CN115413146B - 用于超声电机定子弹性体与压电陶瓷片胶粘的施压装置及施压方法 - Google Patents

用于超声电机定子弹性体与压电陶瓷片胶粘的施压装置及施压方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于超声电机定子弹性体与压电陶瓷片胶粘的施压装置及施压方法,装置包括底座、压块组件和施压组件;底座中心设置底座凸起圆柱,其中心开设螺纹孔;压块组件由内至外顺次同轴布设弹簧、端盖、压块、轴承和轴承盖,压块同轴套设在底座凸起圆柱上,弹簧压设在底座凸起圆柱端面上;在压块组件和底座之间同轴布设定位垫片和承压垫片,承压垫片套设在定位垫片外圆柱面上;施压组件由下至上顺次同轴布设挡环、碟簧和螺杆,螺杆贯穿压块组件拧在底座的螺纹孔内,碟簧压设在轴承盖上表面。本发明用于超声电机定子弹性体组件的胶粘装配,可解决定子弹性体与压电陶瓷片、柔性印制板与压电陶瓷片在胶粘装配过程中发生角位移偏转的问题。

Description

用于超声电机定子弹性体与压电陶瓷片胶粘的施压装置及施压方法
技术领域
本发明涉及一种用于超声电机定子弹性体与压电陶瓷片胶粘的施压装置及施压方法,属于超声电机技术领域。
背景技术
众所周知,超声电机是利用压电陶瓷的逆压电效应,激发弹性体定子在超声频域内的微幅振动,并通过定转子之间的摩擦作用将微幅振动转换成转子的宏观旋转运动,输出功率,驱动负载。显然,定子弹性体组件和转子组件为超声电机的两大核心组件,尤其是定子弹性体组件对超声电机的输出性能起着至关重要的作用。
现有技术中的行波型超声电机定子弹性体组件主要是通过胶粘的方式将定子弹性体、压电陶瓷片和柔性印制板装配在一起的,即在定子弹性体与压电陶瓷片之间、压电陶瓷片与柔性印制板之间涂覆有胶层,当然,这里不是简单的把这几个零件用胶粘接在一起就行。经过近些年的研究,我们发现定子弹性体齿槽与压电陶瓷片各分区装配角度精度、定子弹性体振动基体与压电陶瓷片之间的胶层厚度、胶层强度对定子弹性体组件振动状态和一致性有重要的影响,进而影响到超声电机的输出性能,影响到超声电机产品的一致性。此外,柔性印制板与压电陶瓷片装配角度相差太多还会影响柔性印制板与PCB出线板的焊接。因此需要配备相应的工装来胶粘装配定子弹性体组件。
现有的胶粘工装较为简易,主要由底座、螺杆、螺母、压块、垫片和碟簧构成,由于压电陶瓷片和定子弹性体之间、压电陶瓷片和柔性印制板之间的胶层固化前具有一定的流动性和减磨特性,同时现有的胶粘工装在下放压块过程中,因无法保证压块垂直放下,容易引起柔性印制板与压电陶瓷片之间、压电陶瓷片与定子弹性体之间会发生角位移偏转,尤其是拧紧螺母施加压力时,在摩擦力矩的作用下,柔性印制板与压电陶瓷片之间、压电陶瓷片与定子弹性体之间更加容易发生角位移偏转,且压电陶瓷片、柔性印制板压紧后无法有效的检测是否发生角位移偏转,很难保证批量生产的定子弹性体组件的一致性。当然,我们也尝试过用销子将压块、定子弹性体和底座固定的方案,但是在销子公差和三个零件(底座、定子弹性体和压块)上的销孔公差较严时,这种方案很容易出现过定义,给安装带来不方便,同时增加加工成本。
因此亟需一种新型的胶粘工装,以解决上述问题。
发明内容
本发明提供一种用于超声电机定子弹性体与压电陶瓷片胶粘的施压装置及施压方法,解决了定子弹性体和压电陶瓷片、压电陶瓷片和柔性印制板在胶粘装配过程中发生角位移偏转的技术问题。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:
一种用于超声电机定子弹性体与压电陶瓷片胶粘的施压装置,
包括底座、压块组件以及施压组件,所述底座表面中心位置设置底座凸起圆柱,底座凸起圆柱内沿着中轴线开设螺纹孔,施压装置进行施压时,定子弹性体组件套设在底座凸起圆柱上;
