Вибродвигатель

 

О П И С А Н И Е,с)ВВВВВ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6l ) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 23.04 81 (2! ) 8277595/18:2 (Я f )hler. Кд. с присоединением заявки М (23) ПриоритетН 01 L 41/08

Н 02 М 11/00

«Ьвударствонвй кеиктвт

СССР ао делам изо4ретеккй и откркткй (53) УДК537.228. . 1(088.8) Опубликовано;23.10.82. Бюллетень ¹ 39

Дата опубликовании опксаикя 23 10.82 (72) Авторы изобретения

И. И. Штацас, К. М. Рагульскис и P.-В.К.

Каунасский политехнический институт им. Анта (7l ) Заявитель (54) ВИБРОДВИГАТЕДЬ

Изобретение относится к электротехнике и автоматике и может быть исполь зовано в качестве привода в автоматических системах управления.

Известен вибродвигатель, содержащий корпус, пустотелый цилиндрический ротор, 5 пьезокерамический вибратор, расположенный в полости ротора перпендикулярно его оси и блок питания. Вибратор выпол- . нен в виде трех пьеэокерамических преоб разователей, образующих треугольник, ко t0 торый вершинами сопряжен с ротором и через фазоврашатель подключен к блоку питания (1 g ..

Недостатками данного вибродвигателя

15 являются сложность конструкции и доводки вибратора, выполненного из трех пьеэо керамических элементов, небольшой КПД вследствие механического взаимодействия жестко соединенных пьезокерамических элементов, а также малая мощность и стабильность вращения, так как,конструкция не обеспечивает надежного прижима пьезокерамических элементов в момент их со2 ударения с поверхности ротора. Кроме того, . пьезокерамические элементы крепятся одним концом и устройства крепления претерпевают усилия, которые снижают надежность работы данного вибродвигателя.

Наиболее близким к предложенному является вибродвигатель, содержащий корпус, установленные в нем пустотелый цилиндрический ротор, в полости которого перпендикулярно и симметрично его оси размещен вибратор, средней частью закрепленный в держателе, а концами сопряженный с внутренней поверхностью ротора, и,содержащий пьез окера м ическую плас тину, подключенную к источнику переменного напряжения. Вибратор взаимодействует с ротором посредством треугольных контактных элементов, выполненных иэ твердого сплава, например типа "Алунд".

Кроме того, вибродвигатель снабжен фаэоврашателем, а электроды пьезоэлемента разделены на две части, .которые через фаэовращатель подключены к блоку пита« ния Г2) .

68 4 тинке 3, то образуется как бы две биморфные пластинки, изгибине и продольные колебания которых происходят в про тивоположном направлении, что позволяет обоим концам вибратора одновременно взаимодействовать с цилиндрической поверхностью полости ротора 2. При вибрации пьезокерамической пластинки 4 части 5 и 6 упругой пластинки 3 совершают изгибные и продольные колебания и при виброударном взаимодействии с ротором 2 концы 10 совершают эллипсообразное движение, заставляя вращаться ротор 2. Продольные колебания упругой пластинки 3 прижимают концы 10 к ротору 2, а изгиб« ные колебания упругой пластинки 3 преобразуются во вращательное движение ðîтора 2. Скорость вращения ротора 2 регулируется величиной амплитуды питаемого напряжения.

Мощность и надежность работы вибродвигателя обусловлены контактным взаимодействием подвижных концов вибратора и ротора. Так как работа вибродвигателя основана на преобразовании ударных импульсов вибратора во вращательное движение ротора, установлено, что мощность вибродвигателя увеличивается при увели« чении числа контактных элементов, при увеличении контактной площади этих контактных элементов, позволяющих повысить коэффициент передачи энергии ударного импульса, при увеличении тангенциальной составляющей ударного импульса, Подвижные концы пьеэокерамического вибратора одновременно совершают изгиб- ные и продольные смещения в противоположных направлениях. Это позволяет использовать оба конца вибратора для передачи ударных импульсов. Величина амплитуды изгибных колебаний примерно в десять раз больше, чем величина амплитуды продольных колебаний, и, так как изгибные колебания направлены по тангенциальному направлению к поверхности ротора, то они резко увеличивают мощность вращения ротора, В этом случае продольные колебания играют второстепенную, но тем не менее важную роль, так как они дополнительно прижимают вибратор к поверхности ротора. Поэтому получается более оптимальная траектория движения подвижного конца вибратора, позволяющая повысить мощность, Как видно из фиг, 1, контак &» ная площадь взаимодействующих концов 10, становится большей, что позволяет повы= сить передаваемую мощность и надежность сцепления между вибратором и ротором, 3 9688

