Однофазный вибродвигатель
Союз Советскик
Социапистическик
Респубпии
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 27.07.79 (21) 2803937/18-25 (51) М. Кд. с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет
Н 01 1, 41/08
H 02 N 11/00
Государственный комитет
ССС P но демам изобретений и открытий
Опубликовано 150981,бюллетень й934
Дата опубликования описания 150981 5З) 537, 228. 1 (088. 8) A.Ô.ÓëèTêo, В.A.Àíäðóùåíêo, В.Л.Карлаш и В.Н.Никитенко (72) Авторы изобретения (71) Заявитель
Институт механики AH Украинской ССР (54) ОДНОФАЗНЫЙ ВИВРОДВИГАТЕЛЬ
Изобретение относится к электрическим двигателям и может быть использовано в оптико-механическом приборостроении, а также в магнитофонах и электропроигрывающих устройствах.
Известен вибродвигатель, содержащий сопряженный с торцом трубчатого пъезокерамического вибратора один (или два) ступенчатый преобразователь продольных колебаний, приводная часть которого выполнена в виде расположенных по окружности наклонных стержней, контактирующих своими торцами с торцом ротора (1). 15
Поскольку ступенчатые преобразователи продольных колебаний в целом не представляют собой единую резонансную систему, то в данном вибродвигателе существуют значительные 20 потери на электромеханическое преЬбразование,для эффективной работы требуется подстройка собственных резонансных частот стержней на одну рабочую частоту. Стабильность вращения ротора низкая.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является вибродвигатель, содержащий установленный в корпусе цилиндрический ве- 30 дущий элемент продольно-крутильных колебаний, одним торцом фрикционно сопряженный с ротором. Ведущий элемент представляет собой концентратор с наклонными щелевидными вырезами внутри которых с помощью накладки укреплен пъезокерамический вибратор.
Ведущий элемент прикреплен к корпусу через резиновую прокладку (2).
Однако накладка не сочленена с корпусом и не обеспечивает полную неподвижность верхнего торца пъезокерамического вибратора, что приводит к неполному использованию колебательной энергии пъезоэлемента. Наличие же резиновой прокладки приводит к демпфированию амплитуды колебаний концентратора и следовательно к дополнительной потере энергии на преобразование.
Цель изобретения — упрощение конструкции и повышение эффективности вибродвигателя.
Поставленная цель достигается тем, что в однофазном внбродвигателе, содержащем установленный в корпусе цилиндрический ведущий элемент продольно-крутильных колебаний, одним торцом фрикционно сопряженный с ротором, цилиндрический ведущий эле8б4385 мент ныполнен и виде резонатора, имеющего наклонные пъезоэлектрические участки и другим торцом жестко закреплен на корпусе.
Резонатор может быть выполнен в ниде радиально поляризованного пъезокерамического цилиндра с электродами на боковых поверхностях и наклонными щелевидными вырезами или в виде радиально поляризованного цилиндра с наклонно расположенными электродными областями.
t0
Кроме того, для обеспечения стабилизации угла поворота ротора резонатор выполнен в виде цилиндрического биморфа, а ротор — в виде стакана, надетого на резонатор с воз- 15 можностью фрикционного взаимодействия с боковой поверхностью резонатора, На фиг.1 изображена схема вибродвигателя с одним ротором; на фиг.2 - эо то же, с двумя роторами; на фиг.3 схема шагового вибрадвигателя, разрез.
Вибродвигатель (фиг.1) содержит полый радиальпо поляризованный пъезокерамический цилиндр 1 с несколькими наклонными электродными областями или несколькими наклонными целевидными вырезами 2, одним торцом фрикционно сочлененный с ротором 3, а другим торцом жестко сочленен с кор-ЗО пусом. Боковые поверхности пъеэокерамического цилиндра электродиронаны. Виброднигатель со стабилизированным шагом (фиг.3) содержит биморфный резонатор, состоящий, например, З5 из склееных между собой боковыми поверхностями пъезокерамического цилиндра 1 и тонкостенного металлического цилиндра 4. Ротор выполнен в . виде стакана, надетого на резонатор. щ
Вибродвигатель работает следующим образом.