在定子弹性体组件的顶部布设压块组件,压块组件的顶部设置施压组件;
所述压块组件包括弹簧、端盖、压块、轴承以及轴承盖,压块套设在底座凸起圆柱上,弹簧同轴嵌置在压块中心位置,且弹簧压设在底座凸起圆柱的端面,轴承套设在压块表面,同时在轴承的外部套设轴承盖,在弹簧的顶部安装端盖,端盖同样与弹簧同轴布设;
所述施压组件包括由上至下顺次同轴布设的挡环、碟簧和螺杆,碟簧压设在轴承盖上表面,螺杆贯穿压块组件旋入底座凸起圆柱的螺纹孔内;
在压块组件与定子弹性体组件之间还同轴布设定位垫片以及承压垫片,其中定位垫片套设在底座凸起圆柱上,承压垫片套设在定位垫片外圆柱面上;
初始工况时,压块与承压垫片之间有间隙,当施压组件向压块组件施加的压力大于弹簧预压缩力后,压块与承压垫片之间间隙逐渐减小;
作为本发明的进一步优选,所述的压块,其中心位置设置压块凸起圆柱,在压块凸起圆柱的中心开设贯通中心的台阶孔,在台阶孔的内孔壁上沿着圆周开设用于托住弹簧的台阶孔端面,即弹簧同轴布设在台阶孔端面与端盖形成的空腔内;
在压块凸起圆柱的外圆柱面开设轴颈和轴肩,轴承同轴套设在压块凸起圆柱的轴颈上,轴承盖套设在轴承外环;
端盖同轴固定安装在压块凸起圆柱的端面,且端盖朝向压块凸起圆柱端面的表面粗糙;
作为本发明的进一步优选,弹簧置于台阶孔端面与端盖形成的空腔内时,处于预压缩状态,即弹簧初始状态的长度小于其在自由状态下的长度,且弹簧的扭转刚度远大于轴向刚度;
作为本发明的进一步优选,所述定位垫片的外径与定子弹性体组件的压电陶瓷片内径匹配,且定位垫片的厚度大于压电陶瓷片的厚度;
承压垫片的内径与定位垫片的外径匹配,承压垫片的外径大于或者等于压电陶瓷片的外径,承压垫片的厚度大于或者等于定位垫片的厚度;
作为本发明的进一步优选,在对定子弹性体组件进行施压时,定子弹性体组件的齿面与底座表面贴合,定位垫片贴合在与压电陶瓷片同平面的内侧用于固定安装定子弹性体的表面,承压垫片贴合在压电陶瓷片表面;
作为本发明的进一步优选,螺杆的顶部设置六角头,在螺杆靠近顶端的位置顺次布设碟簧压设平面和碟簧导向圆柱面,在碟簧导向圆柱面朝向底端的面上开设若干挡环固定螺纹孔,螺杆贯穿压块组件旋入底座凸起圆柱的螺纹孔内时,碟簧压设平面压设在碟簧表面,挡环通过挡环固定螺纹孔与碟簧导向圆柱面连接;
在螺杆上还设置弹簧导向圆柱面以及螺纹,弹簧导向圆柱面靠近碟簧导向圆柱面;
基于所述施压装置的施压方法,定义初始工况时,压块组件上的压块与承压垫片之间的间隙为 ,弹簧和压块台阶孔端面的间隙为
当施压组件的碟簧处于自由状态时,压块组件的压块与承压垫片之间具有间隙,且,弹簧和台阶孔端面的间隙,弹簧和底座凸起圆柱端面的挤压力仅为压块组件的自身重力;
顺时针拧螺杆,螺杆挤压碟簧,碟簧挤压轴承盖,当螺杆挤压碟簧的力大于或者等于压块组件内部弹簧的预压缩力时,压块组件整体沿着中轴线向底座方向发生位移运动,弹簧继续压缩,压块与承压垫片之间的间隙逐渐减小,同时,弹簧和压块的台阶孔端面的间隙逐渐增大;
压块与承压垫片贴合后,压块与承压垫片的间隙,弹簧与底座凸起圆柱端面的间隙,弹簧不再继续产生压缩形变位移;
继续顺时针拧螺杆,由于压块不再继续沿着中轴线向底座方向发生位移运动,碟簧继续压缩,挤压轴承盖的压力增大,压块与承压垫片之间、承压垫片与柔性印制板之间、柔性印制板与压电陶瓷片之间、压电陶瓷片与定子弹性体之间将产生挤压力,直至柔性印制板与压电陶瓷片之间、压电陶瓷片与定子弹性体之间的压力满足设计要求。
通过以上技术方案,相对于现有技术,本发明具有以下有益效果:
1、本发明提供的用于超声电机定子弹性体与压电陶瓷片胶粘的施压装置,采用了具有大扭转刚度的弹簧,解决了现有胶粘装置中销子与底座、定子弹性体以及压块三个零件上的销孔过定义的问题;
