块体物料的超声振动输送及同步驱动

针对小块体物料的短距离精密输送问题,提出超声振动输送新方法,设计制作了基于弯曲行波的环形压电输送振子。依据模块化设计思想,将输送装置设计成3个单一输送振子的并列组合,采取多个振子的同步驱动。对所设计振子的模态及同步驱动特性进行了理论分析与实际测试,试验结果验证了超声振动输送装置同步驱动的可行性。     

一种新型高频振动压电输送振子的研究

对用于高频振动物料输送装置的压电振子进行了研究,分析了压电输送振子结构参数对输送性能的影响。结果表明:随着轴向尺寸和输送面倾角的增加,振动频率呈递减变化;输送截面尺寸越大,振动频率越大,横向变形越大。为输送装置的设计奠定了基础。     

环形压电双晶片驱动式振动送料器

为了满足现代工业领域中对轻、薄、小产品平稳输送的要求,提出了一种采用环形压电双晶片作为驱动源的新型振动送料器。设计了振动送料器结构,分析了振动送料器的工作原理,测试了压电双晶片振子的性能,利用有限元软件ANSYS确定了压电双晶片振子的工作模态,研制了送料器样机并进行试验测试。试验结果表明：当振动频率为86.5～91.5Hz时,送料器具备输送物料的能力;当系统共振时,输送速度最快,随着电压的增加,送料速度呈线性关系增加;与同型号的电磁振动送料器相比,研制的环形压电双晶片驱动式振动送料器消耗电流仅为其16%,工作噪声下降22dB,输送稳定性好。     

基于ANSYS压电输送振子动态设计与数值分析

针对物料输送精确定量给料以及振子输送幅值受行波衰减干扰问题,提出了一种在长度方向与宽度方向输送不受限制,输送面振幅均匀的新型郎之万式压电输送振子。利用ANSYS对输送振子的力学性能进行了分析。实验测试表明:压电振子输送面质点纵向振动幅值分布均匀;振子在激振源作用下激发出一阶纵向振动模态时产生横向弯曲振动变形很小。     

超声振动减摩性能的实验研究及理论分析

以超声减摩的核心构件压电振子为研究对象，在测量压电振子参数的基础上通过改变压电振子的工作电压，测量压电振子振动时辐射端面与特定的工作表面间的摩擦系数的变化规律，通过有限元法计算压电振子的振动模态，分析超声振动的减摩机理，以便进行适当的结构设计，利用超声振动的减摩性能制造出超声波悬浮轴承。研究证明，超声振动具有良好的减摩性能，压电振子处于纵向振动模态时减摩效果最好。     

磁悬浮振子绝对式振动测量方法

提出了用磁悬浮球作为振子实现非接触绝对式振动测量方法,推导了磁悬浮球的动力学方程,方程表明磁悬浮球的运动方程与质量-弹簧系统一致,均为常系数二阶微分方程,从理论上证实将磁悬浮球作为振子是可行的.给出了灵敏度和最大加速度指标,研究了磁悬浮振子振动传感器的频率特性并进行了误差分析.实验结果表明,磁悬浮振子振动传感器的输出波形与外加激振器的波形一致.磁悬浮振子振动传感器属于非接触绝对式振动测量方法,克服了机械摩擦和机械间隙误差,可直接输出振动位移信号,阻尼由电子电路实现便于阻尼参数调整,灵敏度高,频响范围宽,易于实现多维振动测量等,为绝对式振动测量提供了新的测量方法.     

复合型悬臂梁压电振子振动模型及发电试验研究

单悬臂梁压电振子俘获环境中振动能时,对环境振动频率敏感且频带有限,在谐振频率与环境振动频率不匹配的情况下,会导致压电振子俘能效率低下。基于此,设计复合型悬臂梁压电振子并建立其振动模型,采用激光测振仪对复合型悬臂梁压电振子进行扫频测试。研究结果表明,复合型悬臂梁压电振子谐振频率范围为56～72Hz,与理论分析结果基本吻合,试验验证了理论模型的正确性。相比于单悬臂梁压电振子,复合型悬臂梁压电振子有效地拓宽了其谐振频带,易于实现与环境振动源振动频率匹配以提高压电发电效率。在此基础上,进行复合型悬臂梁压电发电装置的发电能力测试,在负载为820?,工作频率为60Hz时最大输出功率达到4.9mW,产生的能量能够满足网络传感器等低耗能微电子产品的供能需求。     

周期弹簧振子结构振动带隙及隔振特性研究

无限周期弹簧振子结构具有和声子晶体类似的振动(弹性波)带隙,带隙频率范围内的振动(弹性波)在该结构 中无法进行传播。在计算无限周期弹簧振子结构振动(弹性波)带隙的基础上,采用数值方法计算并讨论了有限周 期弹簧振子结构的振动传输特性及隔振特性,最后以双质量周期弹簧振子结构为例,对其振动传输特性及隔振特 性进行了试验验证。     

基于有限元的超声振动内圆磨削系统的主轴设计与研究

基于有限元分析方法，对由振子（超声换能器、变幅杆和工具）和主轴套筒构成的超声振动内圆磨头的主轴部件进行了结构分析研究，揭示了套筒结构和振子结构对主轴振动模态的影响，特别是对振子输出振动和套简振动的影响规律。基于上述分析提出了主轴的优化结构。     

