夹芯式压电换能器自动装配机制造技术

本发明专利技术公开了一种夹芯式压电换能器自动装配机。推板、压板、支板套装 在两个立柱上，推板通过第一铜衬套沿立柱轴向滑动，压板通过第一螺母固定 在两个立柱上，承受油缸施加在夹芯式压电换能器的轴向预紧力；支板通过第 二螺母固定在两个立柱上，用于安装第一液压马达，第二液压马达通过第四螺 钉、立板、第五螺钉固定在推板上，虎钳通过螺栓固定在推板上，推板通过第 二铜衬套沿导向轴轴向滑动，导向轴通过螺纹安装在基座上，第一液压马达通 过第一联轴器和专用套筒，带动夹芯式压电换能器的第三螺母旋转，产生轴向 压力，压紧压电陶瓷片。本发明专利技术采用两个液压马达，装配精度高，装配效率高， 装配操作安全，实现了夹芯式压电换能器装配自动化。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及超声波领域，尤其涉及一种夹芯式压电换能器自动装配机。
技术介绍
图中随着科学技术的迅猛发展，超声焊接机、超声清洗机、超声加工机等智能超声设备获得了越来越广泛的应用，每年的产量都在15 20%的速度快速递增。夹芯式压电换能器是智能超声设备的核心器件，是一种高效、大功率 电声转换器件。夹芯式压电换能器集压电效应和逆压电效应为一身，夹芯式压 电换能器的装配过程是实现压电效应的过程，夹芯式压电换能器的使用过程是 实现逆压电效应的过程。智能超声设备对夹芯式压电换能器的要求是(1) 结构尺寸小，瞬时输出功率达35 40w/cm2，连续功率为7 8w/cm2， 功率大，根据使用不同规格的晶片和数量，夹芯式压电换能器的功率为100 2200w;(2) 在长时间连续和间断工作状态下发热少，声损耗低；(3) 电声转换效率>80%;(4) 夹芯式压电换能器工作时不能松开；(6) 压电陶瓷片在长期工作状态下不会破碎；(7) 阻抗低，对于15kHz的2200W夹芯式压电换能器，其阻抗〈2Q。(8) 电容稳定，变化范围小。但是，由于陶瓷材料的复杂多变性、颗粒分布不均、烧结工艺复杂、夹芯 式压电换能器元器件辐射面的平面度、粗糙度和平行度难以控制、压力波动等 一系列的原因，使得夹芯式压电换能器难以达到上述要求。尤其突出的是，我 国夹芯式压电换能器研制和生产单位使用扭矩扳手装配夹芯式压电换能器，扭 矩波动范围达30 50Nm，压电波动范围达3000 6000N，，导致批量生产时的 夹芯式压电换能器频率变化范围达到150 350Hz，阻抗变化范围达3 6Q，电 容变化范围为500 1200pf。夹芯式压电换能器沿径向没有夹紧机构，使得压电 换能器在装配过程中会沿径向(水平方向)移动，容易导致夹芯式压电换能器 报废。压电换能器螺母拧紧机构采用液压扭矩扳手，使用过程中需用一根立柱 挡住液压扭矩扳手，给液压扭矩扳手沿周向方向施加了一个反扭矩，否则液压 扳手无法向夹芯式压电换能器螺母施加扭矩，增加了工作时间，并且有时候由3于工作人员疏忽，导致操作工人受伤。表现在使用过程中，夹芯式压电换能器转换效率低，易发热，陶瓷片易破碎、夹芯式压电换能器易松开，夹芯式压电换能器和超声波发生器难以匹配等问题，夹芯式压电换能器生产和应用单位急需解决上述难题。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术的不足，提供一种压电陶瓷片和器件不会径向偏移和错位、装配操作安全、高效率装配的夹芯式压电换能器自动装配机。为了达到上述目的，本专利技术采取下列措施夹芯式压电换能器自动装配机包括基座、立柱、推板、第一铜衬套、压板、第一螺母、支板、第二螺母、第一液压马达、第一联轴器、专用套筒、铜垫片、夹芯式压电换能器、油缸、第一螺钉、第二螺钉、定位块、第三螺钉、虎钳、第二液压马达、第二联轴器、第四螺钉、立板、第五螺钉、第二铜衬套、导向轴、第三螺母、后反射罩、压电陶瓷片、电极、前反射罩，两个立柱通过螺纹安装在基座上，油缸通过第一螺钉固定在基座上，推板、压板、支板套装在两个立柱上，其中，推板通过第一铜衬套沿立柱轴向滑动，压板通过第一螺母固定在两个立柱上，承受油缸施加在夹芯式压电换能器上的轴向预紧力；支板通过第二螺母固定在两个立柱上，用于安装第一液压马达，第二液压马达通过第四螺钉、立板、第五螺钉固定在推板上，虎钳通过螺栓固定在推板上，推板通过第二铜衬套沿导向轴轴向滑动，导向轴通过螺纹安装在基座上，第一液压马达通过第一联轴器和专用套筒，带动夹芯式压电换能器的第三螺母旋转，产生轴向压力，压紧压电陶瓷片。本专利技术与现有技术相比具有的有益效果-(1) 装配精度高；(2) 装配效率高，不需要装配过程中人工调整压电陶瓷片的径向错位；(3) 装配操作安全，不会因工人的误操作导致人身伤害；(4) 采用两个液压马达，实现了夹芯式压电换能器装配自动化；夹芯式压电换能器自动装配机可以广泛地用于各种不同形状、不同规格的夹芯式压电换能器装配生产和科研领域中。