2、本发明提供的用于超声电机定子弹性体与压电陶瓷片胶粘的施压装置,在压块组件中设置弹簧,当施压组件向压块组件进行施力时,螺杆挤压碟簧的力小于等于压块组件内部弹簧的预压缩力时,整个压块组件与承压垫片不接触,直到螺杆挤压碟簧的力大于压块组件内部弹簧的预压缩力时,整个压块组件与承压垫片之间的间隙才逐渐减小,以此保证压块组件能够沿着中轴线防线垂直压至承压垫片表面,解决了现有的胶粘工装在下放压块过程中因无法保证压块垂直放下而引起的柔性印制板与压电陶瓷片之间、压电陶瓷片与定子弹性体之间发生角位移偏转的问题;
3、本发明提供的用于超声电机定子弹性体与压电陶瓷片胶粘的施压装置,通过设计端盖-弹簧-底座之间的静摩擦力矩远大于轴承滚动摩擦力矩的方法,将施加在螺杆的外力矩对胶粘的定子弹性体、压电陶瓷片和柔性印制板等零件的影响降低至可忽略的程度,因此解决了现有技术中超声电机定子弹性体和压电陶瓷片、压电陶瓷片和柔性印制板在胶粘装配过程中发生角位移偏转的技术问题,保证了定子弹性体、压电陶瓷片和柔性印制板三个零件的装配精度,保证了定子弹性体组件批量生产时的一致性。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明提供的优选实施例的整体结构示意图;
图2是本发明提供的优选实施例中底座结构示意图;
图3是本发明提供的优选实施例中压块组件的结构示意图;
图4是本发明提供的优选实施例中压块的结构示意图;
图5a-图5b是本发明提供的优选实施例中弹簧两个端面的示意图;
图6是本发明提供的优选实施例中螺杆结构示意图;
图7是本发明提供的优选实施例施压前至施压后的结构示意图。
图中:1为底座,1a为铣扁平面,1b为底座凸起圆柱,1c为螺纹孔,1d为底座凸起圆柱端面,2为承压垫片,3为定位垫片,4为压块组件,401为压块,401a为轴肩,401b为轴颈,401c为台阶孔,401d为台阶孔端面,401e为端盖固定螺纹孔,402为轴承盖,403为轴承,404为弹簧,405为端盖,5为施压组件,501为螺杆,501a为六角头,501b为碟簧导向圆柱面,501c为挡环固定螺纹孔,501d为弹簧导向圆柱面,501e为螺纹,501f为碟簧压设平面,502为碟簧,503为挡环,6为定子弹性体组件, 601为定子弹性体, 602为压电陶瓷片,603为柔性印制板。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。本申请的描述中,需要理解的是,术语“左侧”、“右侧”、“上部”、“下部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,“第一”、“第二”等并不表示零部件的重要程度,因此不能理解为对本发明的限制。本实施例中采用的具体尺寸只是为了举例说明技术方案,并不限制本发明的保护范围。
定子弹性体组件为超声电机的核心组件,随着对其更深入的研究,我们发现定子弹性体齿槽与压电陶瓷片各分区装配角度精度、定子弹性体振动基体与压电陶瓷片之间的胶层厚度、胶层强度对定子弹性体组件振动状态和一致性有重要的影响,并且直接影响到超声电机的输出性能。如背景技术中阐述的,目前胶粘工装存在两个因素,会直接导致在胶粘定子弹性体和压电陶瓷片、压电陶瓷片和柔性印制板过程中发生角位移偏转的技术问题,第一个为由于定子弹性体组件中部件之间胶层在固化前具有一定的流动性和减磨特性,那么压块401在施压的时候若无法保证垂直放下,就容易引起角位移偏转,第二个即提供的施压组件通常是通过拧紧螺母和压块进行施压,那么在螺母与压块之间的摩擦力矩和压块与柔性印制板603之间的摩擦力矩作用下,会进一步导致定子弹性体组件中各部件之间发生角位移偏转。