周期弹簧振子结构振动带隙理论与实验研究

无限周期弹簧振子结构具有和声子晶体类似的振动 (弹性波 )带隙特性 ,即带隙频率范围内的振动 (弹性波 )无法在该结构中进行传播。本文首先计算了无限周期弹簧振子结构振动 (弹性波 )带隙 ,进而采用数值方法对有限周期弹簧振子结构的振动传输特性进行了仿真计算 ,最后对双质量周期振子结构进行了试验验证。理论计算结果、仿真结果和试验测试结果相互吻合 ,即在带隙频率范围内的振动在频响曲线上有较大衰减     

Dynamic analysis of a short cylinder piezo motor

The bar-type traveling wave ultrasonic motor is simple, inexpensive, easy to use, and suitable for miniaturization. Its operating performance is significantly affected by the dynamic behavior of the vibrator. In this work, the analytical equations for calculating the dynamic behavior of the motor vibrator are presented using the ring model. The natural frequencies and vibrating modes of the motor are investigated using the analytical equations. Changes in the natural frequencies along with the motor parameters are analyzed. The forced responses of the vibrator to two input signals with a phase difference of 90° are given. A FEM analysis in ANSYS is used to simulate the natural frequencies and vibrating modes of the vibrator. A test is conducted to illustrate the analytical calculative results.     

长环形驻波直线超声电机振子有限元分析

提出了一种长环形直线驻波超声电机振子,并对该超声电机振子进行了研究。利用有限元分析软件对振子的工作模态进行了分析,阐述了振子的工作原理。对支撑结构、影响振子振动模态固有频率的主要结构参数,进行了数值分析,确定了振子的结构形式。振子与支撑结构采用柔性铰链连接,利用第18阶正交的两个面内弯曲模态工作,实现了电机振子双接触面驱动、正反两个方向运动。证明了该类振子利用面内弯曲振动模态可以实现双面驱动、正反双向直线运动。为环型驻波直线超声电机的设计提供了理论参考。     

双接触面行波超声电机振子的有限元分析

分析了双接触面振子的工作原理,针对多种结构形式的双接触面旋转行波超声电动机振子进行了有限元分析。对振子的输出振幅进行了谐波分析,确定了振子的结构形式。仿真结果表明振子内圈固定方式电机性能优于外圈固定方式;振子外径相同时,压电陶瓷片贴于齿环内侧电机性能优于贴于齿环外侧。     

Investigation on the conveying velocity of a linear vibratory feeder while handling bulk-sized small parts

This paper deals with investigation of the behavior of a linear vibratory feeder, used for conveying small parts. A rotating drum with radial fins is designed and developed for carrying out experimental investigations. A tumbling barrel hopper is used for feeding the components onto the track. Special baffles are used for positioning the parts on the track. A linear vibrator is used for conveying the parts through the feed track. This track can be changed depending on the geometry of the components being conveyed. The parameters affecting the feed rate and conveying velocity are the barrel dimension, amplitude and angle of vibration, coefficient of friction, and the operating frequency. A mathematical model is developed to predict the conveying velocity under the influence of these parameters. It is observed that the actual measured values of feed rate and conveying velocity are in good agreement with those predicted by the proposed model.     

阶梯圆柱形压电振子直线型超声电机

针对现有直线型超声电机推力较小、效率不高的普遍现状,提出利用阶梯圆柱形压电振子驱动的直线型超声电机.其压电振子包含两组压电陶瓷单元,经逆压电效应激发阶梯形圆柱压电振子在两个正交方向上分别产生5阶弯曲振动,使振子两个圆盘形结构的表面质点形成椭圆运动,经摩擦作用于固定导轨,使振子组件沿导轨产生直线运动,进而构成直线型超声电机.采用有限元仿真方法确定结构尺寸,制作原理样机并进行了相关试验.原理样机获得如下性能:最大输出力为16.2 N;最大速度为180 mm/s;最大效率为38％;响应时间为24 ms;步进分辨率为2μm.     

纵-扭复合型压电超声电机的优化设计

研究了纵 -扭复合型压电超声电机的几个关键问题 ,包括电机的工作原理 ,压电陶瓷的极化方式及其安放位置 ,电机定子的结构形式的选择及定子的结构动力学设计问题 ,最后设计并装配了一台直径 2 0 mm的电机 ,堵转扭矩达 2 .5kg· cm,无负载转速 35r/min,并指出装配中应注意的问题。实验表明 ,要求的频率和振型达到了设计要求。     

基于ADAMS的振捣器动态仿真

借助动力学仿真软件ADAMS建立偏心式振捣器的仿真横型,并对振捣器进行动力学分析。结果表明。利用仿真模型便于观察偏心式振捣器的工作情况。及合理选择偏心式振捣器的各项参数。     

A DETAILED DESIGN OF A LAB-BUILT MODULATOR DRIVER FOR A MÖSSBAUER SPECTROMETER

The Doppler modulation system is a principal part of a Mössbauer spectrometer. It includes the Doppler modulator (velocity transducer) and a control system (the modulator driver) which consists of a function generator that produces a reference signal by which the vibrator can be controlled and the error correction circuit that corrects the motion of the vibrator according to the reference signal. The motion of the driver must be identical to the preferred wave shape for the operation of the spectrometer. The aim of the present article is to design and test a low cost lab-built modulator velocity driver for a Mössbauer spectrometer to be used in the constant acceleration (triangular) mode of operation, although it can be used in the other operational modes. A triangular wave is stored in RAM. The axis of the vibrator carries two coils, one for the driving signal and the other for the pickup signal which gives the shape of the motion of the driver (i.e., the actual motion of the source). The stored reference triangular wave is compared with the one from the pickup coil and the difference between them gives an error signal. The error signal will be zero if the motion of the vibrator is identical to that of the stored wave. This error signal is added to the driving pulse in a suitable phase and amplitude in order to obtain a source motion with minimized deviation from its correct value.