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压电驱动撞针式高黏性胶体微喷系统的研制
被引量：
5
1
作者
刘亚欣
赵亚涛
+1 位作者
路士州
姚玉峰
《西安交通大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2015年第6期90-95,共6页
针对高黏性胶体材料要求快速、精确、灵活分配的需求,以及气压驱动撞针式喷射技术分配效率低、液滴操控能力有限的问题,设计了一种压电驱动撞针式高黏性微喷系统。该系统将压电致动器与传统撞针式喷射阀相结合,并利用菱形放大机构对压...
针对高黏性胶体材料要求快速、精确、灵活分配的需求,以及气压驱动撞针式喷射技术分配效率低、液滴操控能力有限的问题,设计了一种压电驱动撞针式高黏性微喷系统。该系统将压电致动器与传统撞针式喷射阀相结合,并利用菱形放大机构对压电致动器位移进行放大后带动撞针振动,以此对微量高黏性胶体的高速、精确分配进行操作。采用有限元法对菱形放大机构进行静、动态特性分析,通过构建位移输出单元的动力学模型分析撞针位移输出情况,确定了机械本体的结构参数,搭建了包含阀体、气路、驱动和监测单元的微喷系统实验平台,开发了基于模糊PID控制的胶体预分配方案。实验结果表明:撞针振幅能够达到有利于喷射的0.5mm范围,胶滴体积随喷射频率和胶体黏度的增大而减小,分配重复精度和准确度分别可控制在4%和±6%以内,进一步揭示了高黏性胶体材料的非接触式分配机理,验证了压电驱动撞针式喷射方案的可行性。
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关键词
高黏性
撞针式
压电致动器
菱形放大机构
模糊PID
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职称材料
压电驱动撞针式微喷系统的键合图建模
被引量：
2
2
作者
路士州
刘亚欣
+1 位作者
姚玉峰
孙立宁
《西安交通大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2014年第1期133-138,共6页
为了快速、精确地分配微量高黏性液体,以及研究系统参数对分配过程的影响,设计了一种压电驱动撞针式微喷系统,并构建了该系统的键合图模型。将压电致动器与撞针式微喷阀相结合,利用压电致动器高频振动来带动撞针运动,以此对微量液体的...
为了快速、精确地分配微量高黏性液体,以及研究系统参数对分配过程的影响,设计了一种压电驱动撞针式微喷系统,并构建了该系统的键合图模型。将压电致动器与撞针式微喷阀相结合,利用压电致动器高频振动来带动撞针运动,以此对微量液体的高速、精确分配进行操作。通过耦合各能域变量及不同液路通道的键合图图元参数,以及整合机电模块、液气模块的子键合图模型,得到微喷系统的整体键合图模型。仿真结果表明:液体喷射速度幅值与电压信号幅值和频率成正比例关系,喷射体积随储液筒上部气压升高而线性增加;液体流速与撞针振动速度成线性关系,这在难以直接测量流速的场合,可通过测量撞针振动速度来间接监测液体流速。实验验证了微喷系统键合图模型及关键结论的正确性,研究成果能够为微喷系统的结构设计、控制参数的优化提供理论指导。
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关键词
高黏性
微喷
撞针式
键合图
压电致动器
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职称材料
木塑复合材料3DP设备微滴喷射过程仿真及关键参数研究
3
作者
刘子昕
王琦
+2 位作者
闫承琳
王鑫旭
李晓旭
《浙江农林大学学报》
CAS
CSCD
北大核心
2024年第3期651-658,共8页
【目的】以自主研发的木塑复合材料三维打印与胶黏(3DP)微滴喷射系统为基础,开展紫外线固化黏结剂(UV胶)微滴喷射过程的研究,优化喷射系统工艺参数和阀体结构参数,为木塑复合材料3DP工艺液滴铺展渗透研究提供数据支撑。【方法】对喷射...