基于此,超声电机定子弹性体组件的胶粘装配需要更精确,需要更精密的工装装置。
本申请因此提供了一种用于超声电机定子弹性体与压电陶瓷片胶粘的施压装置,如图1所示,包括底座1、压块组件4以及施压组件5,图2所示,所述底座表面中心位置设置底座凸起圆柱1b,底座凸起圆柱内沿着中轴线开设螺纹孔1c,在底座的外圆柱面上对称设置若干用于装夹用的铣扁平面1a。
施压装置进行施压时,定子弹性体组件6套设在底座凸起圆柱上;在定子弹性体组件的顶部布设压块组件,压块组件的顶部设置施压组件;
这里如图3所示,压块组件包括弹簧404、端盖405、压块、轴承403以及轴承盖402,压块套设在底座凸起圆柱上,弹簧同轴嵌置在压块中心位置,且弹簧压设在底座凸起圆柱的端面,轴承套设在压块表面,同时在轴承的外部套设轴承盖,在弹簧的顶部安装端盖,端盖同样与弹簧同轴布设;所述的压块如图4所示,其中心位置设置压块凸起圆柱,在压块凸起圆柱的中心开设贯通中心的台阶孔401c,在台阶孔的内孔壁上沿着圆周开设用于托住弹簧的台阶孔端面401d,即弹簧同轴布设在台阶孔端面与端盖形成的空腔内;在压块凸起圆柱的外圆柱面开设轴颈401b和轴肩401a,轴承同轴套设在压块凸起圆柱的轴颈上,轴承盖套设在轴承外环;在压块凸起圆柱的端面上开设若干均匀分布的端盖固定螺纹孔401e,端盖通过端盖固定螺纹孔同轴固定安装在压块凸起圆柱的端面,且端盖朝向压块凸起圆柱端面的表面粗糙,不光滑。
这里需要说明的是,端盖的作用除了将弹簧预压安装在台阶孔端面与端盖形成的空腔内,以提供静摩擦力矩防止弹簧在台阶孔内转动,其另一个关键作用是配合底座凸起圆柱端面提供静摩擦力矩抵抗轴承外环摩擦力矩防止压块相对底座产生周向转动角位移,因此,在具体实施过程中,该端盖朝向压块凸起圆柱端面的表面应在保证平面度的同时,尽可能粗糙,增大摩擦系数。
图5a-图5b可知,同轴布设在压块台阶孔端面与端盖形成的空腔内的弹簧两端面为互为平行的平面,且表面粗糙,不光滑,需要说明的是,这里弹簧的两个端面越粗糙越好,摩擦系数越大越好,弹簧的其中一个端面与端盖贴合,弹簧的另一个端面与底座凸起圆柱端面1d贴合,用于提供静摩擦力,防止压块401在受到轴承滚动摩擦力矩作用下相对底座1产生周向转动角位移。当弹簧置于台阶孔端面与端盖形成的空腔内时,处于预压缩状态,即弹簧初始状态的长度小于其在自由状态下的长度,且弹簧的扭转刚度远大于轴向刚度,因此优选的弹簧即为大扭转刚度的弹簧,能够抵抗弹簧两端面受到的扭转摩擦力矩,减小弹簧上、下两个端面在受到扭转力矩时的角位移,从而进一步保证压块401相对底座1产生周向转动角位移尽可能的小。
在压块组件与定子弹性体组件之间还同轴布设定位垫片3以及承压垫片2,其中定位垫片套设在底座凸起圆柱上,承压垫片套设在定位垫片外圆柱面上。在对定子弹性体组件进行施压时,定子弹性体组件的齿面与底座表面贴合,定位垫片贴合在与压电陶瓷片602同平面的内侧用于固定安装定子弹性体601的表面,承压垫片贴合在压电陶瓷片表面。所述定位垫片的外径与定子弹性体组件的压电陶瓷片内径匹配,且定位垫片的厚度大于压电陶瓷片的厚度;承压垫片的内径与定位垫片的外径匹配,承压垫片的外径大于或者等于压电陶瓷片的外径,承压垫片的厚度大于或者等于定位垫片的厚度,以保证压块压在承压垫片上。
所述定位垫片和承压垫片优选抗粘性良好的材料,或者在定位垫片和承压垫片表面涂覆抗粘性良好的材料。这里优选抗粘性良好的材料目的是,防止定子弹性体与压电陶瓷片之间以及压电陶瓷片与柔性印制板之间多余的胶溢出后与胶粘装置固化在一起。
