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自动送料装置的研究现状及其实际应用
时间：2013-7-27
作者：admin
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来源：本站
随着自动化、半自动化在国民经济各行业的普及 深入，自动送料装置作为生产线一个不可缺少的 环节，对其结构、噪音、工作原理、输送精度及 控制难易程度等方面提出了更高的要求，传统的 振动送料装置已不能满足要求。因此近十几年利 用压电陶瓷作为驱动源的新型振动送料装置快速 发展起来[1-2]。
压电振动送料装置是将压电技术应用于振动 输送的一种新型振动送料装置，它利用压电片的 逆压电效应产生振动，作为驱动源驱动料槽实现 物料的输送。
1 国内外的研究现状
对于这种新型的振动送料装置，其结构和工 作原理都不同于传统的电磁或机械驱动的振动送 料装置，因此它具有许多传统振动送料装置所不 具备的特点[1-7]：
（1）结构简单，安装和维护更加方便；
（2）应用压电片作为驱动源，无需电机、电 磁激振器等驱动装置，也无需轴、杆、皮带等机 械传动部件，结构简单，易于加工制作；
（3）改变驱动信号中的幅值、脉宽及频率中 的任意一个，都可以调节输送率，控制参数多， 可控性好；
（4）无转动惯性，几乎没有加速和减速过程， 启动、停止迅速，响应性能快；
（5）不产生干扰电磁场，也不受电磁干扰信号的影响；
（6）在低频率段或超声段工作，噪音小；
（7）在共振或亚共振状态下工作，因此能量 消耗少；
（8）驱动力不足，因此这类装置大多应用于 物料的微量或精量输送。
压电振动送料装置是振动送料领域的一个重 大的突破，国内外的科技人员都进行了不同程度 的研究，取得了一定的成果[8]，其按照物料前进的 方式可将其分为直进型和螺旋型两种。
1.1 国外的研究现状
在工业发达国家或地区，日本、美国最具代 表性，尤其是日本，对压电振动送料装置的理论、 设计与计算的研究比较深入与完整，也推出了许 多新型与异型机构的振动送料装置[9]。
对于直进型压电驱动振动送料装置，日本现 在已报道的装置有三种[10-15]。图 1 是日本现已报 道的压电振动送料装置的第一种结构，压电片采 用双压电晶体片。在压电片上加交流电，双压电 晶体片产生周期性的弯曲运动，带动料槽斜向运 动，进而实现物料的输送。
图 2 所示为日本已报道的第二种结构，压电 片也采用了双压电晶体片。
图 3 所示为日本已报道的第三种结构，它不 是应用双压电晶体片，而是在一对压电片上所加 的交流电相位相反。
图 4 所示为美国报道的一种压电驱动的螺旋 型压电振动料斗，在一对压电片上施加相位相反 的交流电压，压电晶体产生长度方向的伸缩运动， 驱使钢片和弹簧片进行往复弯曲扭振 [16-19]。
国外压电振动送料装置上的研究已经取得了 长足的进步，它们除了具有上述压电振动送料装 置的共同特点外，它们也有其独特之处：
（1）压电片应用其长度方向上的伸缩振动模式；
（2）采用特殊制造的双压电晶体片，或者在一对压电片上施加相位相反的电压，不但增加了生产成本，而且大大提高对电源的要求；
（3）直进式压电振动送料装置都采用振动元 件和料槽支撑元件分开的方式，这使振动元件的 受力系统简单化；
（4）多数需要增加加振体来扩大振动幅度， 使装置结构复杂化；
（5）直进式第二种结构和螺旋压电振动送料 装置虽然料槽（料盘）的支撑元件和振动元件分 开，但是振动元件仍然承受料槽（料盘）及物料的重量，使振动元件受力复杂，会影响装置的工作稳定性；
（6）直进式第二种结构和螺旋压电振动送料装置的振动元件都采用固定的安装方式，给料槽的运动带来很大约束，而且克服此约束将消耗更 多的能量；
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