对喷射阀系统长时间工作的影响,以及顶杆、导磁片存在加工误差对柔性铰链最大应力的影响。最后,实验测量了胶液粘度和弹簧预压力对点胶阀喷射参数的影响。实验表明,预压力和粘滞阻尼对喷射阀喷射参数影响很大。优化改进后的喷射阀在点胶性能上会有更大的提升。
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