所述施压组件包括由上至下顺次同轴布设的挡环503、碟簧502和螺杆501,碟簧压设在轴承盖上表面,这里螺杆如图6所示,其顶部为六角头501a,方便拧动螺杆, 在螺杆靠近顶端的位置顺次布设碟簧压设平面501f和碟簧导向圆柱面501b,在碟簧导向圆柱面朝向底端的面上开设若干挡环固定螺纹孔501c,螺杆贯穿压块组件旋入底座凸起圆柱的螺纹孔内时,碟簧压设平面压设在碟簧表面,挡环通过挡环固定螺纹孔与碟簧导向圆柱面连接,在螺杆上还设置螺纹和弹簧导向圆柱面501d,螺杆上的螺纹长度需要确保能给定子弹性体组件施加上设定的压力。需要说明的是,如果只利用压块中心的台阶孔作为弹簧的导向圆柱面,则螺杆上的弹簧导向圆柱面可以省去,螺杆上的螺纹501e的长度可以设置成接近到碟簧导向圆柱面的位置。
在经过上述描述后可知,在本申请提供的结构中,轴承和弹簧的设置是非常重要的创新点,尤其是弹簧的设置。轴承的设置,通过轴承内外环将压块分离成压块和轴承盖两个部分,碟簧作用力作用在轴承盖上,形成了第一道保护屏障,直接将原来影响定子弹性体组件的外在摩擦力矩(螺杆与碟簧之间、碟簧与压块之间的摩擦力矩)降低到只有轴承内外环之间的滚动摩擦力矩。弹簧的设置,它将底座和压块连接起来,他们之间的静摩擦力矩形成了第二道保护屏障,进一步削弱了外在摩擦力矩(轴承内外环之间的滚动摩擦力矩)对定子弹性体、压电陶瓷片和柔性印制板的影响。若只设置了轴承,但却未设置弹簧,同样也不能起到很好的效果,由于定子弹性体组件内的各部件之间胶层能够克服的摩擦力矩很小,与轴承之间的滚动摩擦力矩在一个数量级,相差很小(且都小于承压垫片与柔性印制板之间的静摩擦力矩),当螺杆进行拧动时,轴承之间的滚动摩擦力矩仍然可能会带着压块、承压垫片跟着螺杆、碟簧、轴承盖一起转动,这样仍不能完全有效的保证柔性印制板与压电陶瓷片之间、压电陶瓷片与定子弹性体之间不发生角位移偏转。而设置了弹簧和轴承,效果就截然不同,因为初始工况时,压块与承压垫片之间有间隙,当施压组件向压块组件施加的压力大于弹簧预压缩力后,压块与承压垫片之间间隙才逐渐减小。具体的即如图7所示,压块组件上的压块与承压垫片之间的间隙为,弹簧和压块台阶孔端面的间隙为,当施压组件的碟簧处于自由状态时,压块组件的压块与承压垫片之间具有间隙,且,弹簧和台阶孔端面的间隙,弹簧和底座凸起圆柱端面的挤压力仅为压块组件的自身重力;顺时针拧螺杆,螺杆挤压碟簧发生形变位移挤压轴承盖,当螺杆挤压碟簧的力大于或者等于压块组件内部弹簧的预压缩力时,压块组件整体沿着中轴线向底座方向发生位移运动,弹簧继续压缩形变,压块与承压垫片之间的间隙逐渐减小,同时,弹簧和压块的台阶孔端面的间隙逐渐增大。
这样的设置方式,能够保证压块组件是沿着中轴线方向垂直压设在承压垫片上,从而解决了现有的胶粘工装在下放压块过程中因无法保证压块垂直放下而引起的柔性印制板与压电陶瓷片之间、压电陶瓷片与定子弹性体之间发生角位移偏转的问题。同时,由于本申请采用的是轴承内、外环将压块组件分离成两个部分,因此在施压过程中,在螺杆挤压碟簧的力大于或者等于压块组件内部弹簧的预压缩力时,弹簧与端盖之间的静摩擦力矩大于压块组件中轴承内外环之间的摩擦力矩,弹簧与底座凸起圆柱端面之间的静摩擦力矩大于压块组件中轴承内外环之间的摩擦力矩,即通过设计端盖-弹簧-底座之间的静摩擦力矩远大于轴承滚动摩擦力矩的方法,将施加在螺杆的外力矩对胶粘的定子弹性体、压电陶瓷片和柔性印制板等零件的影响降低至可忽略的程度,从而达到保证定子弹性体、压电陶瓷片和柔性印制板三个零件的装配精度,保证定子弹性体组件批量生产时的一致性。
压块与承压垫片贴合后,压块与承压垫片的间隙,弹簧与底座凸起圆柱端面的间隙,弹簧不再继续产生压缩形变位移;继续顺时针拧螺杆,由于压块不再继续沿着中轴线向底座方向发生位移运动,碟簧继续压缩,挤压轴承盖的压力增大,压块与承压垫片之间、承压垫片与柔性印制板之间、柔性印制板与压电陶瓷片之间、压电陶瓷片与定子弹性体之间将产生挤压力,直至柔性印制板与压电陶瓷片之间、压电陶瓷片与定子弹性体之间的压力满足设计要求。