【目的】以自主研发的木塑复合材料三维打印与胶黏(3DP)微滴喷射系统为基础,开展紫外线固化黏结剂(UV胶)微滴喷射过程的研究,优化喷射系统工艺参数和阀体结构参数,为木塑复合材料3DP工艺液滴铺展渗透研究提供数据支撑。【方法】对喷射阀撞针的位移特征、UV胶的流变特性进行测定分析,确定了影响木塑复合材料3DP设备微滴喷射过程的喷射参数。采用有限元法对微滴喷射过程进行仿真,分析了微滴喷射过程中UV胶在喷嘴处速度、压力和质量流率的变化特征,获得了喷射参数对微滴喷射过程的影响规律。选取撞针速度、喷嘴直径、供胶压力为自变量,以液滴成形质量和主液滴速度为评价指标,开展仿真试验求解优化参数组。【结果】单因素试验得到了撞针速度0.3~0.9 m·s^(−1),喷嘴直径0.10~0.20 mm,供胶压力0.1~0.3 MPa,阀座锥角120°~130°的合理喷射参数范围。正交试验得到了喷嘴直径是影响液滴质量的显著因素,供胶压力是影响液滴速度的显著因素,并获得最优的喷射参数组合为喷嘴直径0.10 mm,撞针速度0.9 m·s^(−1),供胶压力0.1 MPa、阀座锥角130°。【结论】建立了基于木塑复合材料3DP微滴喷射过程的VOF有限元模型,完成了喷射参数对微滴喷射影响的研究,获得了最优的喷射参数组合。
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关键词
木塑复合材料
三维打印与胶黏(3DP)
撞针式
喷射阀
紫外光胶黏剂
喷射参数
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职称材料
题名
压电驱动撞针式高黏性胶体微喷系统的研制
被引量：
5
1
作者
刘亚欣
赵亚涛
路士州
姚玉峰
机构
哈尔滨工业大学机器人技术与系统国家重点实验室
西安交通大学机械制造系统工程国家重点实验室
出处
《西安交通大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2015年第6期90-95,共6页
基金
国家高技术研究发展计划资助项目(2012AA040504)
国家自然科学基金资助项目(61203359)
+1 种基金
西安交通大学机械制造系统工程国家重点实验室资助项目(2011004)
机器人技术与系统国家重点实验室开放基金资助项目(SKLRS-2012-ZD-05)
文摘
针对高黏性胶体材料要求快速、精确、灵活分配的需求,以及气压驱动撞针式喷射技术分配效率低、液滴操控能力有限的问题,设计了一种压电驱动撞针式高黏性微喷系统。该系统将压电致动器与传统撞针式喷射阀相结合,并利用菱形放大机构对压电致动器位移进行放大后带动撞针振动,以此对微量高黏性胶体的高速、精确分配进行操作。采用有限元法对菱形放大机构进行静、动态特性分析,通过构建位移输出单元的动力学模型分析撞针位移输出情况,确定了机械本体的结构参数,搭建了包含阀体、气路、驱动和监测单元的微喷系统实验平台,开发了基于模糊PID控制的胶体预分配方案。实验结果表明:撞针振幅能够达到有利于喷射的0.5mm范围,胶滴体积随喷射频率和胶体黏度的增大而减小,分配重复精度和准确度分别可控制在4%和±6%以内,进一步揭示了高黏性胶体材料的非接触式分配机理,验证了压电驱动撞针式喷射方案的可行性。
关键词
高黏性
撞针式
压电致动器
菱形放大机构
模糊PID
Keywords
high viscous
needle-type
piezoelectric actuator
diamond amplification mechanism
fuzzy PID
分类号
TP24 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
TP6 [自动化与计算机技术—控制理论与控制工程]
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职称材料
题名
压电驱动撞针式微喷系统的键合图建模
被引量：
2
2
作者
路士州
刘亚欣
姚玉峰
孙立宁
机构
哈尔滨工业大学机器人技术与系统国家重点妻验室
西安交通大学机械制造系统工程国家重点实验室
出处
《西安交通大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2014年第1期133-138,共6页
基金
国家自然科学(51105116)
西安交通大学机械制造系统工程国家重点实验室资助项目(2011004)
文摘
