一种超声换能器装配工装及装配方法与流程

本发明涉及一种超声换能器的组装技术，特别涉及一种超声换能器装配工装及装配方法。

背景技术：

1、超声换能器是一种将电能转换为超声频机械振动能的装置，基于振子类型的不同可以分为磁致伸缩型和电致伸缩型，其中电致伸缩型的振子元件为压电陶瓷，在实际工程应用中，夹心式压电超声换能器是使用最为广泛的一种构型。在此构型中，主要零部件包括前盖板、压电陶瓷、电极片、后盖板以及预紧力螺钉，前盖板和后盖板通过预紧力螺钉将压电陶瓷和电极片夹紧。压电陶瓷在受压状态下进行振动，并通过前盖板端面将振动能量传递至执行零部件。

2、夹心式压电超声换能器的装配过程极为重要，装配质量的好坏直接影响换能器各项性能，如谐振频率、静态电容、阻抗等，这些参数会直接影响换能器的输出性能以及工作稳定性，装配质量过差甚至会使压电陶瓷片破裂。而前盖板、后盖板、压电陶瓷三者之间的同轴度是影响装配质量的决定性因素，现有的换能器装配装置及装配方法具有结构复杂，涉及零部件多、装配方法复杂，导致前盖板、后盖板、压电陶瓷三者之间的同轴度无法得到精确的保证。

技术实现思路

1、为了解决上述现有技术中的不足，本发明的目的在于提供一种超声换能器装配工装及装配方法，该装配装置及装配方法，能够保证超声换能器在组装时前盖板、后盖板、压电陶瓷之间的同轴度，从而提高装配质量。

2、本发明解决其技术问题所采用的技术方案为：一种超声换能器装配工装，包括具有圆柱形的腔体的装配体以及与装配体连接的前盖板法兰盘，所述腔体沿装配体的轴线分布，并且所述腔体贯穿装配体，所述装配体包括第一端面以及第二端面；

3、所述第一端面设有与超声换能器的前盖板适配的台阶，使得超声换能器的前盖板恰好卡在台阶中；

4、所述超声换能器的前盖板与前盖板法兰盘之间还设有压环；

5、所述腔体的内壁设有均匀分布且与腔体的轴线平行的四条通槽，所述通槽的深度与超声换能器的电极片引脚的长度适配，所述通槽沿腔体的圆周均匀分布；

6、所述前盖板法兰盘的中部具有贯穿的螺纹孔，螺纹孔内螺纹连接有中空螺钉，使得所述压环通过中空螺钉进行压紧。

7、可选的，所述台阶内设有多个凸起，并在所述前盖板法兰盘的端面设有与凸起适配的凹槽，所述凸起卡在凹槽内；

8、所述凸起沿台阶所在圆周均匀分布，并且凸起与所述通槽交错分布。

9、采用上述技术方案，本发明相比于现有技术而言，采用的装配体具有与前盖板法兰盘相匹配的台阶，在组装时可先将前盖板在第一端面紧固，随后再在第二端面固定压电陶瓷以及后盖板，从而保证了前盖板、后盖板、压电陶瓷之间的同轴度。

10、本发明还提供了一种超声换能器装配方法，其包括以下步骤，

11、将超声换能器的前盖板从装配体的第一端面插入；

12、将压环套在超声换能器中，并随后再向超声换能器套入前盖板法兰盘，并使前盖板法兰盘恰好卡在台阶中；

13、使用螺钉将前盖板法兰盘与第一端面固定连接；

14、向超声换能器中套入中空螺钉，并将中空螺钉旋入前盖板法兰盘的螺纹孔内；

15、拧紧中空螺钉，使中空螺钉压缩压环，使压环压紧超声换能器的前盖板；

16、从装配体的第二端面依次向腔体内塞入压电陶瓷、电极片及后盖板；

17、使用预紧力螺钉从第二端面拧紧超声换能器的后盖板；

18、依次拆下中空螺钉、前盖板法兰盘以及压环；

19、将组装好的超声换能器从装配体的第一端抽出腔体。

20、可选的，所述台阶内设有多个凸起，并在所述前盖板法兰盘的端面设有与凸起适配的凹槽，所述凸起卡在凹槽内；

21、所述凸起沿台阶所在圆周均匀分布，并且凸起与所述通槽交错分布。

22、可选的，所述后盖板的表面粗糙度小于或等于ra0.4。

23、本发明采用上述装配方法，在组装超声换能器时，先将前盖板在第一端面紧固，随后再在第二端面固定压电陶瓷以及后盖板，从而保证了前盖板、后盖板、压电陶瓷之间的同轴度。

技术特征：

1.一种超声换能器装配工装，其特征在于，包括具有圆柱形的腔体的装配体以及与装配体连接的前盖板法兰盘，所述腔体沿装配体的轴线分布，并且所述腔体贯穿装配体，所述装配体包括第一端面以及第二端面；

2.根据权利要求1所述的超声换能器装配工装，其特征在于，所述台阶内设有多个凸起，并在所述前盖板法兰盘的端面设有与凸起适配的凹槽，所述凸起卡在凹槽内；

3.一种使用如权利要求1或2所述的超声换能器装配工装的超声换能器装配方法，其特征在于，包括以下步骤，

4.根据权利要求3所述的超声换能器装配方法，其特征在于，所述台阶内设有多个凸起，并在所述前盖板法兰盘的端面设有与凸起适配的凹槽，所述凸起卡在凹槽内；

5.根据权利要求4所述的超声换能器装配方法，其特征在于，所述后盖板的表面粗糙度小于或等于ra0.4。

技术总结
本发明公开了一种超声换能器装配工装及装配方法，该装配工装包括具有圆柱形的腔体的装配体以及与装配体连接的前盖板法兰盘，装配体包括第一端面以及第二端面；第一端面设有与超声换能器的前盖板适配的台阶，超声换能器的前盖板与前盖板法兰盘之间还设有压环；腔体的内壁设有均匀分布且与腔体的轴线平行的四条通槽，通槽的深度与超声换能器的电极片引脚的长度适配，通槽沿腔体的圆周均匀分布；前盖板法兰盘的中部具有贯穿的螺纹孔，螺纹孔内螺纹连接有中空螺钉，使得压环通过中空螺钉进行压紧。该装配装置及装配方法，能够保证超声换能器在组装时前盖板、后盖板、压电陶瓷之间的同轴度，从而提高装配质量。

技术研发人员：李龙龙,熊美俊,陈祥雨,詹枫琪
受保护的技术使用者：安徽皖仪科技股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15