本技术领域技术人员可以理解,除非另外定义,这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本申请所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是,诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义,并且除非像这里一样定义,不会用理想化或过于正式的含义来解释。
本申请中所述的“和/或”的含义指的是各自单独存在或两者同时存在的情况均包括在内。
本申请中所述的“连接”的含义可以是部件之间的直接连接也可以是部件间通过其它部件的间接连接。
以上述依据本发明的理想实施例为启示,通过上述的说明内容,相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内,进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容,必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (7)

1.一种用于超声电机定子弹性体与压电陶瓷片胶粘的施压装置,其特征在于:
包括底座(1)、压块组件(4)以及施压组件(5),所述底座(1)表面中心位置设置底座凸起圆柱(1b),底座凸起圆柱(1b)内沿着中轴线开设螺纹孔(1c),施压装置进行施压时,定子弹性体组件(6)套设在底座凸起圆柱(1b)上;
在定子弹性体组件(6)的顶部布设压块组件(4),压块组件(4)的顶部设置施压组件(5);
所述压块组件(4)包括弹簧(404)、端盖(405)、压块(401)、轴承(403)以及轴承盖(402),压块(401)套设在底座凸起圆柱(1b)上,弹簧(404)同轴嵌置在压块(401)中心位置,且弹簧(404)压设在底座凸起圆柱(1b)的端面,轴承(403)套设在压块(401)表面,同时在轴承(403)的外部套设轴承盖(402),在弹簧(404)的顶部安装端盖(405),端盖(405)同样与弹簧(404)同轴布设;
所述施压组件(5)包括由上至下顺次同轴布设的挡环(503)、碟簧(502)和螺杆(501),碟簧(502)压设在轴承盖(402)上表面,螺杆(501)贯穿压块组件(4)旋入底座凸起圆柱(1b)的螺纹孔(1c)内;
在压块组件(4)与定子弹性体组件(6)之间还同轴布设定位垫片(3)以及承压垫片(2),其中定位垫片(3)套设在底座凸起圆柱(1b)上,承压垫片(2)套设在定位垫片(3)外圆柱面上;
初始工况时,压块(401)与承压垫片(2)之间有间隙,当施压组件(5)向压块组件(4)施加的压力大于弹簧(404)预压缩力后,压块(401)与承压垫片(2)之间间隙逐渐减小。
2.根据权利要求1所述的用于超声电机定子弹性体与压电陶瓷片胶粘的施压装置,其特征在于:所述的压块(401),其中心位置设置压块(401)凸起圆柱,在压块(401)凸起圆柱的中心开设贯通中心的台阶孔(401c),在台阶孔(401c)的内孔壁上沿着圆周开设用于托住弹簧(404)的台阶孔端面(401d),即弹簧(404)同轴布设在台阶孔端面(401d)与端盖(405)形成的空腔内;
在压块(401)凸起圆柱的外圆柱面开设轴颈(401b)和轴肩(401a),轴承(403)同轴套设在压块(401)凸起圆柱的轴颈(401b)上,轴承盖(402)套设在轴承(403)外环;
端盖(405)同轴固定安装在压块(401)凸起圆柱的端面,且端盖(405)朝向压块(401)凸起圆柱端面的表面粗糙。