为了快速、精确地分配微量高黏性液体,以及研究系统参数对分配过程的影响,设计了一种压电驱动撞针式微喷系统,并构建了该系统的键合图模型。将压电致动器与撞针式微喷阀相结合,利用压电致动器高频振动来带动撞针运动,以此对微量液体的高速、精确分配进行操作。通过耦合各能域变量及不同液路通道的键合图图元参数,以及整合机电模块、液气模块的子键合图模型,得到微喷系统的整体键合图模型。仿真结果表明:液体喷射速度幅值与电压信号幅值和频率成正比例关系,喷射体积随储液筒上部气压升高而线性增加;液体流速与撞针振动速度成线性关系,这在难以直接测量流速的场合,可通过测量撞针振动速度来间接监测液体流速。实验验证了微喷系统键合图模型及关键结论的正确性,研究成果能够为微喷系统的结构设计、控制参数的优化提供理论指导。
关键词
高黏性
微喷
撞针式
键合图
压电致动器
Keywords
high viscosity
jet dispensing
needle typed
bond graph
piezoelectric actuator
分类号
TP24 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
TP6 [自动化与计算机技术—控制理论与控制工程]
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职称材料
题名
木塑复合材料3DP设备微滴喷射过程仿真及关键参数研究
3
作者
刘子昕
王琦
闫承琳
王鑫旭
李晓旭
机构
中国林业科学研究院木材工业研究所
出处
《浙江农林大学学报》
CAS
CSCD
北大核心
2024年第3期651-658,共8页
基金
中央级公益性科研院所基本科研业务费专项资金(CAFYBB2020SY040)。
文摘
【目的】以自主研发的木塑复合材料三维打印与胶黏(3DP)微滴喷射系统为基础,开展紫外线固化黏结剂(UV胶)微滴喷射过程的研究,优化喷射系统工艺参数和阀体结构参数,为木塑复合材料3DP工艺液滴铺展渗透研究提供数据支撑。【方法】对喷射阀撞针的位移特征、UV胶的流变特性进行测定分析,确定了影响木塑复合材料3DP设备微滴喷射过程的喷射参数。采用有限元法对微滴喷射过程进行仿真,分析了微滴喷射过程中UV胶在喷嘴处速度、压力和质量流率的变化特征,获得了喷射参数对微滴喷射过程的影响规律。选取撞针速度、喷嘴直径、供胶压力为自变量,以液滴成形质量和主液滴速度为评价指标,开展仿真试验求解优化参数组。【结果】单因素试验得到了撞针速度0.3~0.9 m·s^(−1),喷嘴直径0.10~0.20 mm,供胶压力0.1~0.3 MPa,阀座锥角120°~130°的合理喷射参数范围。正交试验得到了喷嘴直径是影响液滴质量的显著因素,供胶压力是影响液滴速度的显著因素,并获得最优的喷射参数组合为喷嘴直径0.10 mm,撞针速度0.9 m·s^(−1),供胶压力0.1 MPa、阀座锥角130°。【结论】建立了基于木塑复合材料3DP微滴喷射过程的VOF有限元模型,完成了喷射参数对微滴喷射影响的研究,获得了最优的喷射参数组合。
关键词
木塑复合材料
三维打印与胶黏(3DP)
撞针式
喷射阀
紫外光胶黏剂
喷射参数
Keywords
wood-plastic composite
three-dimensional printing and adhesive
needle-type jet valve
UV adhesive
injection parameters
分类号
TQ351 [化学工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
压电驱动撞针式高黏性胶体微喷系统的研制
刘亚欣
赵亚涛
路士州
姚玉峰
《西安交通大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2015
5
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
压电驱动撞针式微喷系统的键合图建模
路士州
刘亚欣
姚玉峰
孙立宁
《西安交通大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2014
2
在线阅读
下载PDF
职称材料
3
木塑复合材料3DP设备微滴喷射过程仿真及关键参数研究
刘子昕
王琦
闫承琳
王鑫旭
李晓旭
《浙江农林大学学报》
CAS
CSCD
北大核心
2024
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职称材料
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