Недостатками извес тного вибродвигателя являются сравнительно малая мощность и надежность работы вибродвигателя из-за малых амплитуд колебания вибратора и из за неоптимальной траектории контактных элементов, взаимодействующих с ротором.

Для надежной работы требуется очень точное изготовление этих двигателей, однако при эксплуатации вибродвигателя эти детали изнашиваются, что приводит . 0 к. уменьшению надежности работы.

Пелью изобретения является увеличение мощности и надежности в работе вибродвигателя.

Поставленная цель достигается тем, 15 что в вибродвигателе, содержащем корпус, установленные в нем пустотелый цилиндрический ротор, в полости которого пер-.. пендикулярно и симметрично на оси размещен вибратор, средней частью закреп- щ ленный в держателе, а концами сопряженный с внутренней поверхностью ротора, и содержащий пьезокерамическую пластину, подключенную к источнику переменного напряжения, в вибратор введена упругая пластина Z -образной формы с прорезью в перемычке, в которую вставлена пьезокерамическая пластина, противоположные грани которой прикреплены к соответствую-, щим плечам упругой Z -образной пластины.з0

На фиг. 1 изображен предлагаемый вибродвигатель, разрез A-А на фиг. 2; на фиг. 2 — разрез Б-Б на фиг, 1.

Вибродвигатель содержит корпус 1, в котором помещен пустотелый цилиндричес« кий ротор 2, в полости ротора 2 разме35 щен плоский пьеэокерамический вибратор, выполненный в виде упругой согнутой в

Z-образную форму пластинки 3, в перемычке которой образована прорезь, в нее

40 вставлена пьезокерамическая пластина 4, противоположными плоскостями до середины ее длины прикрепленная, например приклеенная, к соответствующим плоскостям 5 и 6 упругой пластины 3, закрепленной при помощи держателя 7 в корпу45 се 1. Электроды 8 и 9 пьезокерамической пластинки 4 подключены к источнику переменного напряжения (не показан). Упругая пластинка 3 концами 10 сопряжена с ротором 2.

Вибродвигатель работает следующим образом, При включении источника питания вы сокочастотное напряжение подается на электроды 8 и 9 пьезокерамической плас тины 4, -которая начинает вибрировать.

Так как пьезокерамическая пластинка 4 прикреплена к g -образной упругой плас

5 968868 б что в свою очередь увеличивает надежность подключенную к источнику переменного напряжения, отличающийся

Экспериментальные исследования пока- тем, что, с целью увеличения мощности зали, что мощность вибродвигателя уве- и надежности в работе, в вибратор введеличилась на 19- 26%, а также повыщена на упругая пластина Z -образной формы с надежность его дежность его работы., прорезью s перемычке, в которую вставлена пьезокерамическая пластина, проти» воположные грани которой прикреплены к

Формула изоб етения ретения соответствующим плечам упругой Z -образ О ной пластины.

f0

И ПИ Зека э 81 87/80 аж 761 . Подписное

Филиал ППП Патент", г.Ужгород,ул. Проектная,4 >

Вибродвигатель, содержащий корпус, установленные в нем пустотелый цилинд рический ротор, в полости которог перпендикулярно и симметрично его оси размещен вибратор, средней частью закрепленный в держателе, а концами сопряжен1 ный с внутренней поверхностью ротора, и содержащий пьезокерамическую пластину, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1 ° Авторское свидетельство СССР

15 М 480875, кл. F 16 Н 17/00, 1S73.

2. Авторское свидетельство СССР

М 817816, кл. Н 01 4 41/08, Н 02 N 11/00.