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從研發(fā)認(rèn)識(shí)計(jì)為
談?wù)剦弘娞沾稍谡駝?dòng)式物位開(kāi)關(guān)中的螺栓預(yù)緊
2015-03-21
圖一 圖二 圖三
計(jì)為自動(dòng)化推出的物位測(cè)量產(chǎn)品如Ring-11音叉液位開(kāi)關(guān)和Fork-11音叉料位開(kāi)關(guān),以及Tube-11振棒式料位開(kāi)關(guān)均采用壓電陶瓷來(lái)實(shí)現(xiàn)振動(dòng)的驅(qū)動(dòng)和檢測(cè)。
在對(duì)壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)和檢測(cè)特性的實(shí)驗(yàn)研究中,我們首先發(fā)現(xiàn),壓電陶瓷片的靜態(tài)電容會(huì)隨著預(yù)緊力(即螺栓緊固力)的變化而變化:先是變小,減到一定值(也是最小值),隨著螺栓擰緊力矩的增大,又逐漸增大(如圖3)。我們還發(fā)現(xiàn),給壓電組件施加不同的預(yù)緊力(就是螺栓旋緊力)對(duì)其振動(dòng)頻率有較大的影響,即隨著預(yù)緊力的增大,驅(qū)動(dòng)體工作頻率隨著力矩的增大呈線性增大趨勢(shì),當(dāng)預(yù)緊力矩達(dá)到一定值時(shí),工作頻率又隨著力矩的增大而變?。ㄈ鐖D2所示)。根據(jù)壓電陶瓷靜電容隨預(yù)緊力大小而變化的這種電特性,我們總結(jié)并經(jīng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,使壓電陶瓷組的靜態(tài)電容達(dá)到(1~1.05)C0時(shí)的預(yù)緊力為最佳。因此在產(chǎn)品裝配工藝中,可以通過(guò)檢測(cè)靜態(tài)電容大小來(lái)設(shè)定螺栓緊固力矩。具體方法如下:預(yù)緊前,首先應(yīng)用數(shù)字電橋電容表測(cè)出壓電陶瓷片的靜態(tài)電容C0,再慢慢對(duì)壓電陶瓷片進(jìn)行預(yù)緊,并注意觀察其靜態(tài)電容的變化,當(dāng)電容值達(dá)到(1~1.05)C0范圍內(nèi)時(shí),這時(shí)預(yù)緊力達(dá)到最佳,通過(guò)對(duì)螺帽點(diǎn)固定膠實(shí)施預(yù)緊力的永久固定。需要特別注意的是,預(yù)緊力太小,壓電陶瓷輸出的驅(qū)動(dòng)力較??;預(yù)緊力過(guò)大,會(huì)影響壓電陶瓷的振動(dòng),甚至壓碎壓電陶瓷片。
圖四:一種應(yīng)用于振動(dòng)式料位開(kāi)關(guān)的壓電陶瓷組件
(深圳計(jì)為自動(dòng)化技術(shù)有限公司研發(fā)中心2015年3月21日發(fā)布)
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