Вибрационный электродвигатель

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в автоматизированном электроприводе, Цель состоит в повышении равномерности вращения выходного вала. Устройство состоит из решетчатого гиперболоидного торсиона 1 с плоскими прямолинейными перьями 2, Во втулках 3 и 4, выполняющих функции опорных элементов торсиона 1, закреплены ведущие элементы 5 и 6 механизмов свобод

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

А1

„„SU„„1418861 (51)4 Н 02 К 33/00 7/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

К ABTOPCKOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ 2 1) 4008878/24-07 (22) 03.01.86 (46) 23.08,88, Бюл. М 3 1 (71) Львовский политехнический институт им. Ленинского комсомола (72) Б.Д.Белоус (53) 62 1.313.283 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 221800, кл. Н 02 К 33/02, 1967, Lars С. Soderholm. Clutches

Change 60-Cycle Vibration To SlowSpeed Rotation. DESIGN NEWS, 1963, ч.18, N 3, рр.32-33. (54) ВИБРАЦИОННЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в автоматизированном электроприводе.

Цель состоит в повышении равномерности вращения выходного вала. Устройство состоит из решетчатого гиперболоидного торсиона 1 с плоскими прямолинейными перьями 2, Во втулках 3 и

4, выполняющих функции опорных элементов торсиона 1, закреплены ведущие элементы 5 и 6 механизмов свобод1418861 мого хода. На левом торце торсиона

1 закреплен двухтактный электромагнит 7 с обмотками 8 и 9, торцы кото.рого соединены втулкой 10 и стяжками

11. В зазоре между обмотками 8 и 9 установлен якорь 12, закрепленный на правом торце торсиона 1. Совокупность элементов 3,5,7,8,9 образует левый маятник, а элементов 4,6, 12 — правый маятник. Совокупность левого и правого маятников и торсиона 1 образует двухмассовую систему крутильных колебаний в результате того, что под

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в автоматизированном электроприводе °

Целью изобретения является повышение равномерности вращения выходного вала.

На фиг.1 показан вибрационный электродвигатель, продольный разрез; на фиг.2 — разрез А-А на фиг,1; на фиг.3 — разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг ° 4- 10 схема управления вибрационным электродвигателем, на фиг.5 — вибрационный электродвигатель в случае использования в качестве механизма свободного хода электромагнитной порошковой муфты, продольный разрез; на фиг,6зависимость амплитуд колебаний маятников и изменения токов в катушках управления электромагнитной порошковой муфты от фазового угла колебаний 20 маятников; на фиг.7 — решетчатый гиперболоидный торсион, на фиг.8 — схема управления вибрационным электродвигателем в случае использования в качестве механизма свободного хода электромагнитной порошковой муфты.

Вибрационный электродвигатель состоит из решетчатого гиперболоидного торсиона 1 с плоскими прямолинейными перьями 2, наклоненными под углом к 30 оси торсиона. Наружная и внутренняя боковые поверхности торсиона представляют собой гиперболоиды вращения.

На торцах торсиона закреплены втулки

3 и 4, выполняющие функции опорных элементов торсиона. Во вггулках 3 и 4 закреплены ведущие элементы 5 и 6 механизмов свободного хода. На левом действием возмущающего усилия электромагнита 7 якорь 12 попеременно притягивается обмотками 8 и 9. Маят ники поочередно посредством ведомых и ведущих элементов механизмов свободного хода и тел заклинивания жестко соединяются с выходным валом 19 и передает ему последовательные импульсы вращательного движения. Рав. номерность вращения выходного вала обеспечивается передачей движения якоря 12 на него за оба полупериода.