При подаче на электроды переменного напряжения с частотой, равной одной .иэ собственных резонансных частот пъезопреобразователя, н последнем возбуждают продольно-крутильные колебания. Верхний торец пъезокерамического цилиндра при этом ударяет в ротор 3, который поднимаясь, одновременно проворачивается вокруг оси на некоторый угол. Поскольку частота собственных колебаний обычно больше
10 кГц,то инерционный ротор 3, прижатый (с усилием Р). или свободно лежащий на торце пъезокерамического 55 цилиндра, под действием направленного виброударного воздействия совершает плавное вращение (с угловой частотой в ) . Резонатор виброднигателя со стабилизированным шагом (фиг.3) выполнен составным, например биморфным, и дополнительно к продольно-крутильным колебаниям совершает еще и бочкообразные колебания.
При подаче на электроды пъезопреобразователя переменного напряжения боковые стенки резонатора выгибаются например, во внутрь, верхний торец резонатора при этом отрывается от дна стакана (ротора), В последующий момент времени боковые стенки выпрямляются, при этом торец резонатора ударяет н дно стакана и стакан начинает проворачиваться до тех пор, пока середина боковой поверхности резонатора не упрется во внутреннюю цилиндрическую часть стакана и стакан не остановится. В дальнейшем торец резонатора еще раз ударяет в дно стакана, проворачивает его, и бо ковая поверхность резонатора выгибается вовнутрь. Таким образом, за период колебания резонатора, ротор два раза проворачивается и один раз стопорится. При данной амплитуде подведенного напряжения шаг двигателя оказывается стабилизирован.
Еще большая стабильность и меньший шаг могут быть получены, если ротор из двух сочлененных между собой стаканов, охватывающих с обеих сторон боковые поверхности резонатора. При этом за период колебания ротор два раза ускоряется (проворачивается ) и два раза стопорится.
Предложенный вибродвигатель имеет минимальное количество элементов, что упрощает его конструкцию, и н результате нибрационного принципа работы минимальные потери на преобразование, поскольку все дополнительные элементы являются источником потерь. Закрепление одного торца пъезопреобразователя непосредственно на корпусе позволяет более эффективно использонать его колебательную энеРгию по сравнению с закреплением при помощи присоединенной массы, которая не обеспечивает полной неподвижности торца пъезопреобразователя.
Использонание изобретения позволяет создать экономичные и простые по конструкции и изготовлению однофазные вибродвигатели для магнитофона и электропроигрывающих устройств (фиг.1) а также тихоходные прецизионные шаговые вибродвигатели для нужд приборостроения (фиг.3).
Формула изобретения
1. Однофазный нибродвигатель, содержащий установленный н корпусе цилиндрический ведущий элемент продольно-крутильных колебаний одним торцом фрикционно сопряженный с ротором, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции и повышения эффективности вибродвигателя, цилиндрический ведущий элемент выполнен н виде резонатора, имеющего наклонные пъезоэлектрические участки, и другим торцом жестко закреплен на корпусе.
864385
tO фц g Р 6 Фиг. 1
Фиа 3
Составитель T.Öóêèíà
Редактор Н.Минка Техред A. Савка КоррЕктор С.t loran
Заказ 7811/77 Тираж 787 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, ж-35, Раушская наб., д..4/5
Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4
2. Вибродвигатель по п.1, о т л и ч а ю шийся тем, что резонатор выполнен в виде радиально поляризованного пъезокерамического цилиндра с электродами на боковых поверхностях и наклонными щелевидными вырезами.
3. Вибродвигатель по п.1, о т л и ч а ro rtt и и с я тем, что резонатор выполнен в виде радиально поляри- ° зованного цилиндра с наклонно расположенными электродными областями.
4. Вибродвигатель по пп. 1 - 3, о т л и ч а ю ц и и r. я тем, что, с целью стабилизации угла поворота ротора за один период"колебаний резонатора, резонатор выполнен в виде цилиндрического биморфа, а ротор выполнен в виде стакана, надетого на резонатор с возможностью фрикционного взаимодействия с боковой поверхностью резонатора.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1, Авторское свидетельство СССР
Р 532947, кл. Н 02 N 11/00, 1976, 2. Авторское свидетельство СССР
613302, кл. С 11 В 15/40, 1977 (прототип) .
