Магнитострикционный шаговый двигатель

 

1. МАГНИТПСТРИКЦИОННЫЙ ШАГОВЫЙ ЛВИГАТЕЛЬ, содержащий основание, полый цилиндрический магнитострикционный элемент, обмотки продольного и циркулярного намагничивания, замыкающий кожух, жестко закрепленный на основании, и зажим, о т л и ч аю щ и и с я тем, что, с целью повышения точности работы двигателя, он снабжен дополнительно выходным валом Изобретение относится к области электротехники, в частности к Mai- нитострикционным устройствам малых угловых перемещений, и может быть использовано как исполнительный элемент различных устройств в станкостроении , в оптико-механической промышленности и в других областях техники , где необходимо осуществлять высокоточные угловые шаговые микроперемещения с. и упорным подшипником, причем вал установлен соосно магнитострикционному элементу, один конец которого жестко связан с кожухом, а другой сопряжен с торцом вала, при этом зажим установлен на основании и сопряжен с валом 2„ Двигатель по , о т л и ч аю щ и и с я тем, что упорный подшипник установлен на свободном торце вала с 3.Лвигатель по п.1, о т л и ч аю щ и и с я тем, что свободный конец магнитострикционного элемента выполнен в виде диска, а сопряженный с ним торец вала снабжен фланцем, диаметр которого равен диаметру диска , при этом упорный подшипник ус (Л тановлен на торце фланца с с 4.Двигатель по п.3, отличающий с я тем, что диск магнитострикционного элемента установлен так, что он является частью магнитою ю провода замыкающего кожуха. CJ vj Ю Известен реверсивный магнитострикционный шаговый двигатель, служащий для отработки малых угловых перемещений , содержащий магнитострикционный элемент, имеющий форму разрезного тора, индуктор, два кривошипа, два вала, два зажима, регулируемый привод с редуктором для поворота индуктора . Недостатком известного двигателя является необходимость преобразования

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛ И СТИЧ Е С КИХ

РЕСПУБЛИК (s()s Н 01 1. 41/12, Н 02 N 11/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

Н A BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (54) (57) 1. HarHHTnC PVl;lLMnHHblH i 1АГ0BllH,ДВИГАТЕЛЬ, содержащий основание, полый цилиндрический магнитострикционный элемент, обмотки продольного и циркулярного намагничивания, замыкающий кожух, жестко закрепленный на основании, и зажим, о т л и ч а" ю шийся тем, что, с целью повышения точности работы двигателя, он снабжен дополнительно выходным валом

1 ! о Ю

Изобретение относится к области электротехники, в частности к мвгнитострикционным устройствам малых угловых перемещений, и может быть использовано как исполнительный элемент различных устройств в станкостроении, в оптико-механической промышленности и в других областях техники, me необходимо осуществлять высокоточные угловые шаговые микроперемещения„

ГОСУДАРСТВ Е Н НО Е ПАТЕ НТНО Е

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) (21) 3238157/25 (22) 20. 01.81 (46) 30.06.93. Бюл, Г 24 (71) уфимский авиационный институт им. Орджоникидзе (72) С.Т.Кусимов, П.А.Грахов и А.У.Тлявлин (56) Авторское свидетельство СССР

М 205955, кл. Н 02 N ll/00, 1963 г.

Михайлов О.п, "Теория и расчет магнитострикционных устройств автоматизации станков", диссертация, Москва, 1974, с„ 300-346, „., БЫ„„993?91 А1 и упорным подшипником, причем вал установлен соосно магнитострикционному элементу, один конец которого жестко связан с кожухом, а друго" сопряжен с торцом вала, при этом зажим установлен на основании и сопряжен с валом, 2.,Лвигатель по п,1, о т л и ч аю шийся тем, что упорный подшипник установлен на свободном торце вала.

3, Двигатель по п,1, о т л и ч аю шийся тем, что свободный конец магнитострикционного элемента выполнен в виде диска, а сопряженный с ним торец вала снабжен сланцем, диаметр которого равен диаметру диска, при этом упорный подшипник установлен на торце Фланца. ,двигатель по п.3, о т л и ч аю шийся тем, что диск магнитострикционного элемента установлен так, что он является частью магнитопровода замыкающего кожуха, Известен реверсивный магнитострикционный шаговый двигатель, служащий для отработки малых угловых перемещений, содержащий магнитострикционный элемент, имеющий йорму разрезного тора, индуктор, два кривошипа, два вала, два зажима, регулируемый привод с редуктором для поворота инлуктора, Недостатком известного двигателя является необходимость преобразования

993791 линейного расширения магнитострикци-)нного элемента в угловое перемещение и, как следствие, сопутствующая использованию пинейногo магнитострик> ционного эффекта, большая температурная погрешность, J,ðîíå того, отличается малая эффективность работы вследствие применения привода для поворота индуктора и наличие больших магнитных 1О зазоров, что требует большой намагничивающей силы

