双晶片两主动阀式压电泵的设计及试验

以双晶片压电振子为驱动元件,研制了两主动阀式压电泵。结合该泵的机械结构,详细分析了主动阀压电泵的作用机理。根据双晶片压电振子式主动阀压电泵对驱动信号的要求,搭建了两主动阀式压电泵的试验测试控制系统。最后对主动阀泵进行了性能测试和试验研究。结果表明,在电信号频率为40 Hz时,泵的正向最大输出流量为180 ml/min,反向最大输出流量为170 ml/min,正向最大输出压力为6 kPa。     

超声磁粒复合研磨技术

提出将超声振动附加于磁粒研磨过程中的思想.通过分析传统磁粒研磨材料去除数学模型,揭示了提高磨刷切削能力是提高磁粒研磨效率的关键.以超声振动理论和磁场理论为基础设计了一套超声磁粒复合研磨实验系统,实验证明,在单纯磁粒研磨显示磨粒失效的情况下,超声磁粒复合研磨可以使表面粗糙度平均下降0.357 μm.最后对实验结果进行了分析,得出功率大小适当的超声振动可以促进磨粒刃口自锐,工作磨粒及时更新,从而提高磨刷切削能力等结论.     

矩形压电振子式主动阀压电泵的设计及其性能

根据压电泵的工作原理,基于两端夹持式主动阀开发了矩形压电振子式主动阀压电泵,对其结构及工作原理进行了说明。计算了其理论流量,剖析了流量的影响因素。通过试验研究得出:泵在工作时阀腔压电振子与泵腔压电振子之间的最佳相位差是70°和250°。测试了阀腔压电振子在不同电压、频率驱动信号作用下压电泵的输出特性。同时,对主动阀压电泵的双向泵送能力进行了比较分析。实验结果表明:与正弦波相比,方波作为矩形压电振子主动阀的控制信号时,流量相对比较大。频率为70Hz时,最大流量为140mL/min;在高频情况下,矩形压电双晶片式主动阀压电泵的流量保持较好,圆形压电振子式主动阀压电泵的流量下降明显。     

压电泵泵体出入口结构对输出性能的影响

为了提高微小型主动阀压电泵的输出性能，通过对流量计算公式的分析，推导出了影响流量的两个主要因素：阀口开度hv和阀口厚度w。利用有限元仿真分析软件ANSYS进行模拟流场的流动，分析了当hv和w不同时，阀口处流场的分布情况，也分析了在流速、阀口开度和阀口厚度的影响下，压强的损耗情况。在理论基础上制作了3个不同hv和w的压电泵的样机并进行了试验，试验结果表明,在hv=50 μm,w=200 μm,驱动电压为50 V时，其输出流量达到最大值为40 mL/min。     

单晶片主动式放大阀压电泵的设计与实验研究

设计了膜式液压放大机构,具有机构简单、放大倍数大的优点,同时解决了密封难,制造成本高的问题.对于单晶片主动式放大阀压电泵,通过实验测试了频率-流量特性和电压-流量特性.以驱动电压为150 V、阀膜厚度H=0.4 mm为例,压电振子中心点的变形量为45.861μm,放大倍数约为9倍.对理论流量与实测流量进行分析对比,结果表明,当阀口最大开度在0.2～O.4 mm时,该阀具有良好的通流能力及截止性.     

圆形压电单晶片驱动式主动阀泵实验

为解决微泵截止性低和回流等问题,利用有限元分析法,建立了微小型圆形压电单晶片驱动式主动阀的结构数学模型,分析了阀口厚度和阀口间隙对阀腔内流场分布和压强损耗的影响,为优化圆形单晶片驱动式微小型主动阀泵的结构提供了依据.并且利用自身设计制作的圆形单晶片驱动式微小型主动阀压电泵（直径35mm）进行了分析验证.结果表明,在阀口厚度一定时,随着电压的升高,压电振子的振幅增大,主动阀的截止性升高,回流减少,流量升高.当阀口厚度为200μm、阀口间隙为30μm、电压为150V时,其流量达到38mL/min.