Вибродвигатель

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Сеюз Советскнк

С4щналнстнческнх

Респубпнк

111>641 61 6 (63) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 04.1076 (21) 2409242/24-25 с присоединением заявки № (51) И. Кл.

Н 02 Н 11/00

Государсгвеииый комитет

СССР по делам изобретеиий и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 05.0179:Б1оллетень № 1

Дата опубликования опйсания 050179 (53) УДК 681.846.73 (088.8) П.Е.Васильев, К.И.Рагульскис и A.-A.È.Çóáàñ (72) ABTOpbl изобретения

Специальное проектно-конструкторское и техйот огическое бюро малых электрических машин Производственного объединения ЭльФа (71) Заявитель

{ 54 ) ВИБРОДВИ1 ATEJ)b

Предлагаемое изобретение относится к электродвигателям, а именно к вибродвигателям.

Известен вибродвигатель для электропроигрывателя, содержащий сопряженный с пьезоэлементами ступенчатый преобразователь продольных колебаний, контактирующая часть которого выполнена в виде расположенных по окружности наклонных стержней, сопряженных )0 своими торцами с тоцом ротора (lj .

Для увеличения момента вращения ротора необходимо .увеличить зону контактирования преобразователя колебаний с ротором. Если с этой целью уве- )5 личить поперечные размеры преобразователя, то в энач:-тельной мере проявятся паразитные радиальные колебания, что приведет к дополнительным потерям энергии.

Известен также вибродвигатель, содержащий ступенчатый преобразователь продольных колебаний, выполненный в вИде трубчатого пакетного преобразователя с двумя пьезоэлементами, узло- вая зона п1 7дольных колебаний которого продлена в виде резонансного диска, вдоль узловой зоны радиальных колебаний которого с одной стороны и" окружности расположены наклонные стержни, образующие одну из ступеней преобразователя, à с другой — кольцо, образующее вторую его ступень{2), Такая конструкция вибродвигателя позволяет испольэовать возникающие радиальные колебания для вращения ротора, Недостатком известного вибродвигателя яэляется то, что в резонансном циске происходит частичное рассеивание энергии колебаний на периферии диска.

Целью изобретения является повышение КПД вибродвигателя путем уменьшения рассеивания энергии радиальных колебаний, возникающих в узловой зоне продольных колебаний. для достижения этой цели в вибродвигателе, содержащем ротор и ступен" чатый трубчатый пакетный преобразователь продольных колебаний, продленная узловая эона которого выполнена в виде чаши, образующей вторую ступень преобразователя.

На чертеже схематически изображен предлагаемый Вибродвигатель.

Предлагаемый вибродвигатель содержит ротор 1 и контактирующий с ним ступенчатый преобразователь продольных колебаний, представляющий собой

641616!

Апр

4 ! где Л Р вЂ” длина волны продольных колебаний в наклонных стержнях.

При возбуждении пакета Ланжевена от генератора высокочастотных электрических колебаний в нем возникают высокочастотные механические продольные колебания. В узловой зоне колебаний, продленной в виде чаши 5, продольные колебания преобразуются в сферические, а. затем, переходя в наклонные стержни, опять в продольные. Усиливаясь за счет разницы пло" щадей широкой и узкой ступеней, продольные колебания приводят ва вращение ротор.

Преимущество предлагаемого вибродвигателя в сравнении с прототипом заключается в том, что выполнение широкой ступени в форме чаши предотвращает рассеивание части энергии радиальных колебаний, что повышает

КПД двигателя, Проведены лабораторные испытания предлагаемого вибродвигателя, в сравнении с прототипом.

Данные вибродвигателя, взятого за прототип. !

Частота колебаний преобразователя

Подаваемая на электроды пьезоэлементов мощность

Площадь поперечного сечения первой ступени

Площадь поперечного сечения второй ступени

70 кГц

5 Вт

30 мм"

300 мм

Преобразователь изготовлен из стали марки Ст. 45 пакет Ланжевена 2 с двумя кольцеными пьезоэлементами 3, 4, электроды которых соединены с генератором высокочастотных колебаний (на чертеже не показан). Узловая зона продольных колебаний пакета Ланжевена продлена в виде чаши 5, которая образует широкую ступень преобразователя колебаний.