附图说明图1是夹芯式压电换能器自动装配机正视图；图2是夹芯式压电换能器自动装配机侧视图；图3是夹芯式压电换能器自动装配机俯视图(A-A视图)；图4(a)是本专利技术待装配的夹芯式压电换能器结构主视图4(b)是本专利技术待装配的夹芯式压电换能器结构侧视图中基座l、立柱2、推板3、第一铜衬套4、压板5、第一螺母6、支板7、第二螺母8、第一液压马达9、第一联轴器IO、专用套筒ll、铜垫片12、夹芯式压电换能器13、油缸14、第一螺钉15、第二螺钉16、定位块17、第三螺钉18、虎钳19、第二液压马达20、第二联轴器21、第四螺钉22、立板23、第五螺钉24、第二铜衬套25、导向轴26、第三螺母27、后反射罩28、压电陶瓷片29、电极30、前反射罩31。具体实施例方式夹芯式压电换能器自动装配机包括基座l、立柱2、推板3、第一铜衬套4、压板5、第一螺母6、支板7、第二螺母8、第一液压马达9、第一联轴器10、专用套筒11、铜垫片12、夹芯式压电换能器13、油缸14、第一螺钉15、第二螺钉16、定位块17、第三螺钉18、虎钳19、第二液压马达20、第二联轴器21、第四螺钉22、立板23、第五螺钉24、第二铜衬套25、导向轴26、第三螺母27、后反射罩28、压电陶瓷片29、电极30、前反射罩31，两个立柱2通过螺纹安装在基座1上，油缸14通过第一螺钉15固定在基座1上，推板3、压板5、支板7套装在两个立柱2上，其中，推板3通过第一铜衬套4沿立柱2轴向滑动，压板5通过第一螺母6固定在两个立柱2上，承受油缸14施加在夹芯式压电换能器13上的轴向预紧力；支板7通过第二螺母8固定在两个立柱2上，用于安装第一液压马达9，第二液压马达20通过第四螺钉22、立板23、第五螺钉24固定在推板3上，虎钳19通过螺栓固定在推板3上，推板3通过第二铜衬套25沿导向轴26轴向滑动，导向轴26通过螺纹安装在基座1上，第一液压马达9通过第一联轴器10和专用套筒11，带动夹芯式压电换能器13的第三螺母27旋转，产生轴向压力，压紧压电陶瓷片29。油缸14活塞将推板3、夹芯式压电换能器13、铜垫片12和液压马达20等一起推向上方，直至铜垫片12与压板5相接触，并施加一定的轴向预紧力。轴向预紧力有两个用途(1)防止夹芯式压电换能器13的元器件在装配过程中水平移动或错位；(2)轴向预紧力产生的摩擦力矩用于克服螺母27在拧紧夹芯式压电换能器13的过程中，前反射罩31的输出端与虎钳19的轴向定位平面产生的扭转力矩。夹芯式压电换能器13包括第三螺母27、后反射罩28、压电陶瓷片29、电极30、前反射罩31，前反射罩31上装有螺栓，螺栓上套有后反射罩28、压电第三螺母27压紧。本专利技术的工作过程如下(1) 先将夹芯式压电换能器13放在虎钳19内，用第二液压马达20推动虎钳19沿径向夹紧夹芯式压电换能器13 ，确保夹芯式压电换能器不会沿径向(水平方向)移动，不会造成夹芯式压电换能器报废。(2) 油缸14活塞将推板3、夹芯式压电换能器13、铜垫片12和第二液压马达20等一起推向上方，直至铜垫片12与压板5相接触，并施加一定的轴向预紧力。(3) 第一液压马达9通过第一联轴器10和专用套筒11，带动夹芯式压电换能器13的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种夹芯式压电换能器自动装配机，其特征在于包括基座（１）、立柱（２、推板（３）、第一铜衬套（４）、压板（５）、第一螺母（６）、支板（７）、第二螺母（８）、第一液压马达（９）、第一联轴器（１０）、专用套筒（１１）、铜垫片（１２）、夹芯式压电换能器（１３）、油缸（１４）、第一螺钉（１５）、第二螺钉（１６）、定位块（１７）、第三螺钉（１８）、虎钳（１９）、第二液压马达（２０）、第二联轴器（２１）、第四螺钉（２２）、立板（２３）、第五螺钉（２４）、第二铜衬套（２５）、导向轴（２６）、第三螺母（２７）、后反射罩（２８）、压电陶瓷片（２９）、电极（３０）、前反射罩（３１），两个立柱（２）通过螺纹安装在基座（１）上，油缸（１４）通过第一螺钉（１５）固定在基座（１）上，推板（３）、压板（５）、支板（７）套装在两个立柱（２）上，其中，推板（３）通过第一铜衬套（４）沿立柱（２）轴向滑动，压板（５）通过第一螺母（６）固定在两个立柱（２）上，承受油缸（１４）施加在夹芯式压电换能器（１３）上的轴向预紧力；支板（７）通过第二螺母（８）固定在两个立柱（２）上，用于安装第一液压马达（９），第二液压马达（２０）通过第四螺钉（２２）、立板（２３）、第五螺钉（２４）固定在推板（３）上，虎钳（１９）通过螺栓固定在推板（３）上，推板（３）通过第二铜衬套（２５）沿导向轴（２６）轴向滑动，导向轴（２６）通过螺纹安装在基座（１）上，第一液压马达（９）通过第一联轴器（１０）和专用套筒（１１），带动夹芯式压电换能器（１３）的第三螺母（２７）旋转，产生轴向压力，压紧压电陶瓷片（２９）。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张云电，
申请(专利权)人：杭州电子科技大学，
类型：发明
国别省市：86