吉林大学学报(工学版) ›› 2014, Vol. 44 ›› Issue (6): 1669-1675.doi: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201406021

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双振子垂直驱动式压电振动送料器的设计

沈燕虎1, 苏江1, 刘勇2, 杨志刚2, 王坤坤1   

  1. 1.吉林大学 机械科学与工程学院,长春 130022;
    2.吉林大学 链传动研究所,长春 130022
  • 收稿日期:2013-11-22 出版日期:2014-11-01 发布日期:2014-11-01
  • 通讯作者: 刘勇(1981-),男,讲师,博士.研究方向:压电驱动及控制技术.E-mail:yongliu@jlu.edu.cn
  • 作者简介:沈燕虎(1987-),男,博士研究生.研究方向:压电驱动以及精密驱动技术.E-mail:
  • 基金资助:
    国家自然科学基金项目(51075175)

Design of piezoelectric vibratory feeder vertically driven by two piezoelectric vibrators

SHEN Yan-hu1, SU Jiang1, LIU Yong2, YANG Zhi-gang2, WANG Kun-kun1   

  1. 1.College of Mechanical Science and Engineering, Jilin University, Changchun 130022, China;
    2.Institute of Chain Transmission, Jilin University, Changchun 130022, China
  • Received:2013-11-22 Online:2014-11-01 Published:2014-11-01

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摘要： 利用压电陶瓷的逆压电效应,采用上下两个环形压电振子垂直驱动的结构,设计了一种新型压电振动送料器。通过理论分析得出了送料器系统的固有频率以及影响料斗振幅的主要因素。利用Hypermesh软件对整个系统进行了动力学仿真,分析了系统的前三阶振型并得出了系统无阻尼固有频率的理论值为110.95 Hz。采用M5螺母为输送物料对样机进行了试验,分析了输送速度以及料斗振幅与驱动电压和驱动频率的关系,并与现有同型号悬臂梁式压电振动送料器进行了性能对比。当驱动电压为240 V、驱动频率为系统实际共振频率105 Hz时,该新型结构压电振动送料器的输送速度为0.23 kg/min,料斗振幅为110 μm,可以满足工业生产的需求。

关键词: 机械设计, 压电振动送料器, 环形双压电振子, 垂直驱动

Abstract: A novel piezoelectric vibratory feeder was designed, which was driven by two vertically arranged rotary piezoelectric vibrators, where the inverse piezoelectric effect was utilized. By theoretical analysis, the nature frequency of the feeder system and the factors influencing the hopper's amplitude were obtained. The software Hypermesh was used to simulate the dynamics of the system, and the first three order vibration modes were achieved, from which we got the theoretical nature frequency of the system without damping to be 110.95Hz. Experiments on this feeder and on the same model cantilever piezoelectric feeder were carried out using M5 nuts as the conveying materials. From the experiments we got the relationship among the delivery speed, hoper amplitude, driven voltage and frequency. When the driven voltage was 240V and the frequency was 105Hz, the delivery speed of this new piezoelectric vibratory feeder was 0.23kg/min and the hopper amplitude was 110μm, respectively, which could meet industrial production requirement.

Key words: mechanical design, piezoelectric vibration feeder, rotary piezoelectric vibrator, vertical driving

中图分类号: 

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