[實用新型]一種夾芯式壓電換能器自動裝配機

無效

• 申請號: 200920123193.4
• 申請日: 2009-06-25
• 公開（公告）號: CN201432194Y
• 公開（公告）日: 2010-03-31
• 發明（設計）人: 張云電
• 申請（專利權）人: 杭州電子科技大學
• 主分類號: B23P19/04
• 分類號: B23P19/04;B23P19/027
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司
• 代理人: 張法高

技術領域

本實用新型涉及超聲波領域，尤其涉及一種夾芯式壓電換能器自動裝配機。

背景技術

圖中：隨著科學技術的迅猛發展，超聲焊接機、超聲清洗機、超聲加工機等智能超聲設備獲得了越來越廣泛的應用，每年的產量都在15～20％的速度快速遞增。夾芯式壓電換能器是智能超聲設備的核心器件，是一種高效、大功率電聲轉換器件。夾芯式壓電換能器集壓電效應和逆壓電效應為一身，夾芯式壓電換能器的裝配過程是實現壓電效應的過程，夾芯式壓電換能器的使用過程是實現逆壓電效應的過程。

智能超聲設備對夾芯式壓電換能器的要求是：

(1)結構尺寸小，瞬時輸出功率達35～40w/cm²，連續功率為7～8w/cm²，功率大，根據使用不同規格的晶片和數量，夾芯式壓電換能器的功率為100～2200w；

(2)在長時間連續和間斷工作狀態下發熱少，聲損耗低；

(3)電聲轉換效率＞80％；

(4)夾芯式壓電換能器工作時不能松開；

(6)壓電陶瓷片在長期工作狀態下不會破碎；

(7)阻抗低，對于15kHz的2200W夾芯式壓電換能器，其阻抗＜12Ω。

(8)電容穩定，變化范圍小。

但是，由于陶瓷材料的復雜多變性、顆粒分布不均、燒結工藝復雜、夾芯式壓電換能器元器件輻射面的平面度、粗糙度和平行度難以控制、壓力波動等一系列的原因，使得夾芯式壓電換能器難以達到上述要求。尤其突出的是，我國夾芯式壓電換能器研制和生產單位使用扭矩扳手裝配夾芯式壓電換能器，扭矩波動范圍達30～50Nm，壓電波動范圍達3000～6000N，，導致批量生產時的夾芯式壓電換能器頻率變化范圍達到150～350Hz，阻抗變化范圍達3～6Ω，電容變化范圍為500～1200pf。夾芯式壓電換能器沿徑向沒有夾緊機構，使得壓電換能器在裝配過程中會沿徑向(水平方向)移動，容易導致夾芯式壓電換能器報廢。壓電換能器螺母擰緊機構采用液壓扭矩扳手，使用過程中需用一根立柱擋住液壓扭矩扳手，給液壓扭矩扳手沿周向方向施加了一個反扭矩，否則液壓扳手無法向夾芯式壓電換能器螺母施加扭矩，增加了工作時間，并且有時候由于工作人員疏忽，導致操作工人受傷。表現在使用過程中，夾芯式壓電換能器轉換效率低，易發熱，陶瓷片易破碎、夾芯式壓電換能器易松開，夾芯式壓電換能器和超聲波發生器難以匹配等問題，夾芯式壓電換能器生產和應用單位急需解決上述難題。

發明內容

本實用新型的目的是克服現有技術的不足，提供一種壓電陶瓷片和器件不會徑向偏移和錯位、裝配操作安全、高效率裝配的夾芯式壓電換能器自動裝配機。

為了達到上述目的，本實用新型采取下列措施：

夾芯式壓電換能器自動裝配機包括基座、立柱、推板、第一銅襯套、壓板、第一螺母、支板、第二螺母、第一液壓馬達、第一聯軸器、專用套筒、銅墊片、夾芯式壓電換能器、油缸、第一螺釘、第二螺釘、定位塊、第三螺釘、虎鉗、第二液壓馬達、第二聯軸器、第四螺釘、立板、第五螺釘、第二銅襯套、導向軸、第三螺母、后反射罩、壓電陶瓷片、電極、前反射罩，兩個立柱通過螺紋安裝在基座上，油缸通過第一螺釘固定在基座上，推板、壓板、支板套裝在兩個立柱上，其中，推板通過第一銅襯套沿立柱軸向滑動，壓板通過第一螺母固定在兩個立柱上，承受油缸施加在夾芯式壓電換能器上的軸向預緊力；支板通過第二螺母固定在兩個立柱上，用于安裝第一液壓馬達，第二液壓馬達通過第四螺釘、立板、第五螺釘固定在推板上，虎鉗通過螺栓固定在推板上，推板通過第二銅襯套沿導向軸軸向滑動，導向軸通過螺紋安裝在基座上，第一液壓馬達通過第一聯軸器和專用套筒，帶動夾芯式壓電換能器的第三螺母旋轉，產生軸向壓力，壓緊壓電陶瓷片。

本實用新型與現有技術相比具有的有益效果：

(1)裝配精度高；

(2)裝配效率高，不需要裝配過程中人工調整壓電陶瓷片的徑向錯位；

(3)裝配操作安全，不會因工人的誤操作導致人身傷害；

(4)采用兩個液壓馬達，實現了夾芯式壓電換能器裝配自動化；

夾芯式壓電換能器自動裝配機可以廣泛地用于各種不同形狀、不同規格的夾芯式壓電換能器裝配生產和科研領域中。

附圖說明

圖1是夾芯式壓電換能器自動裝配機正視圖；

圖2是夾芯式壓電換能器自動裝配機側視圖；

圖3是夾芯式壓電換能器自動裝配機俯視圖(A-A視圖)；

圖4(a)是本實用新型待裝配的夾芯式壓電換能器結構主視圖；