3.根据权利要求2所述的用于超声电机定子弹性体与压电陶瓷片胶粘的施压装置,其特征在于:弹簧(404)置于台阶孔端面(401d)与端盖(405)形成的空腔内时,处于预压缩状态,即弹簧(404)初始状态的长度小于其在自由状态下的长度,且弹簧(404)的扭转刚度远大于轴向刚度。
4.根据权利要求3所述的用于超声电机定子弹性体与压电陶瓷片胶粘的施压装置,其特征在于:所述定位垫片(3)的外径与定子弹性体组件(6)的压电陶瓷片(602)内径匹配,且定位垫片(3)的厚度大于压电陶瓷片(602)的厚度;
承压垫片(2)的内径与定位垫片(3)的外径匹配,承压垫片(2)的外径大于或者等于压电陶瓷片(602)的外径,承压垫片(2)的厚度大于或者等于定位垫片(3)的厚度。
5.根据权利要求4所述的用于超声电机定子弹性体与压电陶瓷片胶粘的施压装置,其特征在于:在对定子弹性体组件(6)进行施压时,定子弹性体组件(6)的齿面与底座(1)表面贴合,定位垫片(3)贴合在与压电陶瓷片(602)同平面的内侧用于固定安装定子弹性体的表面,承压垫片(2)贴合在压电陶瓷片(602)表面。
6.根据权利要求5所述的用于超声电机定子弹性体与压电陶瓷片胶粘的施压装置,其特征在于:螺杆(501)的顶部设置六角头(501a),在螺杆(501)靠近顶端的位置顺次布设碟簧压设平面(501f)和碟簧导向圆柱面(501b),在碟簧导向圆柱面(501b)朝向底端的面上开设若干挡环固定螺纹孔(501c),螺杆(501)贯穿压块组件(4)旋入底座凸起圆柱(1b)的螺纹孔(1c)内时,碟簧压设平面(501f)压设在碟簧(502)表面,挡环(503)通过挡环固定螺纹孔(501c)与碟簧导向圆柱面(501b)连接;
在螺杆(501)上还设置弹簧导向圆柱面(501d)以及螺纹(501e),弹簧导向圆柱面(501d)靠近碟簧导向圆柱面(501b)。
7.基于权利要求6所述施压装置的施压方法,其特征在于:定义初始工况时,压块组件(4)上的压块(401)与承压垫片(2)之间的间隙为,弹簧(404)和压块(401)台阶孔端面(401d)的间隙为
当施压组件(5)的碟簧(502)处于自由状态时,压块组件(4)的压块(401)与承压垫片(2)之间具有间隙,且,弹簧(404)和压块(401)台阶孔端面(401d)的间隙,弹簧(404)和底座(1)凸起圆柱端面的挤压力仅为压块组件(4)的自身重力;
顺时针拧螺杆(501),螺杆(501)挤压碟簧(502),碟簧(502)挤压轴承盖(402),当螺杆(501)挤压碟簧(502)的力大于或者等于压块组件(4)内部弹簧(404)的预压缩力时,压块组件(4)整体沿着中轴线向底座(1)方向发生位移运动,弹簧(404)继续压缩,压块(401)与承压垫片(2)之间的间隙逐渐减小,同时,弹簧(404)和压块(401)的台阶孔端面(401d)的间隙逐渐增大;
压块(401)与承压垫片(2)贴合后,压块(401)与承压垫片(2)的间隙,弹簧(404)与底座凸起圆柱端面(1d)的间隙,弹簧(404)不再继续产生压缩形变位移;
继续顺时针拧螺杆(501),由于压块(401)不再继续沿着中轴线向底座(1)方向发生位移运动,碟簧(502)继续压缩,挤压轴承盖(402)的压力增大,压块(401)与承压垫片(2)之间、承压垫片(2)与柔性印制板(603)之间、柔性印制板(603)与压电陶瓷片(602)之间、压电陶瓷片(602)与定子弹性体(601)之间将产生挤压力,直至柔性印制板(603)与压电陶瓷片(602)之间、压电陶瓷片(602)与定子弹性体之间的压力满足设计要求。
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