压电式振动给料机的技术反求0

压电式振动给料机的技术反求

压电式振动给料机的技术反求 2011年12月09日 来源： 99—4—18　The technological reverse seeking on piezoelectric typed vibrational feederDu Yuming(Institute of Mechanical Engineering,Tianjin University)　　Abstract: By the use of the theory and method of reverse seeking engineering this paper introduced a reverse seeking process earried out on the material object of piezoelectric ceramic vibrational feeder. Through a test made on the product being seeked in reverse, it verified that the piezoelectric typed vibrational feeder prossesses remarkable superiority on noise reduction and energy saving.　　Key words: Piezoelectric ceramics, Vibrational feeder,Reverse seeking engineering.　　Fig 3 Tab 1 Ref 6“Jixie Sheji”81851　前言　　振动给料机是自动加工和自动装配系统中的一种供料装置。由于其整列定向性能优良，供料效率高，通用性好，因而广泛应用于自动装配，自动加工，自动包装等各种机械上。　　以前的振动给料机，大都使用电磁铁作为振动源，由于电磁铁噪音较大，耗能较多，国内外专家一直在研究取代它的新型振动源。日本最早研制出了利用PEF系列压电陶瓷的逆压电效应作为振动源的压电式振动供料装置。我们知道，压电陶瓷是铁电材料，它经过一定的物理处理后，陶瓷体就变成了永久的压电晶体，在一定的条件下它可将机械能转变为电能，或将电能转换为机械能。以压电陶瓷代替电磁铁，具有高效，低能耗，低噪音等诸多优点，这一研究方向，已成为振动给料机的一个新的发展趋势。2　样机反求分析与设计　　压电式振动给料机在我国尚属研究阶段，我们在已大量生产电磁振动料斗的基础上，以日本产的压电式振动给料机为基型样机，应用反求工程的理论和方法进行实物反求，对它的设计原理、结构、材料、工艺装备、包装使用等进行分析研究，研制开发出我们自己的压电式振动给料机。　　根据我们得到的产品及有关资料，得到日本产压电式振动给料机的参数如下：型号：PEF-300A外壳直径（mm）410辊筒直径（mm）300辊筒形式：300-CL，CR-AL　R顺时针方向L逆时针方向压电晶片型号：TPF-65100A压电片组数：3工作量（l／kg）：（圆筒式）2．0／3．0　输入电压（max，V）：250±10%　工作电流（mA，于250V）：165　共振频率（Hz）：152重量（kg）：32．6　　针对压电陶瓷振动给料机的样机，我们从以下几个主要方面进行反求分析：2.1　功能分析　　通过对压电陶瓷振动给料机的分析，知其总功能为改变物料的输送状态（见图1)。 图1　振动给料机总功能的黑箱描述　　根据系统的可分解性，将总功能分解为相对独立的功能组成部分：分功能，二级分功能等和功能元。压电陶瓷振动给料机的功能可分解如下：　　总功能：改变物料状态。　　分功能：物料进入，物料定位，物料输出。　　功能元：装载物料，料斗支撑，物料起振，机构稳定，信号控制，能源输入，输出。　　对总功能的确定和对各功能元的深入具体的分析，使反求工作有了理论依据和具体目标。这是我们进行反求设计的最基本和重要的一环。2.2　材料分析　　产品使用的材料有成千上万种，而每种材料都有自己的成分、性能特点和应用范围，在反求过程中运用这些原则来确定反求产品使用材料的类型和主要工艺过程。　　(1)材料的性能应能满足产品设计的要求；　　(2)材料的工艺性应能满足结构设计的技术要求；　　(3)要求材料的成本和产品制造成本最低。　　依据这些原则和国内生产水平及资源，可以确定压电陶瓷振动给料机所用的材料的类型：　　压电陶瓷：　PZT-5　　底座：铸铁（HT200）　　支座：铸铝（ZL103)　　减振器：橡胶弹簧（HG4-400-66）　　支撑片：弹簧钢（65Mn)2.3　精度分析　　压电陶瓷振动给料机的用途是实现物料定向、整列。由于用途较单一，因此精度分析也相对简单。起振部分，由于关系到整机功能的实现，故精度要求较高；支座部分，由于起支承及运动传递作用，要求精度较高；底座部分，主要起稳定作用，精度要求可以降低。2.4　实物反求设计　　实物反求设计是一个认识产品，再现产品和创造性开发产品的过程。我们以输送银触点（如图2所示）的振动给料机为例进行计算。要求每分钟供料不低于60个。图2　银触点

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