Магнитострикционный привод угловых перемещений

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 9) (11) 01 1. 41 личающиися тем, ПД привода, пруромагнитного маОиг 7 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ ССС ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫ(71) Уфимский ордена Ленина авиационный институт им. Орджоникидзе(56) 1. Авторское свидетельство СССР378306, кл. Н 01 1. 41/14, 1971.2. Михайлов О. П. и др. Регулируемая оправка для зубообрабатывающего станка. Станки и инструменты, 1975,5, с. 17 - 18 (прототип).(54) (5) 1. МАГНИТНОСТРИКЦИОННЫИ ПРИВОД УГЛОВЫХ ПЕРЕМЕЩЕ.НИИ, содержащий магнитострикционную трубку с расположенными на ней цилиндрической и тороидальной обмотками, две втулки и замыкающий кожух, отличающийся тем, что, с целью увеличения диапазона угловых перемещений, по крайней мере одна из втулок выполнена в виде предварительно нагруженной пружины кручения, причем знак деформации сооответствует знаку коэффициента магнитострикции материала трубки, а втулки жестко соединены с трубкой и кожухом.от 2. Привод по п. 1, ото, с целью увеличенияжина изготовлена из феериала.35 40 Изобретение относится к электротехнике, а более конкретно к электромеханическим устройствам для угловых микроперемещений и может быть использовано в системах точных микроперемещений и микропередач различных контрольно-измерительных приборов, в оптико-механических и лазерных системах, в высокоточных системах наведения, в прецизионных станках, а также в устройствах тех областей техники, где необходимо осуществлять точные угловые перемещения.Известен магнитострикционный привод угловых перемещени й, содержа щи й сплошной магнитострикционный стержень, намагничи ва ющую катуш ку, цилиндрический сердечник и клеммовый контакт для пропускания тока через стержень 1. Недостатком данного привода является то, что магнитострикционный стержень и цилиндрический сердечник являются токонесущими элементами, вследствие чего работать с этим приводом небезопасно. Кроме того, в данной конструкции имеет место скользящий контакт магнитострикционного стержня со стороны рабочего конца с цилиндрическим сердечником, а для создания циркулярной составляющей винтового магнитного поля в стержне через него необходимо пропускать ток большой величины, что приводит к нагреву контакта. Необходимость пропускания через стержень большого по величине тока создает трудности с созданием источника питания. К недостаткам известного привода следует также отнести низкое быстродействие, вызванное тем, что магнитострикционный стержень выполнен сплошным, и малый диапазон угловых перемещений. Известен магнитострикционный приводугловых перемещений, содержащий магнитострикционную трубку с расположеннымина ней цилиндрической и тороидальной обмотками, две втулки и замыкающий кожух 2),Недостатком известного устройства является относительно малый диапазон угловых перемещений,Цель изобретения - увеличение диапа зона угловых перемещений.Поставленная цель достигается тем, что в магнитострикционном приводе угловых перемещений, содержащем магнитострикционную трубку с расположенными на ней цилиндрической и тороидальной обмотками, две втулки и замыкающий коЖух, по крайней мере одна из втулок выполнена в виде предварительно нагруженной пружины кручения, причем знак деформации соответствует знаку коэффициента магнитострикции материала трубки, а втулки жестко соединены с трубкой и кожухом. 51015 2025ЗО 45 50 55 С целью увеличения КПД привода пружина изготовлена из феромагнитного материала. На фиг. 1 схематически изображен магнитострикционный привод угловых перемещений, разрез; на фиг. 2 - втулка, выполненная в виде упругих спиралей; на фиг. 3 - втулка, выполненная в виде двух колец, соединенных упругими пластинами; на фиг. 4 - привод с втулкой, выполненной в виде упругих пластин, вид сбоку.Привод содержит магнитострикционную трубку 1, на которой расположены цилиндрическая 2 и тороидальная 3 обмотки, а также замыкающий кожух 4 и втулки 5 и 6, образующие замкнутый магнитопровод. Одна или обе втулки выполнены в виде предварительно нагруженных пружин из ферромагнитного материала. Обе втулки жестко соединены с трубкой 1 и кожухом 4. Конструктивно втулка (предварительно нагруженная пружина кручения) может быть выполнена в виде упругих спиралей 7, концы которых жестко соединены с кольцами 8 и 9 (фиг. 2), либо в виде колец 10 и 11, соединенных в радиальном направлении упругими пластинами 12 (фиг. 3), либо вообще без колец в виде упругих пластин 13, жестко соединенных одним концом с трубкой 1, а другим - с кожухом 4 (фиг. 4).Устройство работает следую;им образом.При подключении цилиндрической 2 и тороидальной 3 обмоток к источникам питания в магнитострикционной трубке 1 создается винтовое магнитное поле. Если левый конец трубки 1 жестко прикреплен к основанию (на фиг. 1 показано условно), то под действием винтового магнитного поля трубка 1 удлинится (для материала с положительным коэффициентом магнитострикции, например пермендюра) или укоротится (для материала с отрицательным коэффициентом магнитострикции, например никеля) вдоль направления действия магнитного поля, что приведет к повороту правого конца трубки 1 на некоторый угол.Предварительное сжатие материала с положительным коэффициентом магнитострикции и растяжение материала с отрицательным коэффициентом магнитострикции увеличивает линейную магнитострикцию, что и использовано в изобретении.Для увеличения диапазона угловых перемещений привода одна или обе втулки выполнены в виде предварительно нагруженноой пружины кручения. Этим создается кру тящий момент, который сжимает или растягивает (взависимости от знака коэффициента магнитострикции материала) трубку 1 вдоль направления действия магнитного поля. Величина напряжения в трубке должна1078504 быть 90 - 110 Н/мм. За счет этого удается увеличить диапазон угловых перемещений выходного конца привода примерно в 1,5 разе по сравнению с прототипом. Выполнение втулок-пружин из ферромагнитного материала уменьшает магнитноое сопротивление магнитной цепи, чем увеличивается КПД устройства. иг. 2 СоставителТехред И. ВерТираж 683Государственногоелам изобретенийсква, Ж - 35, РаушПатентэ, г, Ужгор аев. Шароши комит и от ская од, у Редактор Ю. КовачЗаказ 974/46ВНИИПпо113035, Мфилиал ППП Корректор 11 одписное ета СССР рытийнаб., д. 4/5 Проектная,