1 э.п. ф-лы, 8 ил. торце торсиона закреплен двухтактный электромагнит 7 с обмотками 8 и 9, Торцы электромагнита 7 соединены втулкой 10 и стяжками 11. В зазоре между обмотками 8 и 9 установлен якорь 12, закрепленный на правом торце торсиона 1. Совокупность элементов 3,5,7,8 и 9 образует левый маятник, а элементов 4,6 и 12 — правый маятник. Совокупность левого, правого маятника и торсиона 1 образует двухмассовую систему крутильных колебаний. На опорные поверхности втулок 3 и 4 надеты с натягом резиновые втулки 13 и 14, с помощью которых двухмассовая система крутильных коле" баний крепится во баландах 15 и 16.

Во фпанцы 15 и 16 втулки 13 и 14 устанавливаются также с натягом. Фланцы 15 и 16 закреплены в корпусе 17, В корпусных подшипниках 18 установлен выходной вал 19, на котором закреплены ведомые элементы 20 и 21 механизма свободного хода. Между ведущими и ведомыми элементами механизма свободного хоДа расположены тела

22 заклинивания.

Питание и управление вибрационным . электродвигателем может осуществляться с помощью схемы 23 управления (фиг,4), которая состоит из блока

24 питания, автотрансформатора 25 и выпрямителя 26.

В случае использования в качестве механизма свободного хода электромагнитной порошковой муфты вибрационный электродвигатель (фиг.5) состоит из решетчатого гиперболоидного торси1418861 она 1, на левом торце которого закреплен двухтактный электромагнит 7, включающий обмотки 8 и 9, соединенные посредством вставки 27 и фланца 28.

На вставке 27 закреплен электромагнит

5 .29 управления электромагнитной порошковой муфтой. В зазоре между обмотками 8 и 9 установлен якорь 12, закрепленный на правом торце торсиона 1.

На этом же торце закреплена втулка

30, которая крепится к торсиону посредством фланца 3 1. На втулке 30 закреплен электромагнит 32 управления электромагнитной порошковой муфтой.

Совокупность элементов 3,7,8,9, 27,28 и 29 образует левый маятник, а совокупность 12,30 31 и 32 — правый маятник. Маятники выполняют функции ведущих полумуфт электромагнитной порошковой муфты. Совокупность левого, правого маятников и торсиона 1 образует двухмассовую систему крутильных колебаний, которая посредством втулок 3 и 4 через резиновые 25 втулки 13 и 14 крепится на стержне

33. Во втулки 3 и 4 и на стержень 33 втулки 13 и 14 устанавливаются с натягом. Стержень 33 жестко закреплен во фланце 16. В корпусных подшипниках 30

18 установлен выходной вал 19, на котором закреплена ведомая полумуфта

34. Между ведомой и ведущими полумуфтами установлены кольцевые уплотнения

35, а зазор между полумуфтами заполнен ферромагнитным порошком.

Схема 36 управления (фиг.8) вибрационным электродвигателем в случае использования электромагнитной порошковой муфты конструктивно объединена со схемой управления электромагнитной порошковой муфтой и состоит из блока

24 питания, автотрансформатора 25, выпрямителя 26, фазорегулирующего устройства 37 и блоков 38 для формирования прямоугольных импульсов тока 45. управления электромагнитной порошковой муфтой.

Вибрационный электродвигатель работает следующим образом, После подачи на двигатель питания под действием возмущающего усилия электромагнита якорь 12 попеременно притягивается обмотками 8 и 9. В результате этого в двухмассовой системе крутильных колебаний, состоящей иэ 55 торсиона 1, левого и правого маятников, возникают крутильные колебания.

Левый и правый маятники при этом колеблются в противофазе, а колебания их носят синусоидальньЛ характер. Начав колебаться, маятники поочередно, посредством ведомых и ве;.„упптх элементов механизмов свободного хода и тел заклинивания, жестко соединяются с выходным валом 19 и передают ему последовательные импульсы враща-.ельного движения. Таким образом происходит непрерывное вращение вала 19. Регулирование скорости вращения выходного вала 19 осуществляется путем изменения напряжения, питающего обмотки 8 и 9, с помощью автотрансформатора 25 или с помощью изменения частоты питающего обмотки 8 и 9 напряжения. Изменение частоты питающего эти обмотки напряжения осуществляется с помощью блока 24.

