Магнитострикционное устройство микроперемещений

 

Изобретение относится к электротехнике и может найти применение в приборостроении, станкостроении, оптико-механической промышленности для осуществления высокочастотных перемещений . Целью изобретения является повышение точности перемещения устройства . Магнитострикционное устройство микроперемещений содержит закрепленный на основании первый элемент из магнитострпкцнонного материала , например пермендюра,г положительным знаком магнитострт кции и жестко связанные с ним второй и третий элементы, причем второй и третий элементы выполнены по возможности из материала с одинаковыми ипи близкими коэффициентами магнитострикции, но другого знака, чем1 у материала первого элемента, например из никеля. Обмотка намагничивания охватывает второй элемент, а магнитный поток замыкается по первому элементу через ферромагнитную втулку, закрепленную на третьем элементе. Один зазор между втулкой и вторым элементом эффективно изменяется при паразитных деформациях элементов, а другой зазор между втулкой и первым элементом остается неизменным. Нагрузка крепится к второму элементу. Устройство позволяет осуществить точные перемещения в условиях нестационарного теплового режима и при воздействии паразитных внешних сил. 5 ил. $ (Л с з Ј

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

А1 (51) 5 Н 02 1 1 ?/"" °

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (46) 15.05.93. Бюл. 1 18 (? 1) 4612182/25 (22). 02.12.88 (71) Уфимский авиационный институт им. Серго Орджоникидзе (72) А.Р.Азнабаев, П.А.Грахов, С.Т.Кусимов, А. 3.Òëÿâëèí и Л.,В.Грахова (56) Михайлов О.П. Магнитострикцион. ные исполнительные устройства микроперемещений. Электричество, 1976, И - 2, с. 56-61.

Патент ClllA N 2476778, кл. 318-118, 1949. (54) МАГНИТОСТРИК!БРОННОЕ УСТРОЙСТВО

МИКРОПЕРЕМЕЩЕНИЙ (57) Изобретение относится к электротехнике и может найти применение в приборостроении, станкостроении, оптико-механической промышленности для осуществления высокочастотных перемещений. Целью изобретения является повьппение точности перемецения устройства. Магнитострикционное устройство микроперемещений содержит эаИзобретение относится к электро- . технике и может найти применение;в приборостроении, станкостроении, оптико-механической промьппленности для осуществления высокочастотных микроперемецений различных объектов, например отражающей пластины адаптивных зеркал.

Цель изобретения — повьппение точнаСти перемещения объекта.

ÄÄSUÄÄ1641168

2 крепленный на основании первый элемент из магнитострнкционного материала, например пермендюра,с положительным знаком магнитострнкции и жестко связанные с ним второй и третий элементы, причем второй и третий элементы выполнены по возможности из . материала с одинаковыми или близкими коэААициентами магнитострикции, но другого знака, чем у материала первого элемента, например из никеля °

Обмотка намагничивания охватывает второй элемент, а MBFHHTHbBi поток замыкается по первому элементу через ферромагнитную втулку, закрепленную на третьем элементе. Один зазор между втулкой и вторым элементом эАфективно изменяется при паразитных деформациях элементов, а другой зазор между втулкой и первым элементом остается неизменным. Нагрузка крепится к второму элементу. Устройство позволяет осуществить точные пере1 мецения в условиях нестационарного теплового режима и при воздействии паразитных внешних пил, 5 ил.

На фиг.1-5 показано конструктивное исполнение предлагаемого устройства.

Магнитострикционное устройство микроперемещений (см. Аиг.t-4) содер" жит закрепленный на основании 1 не.сущий элемент 2 из магнитострикционного материала, например пермендюра, с положительным знаком магнптострикции и жестко связанные с ним ныход1641168

НоА элемент 3 и элемент 4, причем элементы 3 и 4 выполнены по возможности из материалов с одинлкоными или близкими коэффициентами млгнитострик- 5 ции, но другого энякл, чем у материала первого элемента, например иэ никеля. Обмотка 5 намагничивания охватывает элемент 3, а магнитный поток замыкается по элементлм 2 и 4 через ферромагнитную втулку 6, закрепленную на элементе 4. Один зазор между втулкой и элементом 3 эффективно изменяется при плразитных деформациях элементов 2-4, а другой — между втулкой и элементом 2 — остается неизменным. Нагрузка 7 крепится к элементу 3. Прокладка 8 из немлгнитострикционного материала служит для выравнивания магнитного потока в эле- 2О ментах 3 и 4.

Нл фиг.5 изображены воздушные зазоры, образованные вторым элементом и магннтопроводящей втулкой. Рабочий зазор о намного меньше нерабочего д ., 25

Устройство работает следующим образом.

При подаче управляющего сигнала (тока) в обмотку. намагничивания 5 увеличивается намагниченность элементов 2,3, что приводит к перемещению объекта 7. При этом величина рабочего воздушного зазора д (фиг.5) остается неизменной. При возникновении противоусилий или других паразитных силовых воздействий на объект

7 изменяются величина рабочего воз" душного зазора и его площадь.

Изменение величины неизменяемого, т ° е. нерабочего, зазора мы не учитываем, т.к. он намного больше рабочего.

Уменьшение или увеличение рабочего воздушного зазора приводит к изменению намагниченности элементов 2,3, которое за счет дополнительных магнитострикционных деформаций приводит к компенсации противоусилия или паразитного силово о воздействия и повышает точность перемещения. При температурном воздействии на элемент 3 со стороны объекта 7 изменяется длина элемента 3 и вследствие этого изменяется рабочий зазор, что вызывает изменение намагниченности элементов 2,3, направленное на компенсацию температурной ошибки за счет дополнительных магнитострикпионных деформаций.

При одновременном и одинаковом температурном воздействии на элементы 2,4 также изменяется воздушный зазор, что компенсирует температурную ошибку.

Формула и э обретения

Иагнитострикционное устройство микроперемещений, содержащее два магнитострикционных элемента с общей обмоткой намагничивания, образующих магнитную цепь, причем первый элемент одним концом закреплен на основании, а другим концом жестко связан с вторым элементом, на свободном конце которого закрепляют перемещаемый объект, причем элементы выполнены из материалов с разными по знаку коэффициентами магнитострикции и коэффициентами температурного расширения, соотношение которых обратно пропорционально рабочим температурам элементов, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности, в него введен третий магнитострикционный элемент, расположенный параллельно первому элементу, скрепленный жестко с первым и вторым элементами в месте их соединения, на свободном конце третьего элемента закреплена магнитопроводящая втулка, замыкающая магнитную цепь между элементами и установленную по отношению к второму элементу с зазором, магнитное сопротивление которого больша магнитного сопротивления всей остальной магнитной цепи, причем материал третьего элемента имеет коэффициент магии" тострикции того же знака, что и материал второго элемента, а коэффициенты теплопроводности,тенлоемкости и темпе. ратурного расширения близки к аналогичным характеристикам материала первого элемента.

Составитель 0.Обрезков

Техред Л,Олийнык Корректор И.Муска

Редактор Б.Федотов

Тираж Подписное

Заказ 197%

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Nocквa, R-35, Раушская наб,, д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101