На торцовой поверхности чаши 5 по окружности расположены наклонные стержни 6, образующие узкую ступень преобразователя.

Высота пакета Ланжевена выбирается равной пр2 где >p — длина волны продольных колебания в пакете Ланжевена .

Размер чаши 5, обозначенный на чертеже а, выбирается равным

itch . а- —

4где 7 сф — длина волны сферических колебаний, возникающих в чаше.

Длина. наклонных. стержней выбирается равной

Пьезоэлектрический преобразователь выполнен в виде двух поляризованных по толщине колец иэ ЦТС-19

Ротор изготовлен из преспорошка

К-18

Усилие прижима преобразователя к ротору 300 Г

Угол атаки 30

Данные предлагаемого вибродвигатеЧастота колебаний преобразователя

Подаваемая на электроды пьезопреобразователя мощность 5 Вт

Площадь поперечного сечения первой ступени 30 мм

Площадь поперечного сечения второй ступени 200,мм

71 кГц

Преобразователь изготовлен из стали Ст. 45

Пьезокерамический преобразователь выполнен в виде двух поляризованных по толщине колец из ЦТС-19 .

Ротор изготовлен из преспорошка

К-18

Усилие прижима преобра- зователя к ротору 300 Г

Угол атаки 30

Измеряли и сравнивали моменты тро30 гания роторов вибродвигателей. Для этого на валах двигателей закрепляли шкивы диаметром 2 см, на которые наматывали нити, Один конец нитей зак38 репляли на шкивах, другой подсоединяли к динамометрам. По показаниям динамометров судили о моментах трога" ния вибродвигателей.

При этом получили следующие ре40 зультаты испытаний.

Для вибродвигателя, взятого за прототип, момент трогания 150 Г/см, скорость в ненагруженном режиме

500 об/мин.

Для пре," пагаемого вибродвигателя момент трогания 200 Г/см, скорость в ненагруженном режиме 600 об/мин.

Таким образом, момент на валу предлагаемого вибродвигателя возрос в 1,33 раза, а скорость — в 1,2 раза в сравнении с прототипом. Причем

50 подаваемая на электроды пьезоэлементов мощность в обоих случаях одинакова (5 Вт), а коэффициент усиления колебаний в предлагаемом вибродвигателе меньше. ,» Предлагается использование вибродвигателя в качестве привода диска электропроигрнвающего устройства, серийный выпуск которого ориентировочно намечен на 1978 год. Работы по доведению предлагаемого изобретения до промышленного использования включены в план НИР и в производственный план объединения.

6416

Формула изобретения

Составитель В.Кручинина

Техред Э.Чужик Корректор Т.Вашкович

Редактор В.Смирягина

Заказ 7537/54 Тираж 8ьб Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 7(-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент . r.Óæãîðoä, ул.Проектная, 4

Вибродвигатель, содержащий ротор и ступенчатый трубчатый пакетный преобразователь продольных колебаний, имеющий продленную узловую зону, первая ступень которого, контактирующая с торцом ротора, выполнена в ви- 5 де расположенных по окружности торцовой поверхности второй ступени преобразователя наклоненных стержней, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД вибродвигателя р путем уменьшения рассеивания энергии радиальных колебаний, возникающих

16 6 в узловой эоне продольных колебаний, продленная узловая зона продольных колебаний пакетного преобразователя выполнена в виде чаши, образующей вторую ступЕнь преобра ователя.

Источники инФормации, принятые во внимаьие при экспертизе:

1. Бернд B. Электроакустическая и высокочастотная техника. Электротехника, т ° В 20, 9 15, 1968, с. 429-431 °

2. Заявка М 2371418/25, кл. Н 02 и 11/00, 1976, по которой принято решение о выдаче автор кого свидетельства.