В случае использования в качестве механизма свободного хода электромагнитной порошковой муфты вибрационный электродвигатель (фиг.5) работает следующим образом.

После подачи на двигатель питания начинает работать электромагнит 7, под действием возмущающего усилия которого в двухмассовой системе крутильных колебаний возникают крутильные колебания, которые происходя r в противофазе и носят с:тнусотщальный характер. Зависимость ап тлитуды колебаний маятников от фазрвого угла приведена на фиг.б, где кривая i относится к левому маятнику, а кривая

Ii — к правому. Допустим, что в момент (=0 левый маятник дзттжется против хода часовой стрелки (фиг.б), т.е. по направлению, в котором необходимо вращать выходной вал, В это же время правый маятник движется в противоположную сторону. В этот момент сигнал уттравления, предварительно пройдя через блоки 37 и 38 (фиг.8), поступает на обмотки электромагнитов

29. В результате происходит жесткое соединение левого маятника и ведомой полумуфты 34. С этого момента движение маятника передается выходному валу 19.

Совместное движение маятника и выходного вала продолжается до момента достижения углом q значения, равного /2. В этот момент времени направление движения маятников меняет1 ся на противоположное. Ток управления в катушках электромагнитов 29 становится равным 0„ а ток в катушках электромагнитов 32 становится макси1418861 фиа 2 мальным. В результате происходит разделение левого маятника с ведомой полумуфтой 34 и жесткое соединение ее с правым маятником. С этого момента левый маятник движется независимо от полумуфты 34, а движение ее к выходному валу 19 передается от прявоrо маятника. Такое движение маятников происходит при изменении фазового угла от Т/2 до 37/2. По достижении углом < значения 37>/2 направление движения маятников снова меняется на противоположное. Ток в обмотках электромагнитов 32 становится равным О, а ток в обмотках электромагнитов 29 достигает максимальной величины. В результате левый маятник жестко соединяется с полумуфтой 34, а правый маятник разъединяется с ней, При изменении угла с от 3 й/2 до

2 движение выходному валу передается от левого маятника, в то время как правый маятник движется независимо в противоположном направлении. Далее цикл повторяется.

Благодаря тому, что на выходной вал передается движение подвижного якоря за оба полупериода, вращение выходного вала будет более равномерным.

Формула изобретения

1. Вибрационный электродвигатель, содержащий двухтактный электромагнитный вибратор и механизм свободного хода, отличающийся тем, что с целью повышения равномерности

9 вращения выходного вала, двухтактны№

5 электромагнитный вибратор выполнен в виде двух кольцевых электромагнитов, обращенных друг к другу активными поверхностями и соединенных между собой стяжками, между которыми размещен якорь, при этом двухтактный электромагнитный вибратор снабжен решетчатым гиперболоидным торсионом, установленным соосно с выходным валом, и вторым механизмом свободного хода, причем одним торцом гиперболоидный торсион прикреплен к якорю вибратора и ведущему элементу одного из механизмов свободного хода, а другим тор. цом — к электромагниту и ведущему элементу другого механизма свободного хода, а ведомые элементы обоих механизмов свободного хода размещены на общем выходном валу.

2. Электродвигатель по п,1, о т " л и ч а ю шийся тем, что, с целью обеспечения реверса выходного вала, механизмы свободного хода выпол3р иены в виде электромагнитных порошковых муфт, ведомые части которых выполнены в виде единого полого цилиндра, общего для обеих муфт и размещенного на выходном валу.

А-А

1418861

Фиг. Р

1418861

2 g9 7 12 О Я2

Фаз, 5

14 18861

Составитель С.Пахомов

Техред Л.Олийнык

Корректор Л.Пилипенко

Редактор А.И1аидор

Тирам 665 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035i Москва, Ж-35i Раушская наб., д. 4/5. Заказ 4164/53

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Умгород, у . р л П оектная 4 э