Известен также магнитострикционный шаговый двигатель, содержащий основание, полый цилиндрический магнитострикционный элемент, обмотки продольного и циркулярного намагничивания, замыкающий кожух, жестко закрепленный на основании, и зажим,,бранный p,âèãëòåëü позволяет осу- )О ществлять высокоточные угловые микроперемещения, Но наряду с угловыми в данном устройстве имеются линейные перемещения выходного конца двига/) ( теля, что является во многих случа- )) ях недопустимым, и приволит к снижению точности выполнения устройством, в котором используется данный привод назначенного действия. Например, при юстировочных работах это приве- jO дет к смещению Объекта юстировки вдоль оси, R значит и к нежелательной разьюстировке объекта, Целью изобретения является повышение точности работы магнитострик / ./ ционного шагового двигателя 3c.. счет устранения линейных перемещений выходного конца устройства, Г>оставленная цель достигается тем, что магнитострикционный двигатель, содержащий основание, полый цилиндрически". магнитострикционный элемент, обмотки продольного и циркулярного намагничивания„ замыкающий кожух, жестко закрепленный на основании, и зажим, снабжен,д ополнительно выходным валом и упорным подшипником, причем вал установлен соосно магнитострикционному элементу, один конец которого жестко связан с кожухом, а лругой сопряжен с торцом вала, при этом зажим установлен на Основании и сопряжен с валом; упорный подшипник установлен на свободном торце вала, )5 свободный конец магнитострикциснного элемента выполнен в виде диска, а сопряженный с ним торец вала снабжен г)ланцем„ диаметр которого рзвен диаметру диска, при этом упорный подшипник установлен на торце фпанца; диск магнитострикционного элемента установлен так, что он является частью магнитопровода замыкающего к>жуха, На фиг,1 схематично изображен магнитострикционный двигатель, разрез; на фиг. ? — вариант исполнения двиг,)теля с конусообразным выполнением свободного конца магнитострикционного элемента и взаимодействующего с ним торца вала с конусообразным углублением; на фиг,3 — вариант исполнения двигателя с дисковым выполнением свободного конца магнитострикционного элемента и валом, снабженным г>ланцем; на ")и г, 4 — вариант, отличающи ся оТ варианта, изображенного на Aиг,3 тем, UTG упорный подшипник установлен на торце фланца; на фиг. — вариант исполнения двигателя у которого, писк магнитострикционного элемента является частью магнитопро«,>а замыкающего кожуха, Нагнитострикционный шаговый двиг- тель (/>иг. 1) содер>»ит основание 1, и,лый цилиндрический магнитострикционный элемент 2, обмотку циркулярного намагничивания 3, расположенную на магнитсстрикционном элементе 2, обмотку продольного намагничивания ч, закрепленную в кожухе 5 для замыкания магнитного потока, который жестко закреплен на основании 1, а т= кже жестко связан с магнитострикqvaHHbw элементом 2. Выходной вал б установлен на упорном подшипнике 7 ссосно магнитострикционному элементу с возможностью фрикционной связи с ним. Чажии 8 установлен на основании с БОзмо/жнОстью фиксации углОвогО пОлсжения выхопного вала г,,для усиления фрикционной связи на свободный конец магнитострикционного элемента и н; Bç. èèîдействующий с ним торец выходного вала б нанесено покрытие 9 с большим коэффициентом трения

B варианте исполнения магнитострикционного шагового двигателя, изображенного на )иг„2, для усиления фрикционной связи и обеспечения соосности свободный конец магнитострикционного элемента выполнен в виде конуса, а взаимодействующий с ним торец выходного вала F, — с конусообразным угпублением

5 9

В варианте исполнения магнитострикционного шагового двигателя, изображенного на фиг,3, для усиления фрикционной связи свободный конец магнитострикционного элемента 2 выполнен в виде диска, а вал б со стороны, взаимодействующей с магнитострикционным элементом 2, выполнен с фланцем, диаметр которого равен диаметру диска магнитострикционного эле мента.

У магнитострикционного шагового двигателя, изображенного на фиг.4, упорный подшипник 7, для облегчения снятия выходного перемещения, установлен на торце фланца выходного вала б.

В варианте исполнения магнитострикционного двигателя, изображенного на фиг.5, свободный конец магнитострикционного элемента является частью магнитопровода, замыкающего кожуха..

Двигатель работает следующим o6- . разом.

В первый момент времени обмотка циркулярного намагничивания 3, про" дольного намагничивания 4 и зажим 8 обесточены. При этом зажим 0 фиксирует определенное угловое положение выходного вала б. атем обмотка продольного намагничивания 4 подключает ся к источнику питания. При этом вследствие линейного магнитострикционного эффекта, произойдет удлинение магнитострикционного элемента 2 и

93791 6 он своим свободным концом зажимает выходной вал б на упорном подшипнике

7 и оказывается фрикционно связанным с выходным валом б. На зажим 8 подается питание и он освобождает выходной вал б. Затем питание подается на обмотку циркулярного намагничивания

3 и вследствие эффекта угловой маг10 нитострикции происходит закручивание свободного конца магнитострикционного элемента 2 и поворот фрикционно связанного с ним вала б. Зажим обесточи" вается и фиксирует новое угловое по15 ложение выходного вала б. Обмотки продольного и циркулярного намагничивания 3 и 4 обесточиваются, маг" нитострикционный элемент 2 под лействием упругих сил принимает исход20 ное состояние и фрикционная связь разрывается. Двигатель приходит в исходное состояние, а выходной вал 6 и нагрузка при этом повернулись на некоторый угол. Далее цикл повторяет25 -ся и за каждый цикл выходной вал 6 будет поворачиваться на некоторый ;.гс. угол вокруг своей оси, то есть будет совершать шаговые угловые перемещения.

30 Реверсирование двигателя осуществляется изменением направления тока питания обмотки циркулярного намагничивания.

Устранение линейных перемещений позволяет повысить точность перемещения и расширить область применения двигателя.

993791 фиг. Ч

Составитель

Редактор О.филиппова Техред М.Иоргентал Корректор С.Юско

Заказ 2827 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР .113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д. 4/5

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