Электромеханический преобразователь гидроусилителя

(57) ЭЛЕКТ РАЗОВАТЕЛ ержащий дваосновании и обоймами, ук г г гз гг ю о з ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ САНИЕ ИЗО ОРСКОМУ СВИДЕТЕЛ(56) 1, Авторское свидетельствопо заявке3424804/18-24, кл. Г1982.2. Авторское свидетельст928089, кл. Г 15 В 3/00,РОМЕХАНИЧЕСКИЙ Ь ГИДРОУСИЛ ИТЕ- консольно установленьезокерамических элерепленными на свободБО 1118810 А ных концах, механический узел заслонки, расположенный между соплами, кинематически связанный с обоймами и подпружиненный относительно основания, отличающийся тем, что, с целью стабилизации выходных характеристик при изменении режимов работы и повышения надежности, обоймы расположены на внутренних сторонах пьезокерамических элементов, в обоймах и механическом узле заслонки выполнены конусообразные углубления, кинематическая связь выполнена в виде заостренных с обеих сторон штифтов, упирающихся в конусообразные углубления обойм и механического узла заслонки, а пьезокерамические элементы выполнены биморфными и расположены таким образом, что плоскость их изгиба совпадает с плоскостью перемещения механического узла заслонки.Изобретение относится к гидропневмоавтоматике, а именно к устройствам, преобразующим входной электрический сигнал в перемещение заданного элемента гидро- усилителя.Известен электромеханический преобразователь, содержащий несколько пьезокерамических биморфных элементов, склеенных между собой в копсольно установленный брусок, свободный конец которого жестко соединен с задающим элементом 11.В этом устройстве слои клея, которые находятся не в центре бруска, часто испытывают деформации, значительно превышаюгцие предел упругости клея. Остаточные пластические деформации в клее увеличивают петлю гистерезиса электромеханического преобразователя, являются источником погрешностей гидроусилителя, а также уменьшают срок его службы.Известен также электромеханический преобразователь гидроусил ителя, содержащий два консольно установленных на основании пьезокерамических биморфных элемента с обоймами, укрепленными на свободных концах, механический узел заслонки, расположенны й между соплам и, кине. матически связанный с обоймами и подпружиненный относительно основания 121.Недостатками известного преобразователя являются невысокая точность как в статическом, так и в динамическом режиме работы, обуславливаюгцая возможность смещения механического узла заслонки при изменении режимов работы, и тем самым невысокая наДежность устройства в целом.Целью изобретения является стабилизация выходных характеристик при изменении режимов работы и повышение надежности преобразователя.Поставленная цель достигается тем, что в электромеханическом преобразователе гидроусилителя, содержащем два консольно установленных на основании пьезокерам ических элемента с обоймами, укрепленными на свободных концах, механический узел заслонки, расположенный между соплами, кинематически связанный с обоймами и подпружиненный относительно основания, обоймы расположены на внутренних сторо. нах пьезокерамических элементов, в обоймах и механическом узле заслонки выполнены конусообразные углубления, кинематическая связь выполнена в виде заостренных с обоих сторон штифтов, упирающихся в конусообразные углубления обойм и механического узла заслонки, а пьезокерамические элементы выполнены биморфными и расположены таким образом, что плоскость их изгиба совпадает с плоскостью перемешения механического узла заслонки.На фиг. 1 представлена принципиальная схема электромехаического преобразователя в двух проекциях, на фиг. 2 -- зел 1 5 О 15 20 25 30 35 40 45 50 на фиг. 1 (конусные углубления в увеличенном размере).Электромеханический преобразователь гидроусилителя содержит корпус 1, два консольно установленных на основании 2 биморфных пьезокерамических элемента 3 и 4, выполненных из пьезокерамических пластин 58 одинаковой толщины. На свободных концах 9 и 10 элементов 3 и 4 жестко насажены обоймы 11 и 12, на внутренних сторонах 13 и 14 которых выполнены конусные углубления 15 и 16. Кроме того, преобразователь включает механический узел 17 заслонки 18, расположенный между соплами 19 и 20. Механический узел 17 кинематически связан с обоймами 11 и 12 посредством штифтов 21 и 22, заостренных с обоих концов 23 - 26, причем концы 24 и 25 входят в конусообразные углубления 27 и 28 механического узла 17. Заслонка 18 установлена внутри тонкостенной трубки 29. Механический узел 17 взаимодействует через кинематическую связь с пружиной 30.Угол заострения ц, (фиг. 2) штифта 21 меньше угла с углубления 15 в обойме 11. Аналогично выполнены углы Ы Ы, концов 24 - 26, входящие в конусообразные углубления 16, 27 и 28. Пьезокерамические пластины 5 - 8 покрыты электродами (не показаны) и при соединении их в элементы 3, 4 наружные электроды электрически соединены в один вход 31, а внутренние электроды - в другой вход 32.Преобразователь работает следующим образом.При подаче напряжения на пластины 5 - 8 в зависимости от полярности поданного на пряжения и направления поляризации пластин 5 - 8 одни из них, например 5 и 7 укорачиваются, а другие (6 и 8) удлиняются, и биморфные пьезокерамические элементы 3 и 4 изгибаются, например в левую по чертежу сторону. Усилие от элементов 3 и 4 передается через штифты 21 и 22 на механический узел 17 и далее на заслонку 18, которая поворачивается, прикрывая сопло 20 и открывая сопло 19. При подаче напряжения противоположной полярности пьезометрические пластины 5 и 7 удлиняются, а пластины 6 и 8 укорачиваются, элементы 3 и 4 изгибаются в правую по чертежу сторону. При этом заслонка 18 перемецается влево по чертежу, прикрывая сопло 19 и открывая сопло 20. В предложенном преобразователе усилие от биморфных пьезокерамических элементов 3 и 4 на заслонку 18 передается через жесткие элементы. Выполнение кинематической связи в виде штифтов 21 и 22, заостренных с обоих концов 23 - 26, входящих в конусообразные углубления 15 и6, позволяет точно устанавливать и выдерживать определенное расстояние между элемента. Автономов ес Корректор М оеПодписимитета СССРоткрытийая наб., д, 4/5ул. Проектная,енин и Раушс Ужгоро 1130лиал ми 3, 4 и заслонкой 18, и не препятствовать относительному перемещению между ними. Установка пружины 30 позволяет осуществлять суммирование усилий, передаваемых пьезокерамическими элементами 3 и 4, осуществлять выборку люфтов и исключает кинематические погрешности, которые могут возникать при изнашивании опорных точек,Слой клея в биморфных пьезокерамических элементах 3 и 4 при использовании пластин 5 - 8 одинаковой толщины находится в центре биморфа, в нейтральной плоскости изгиба элементов 3 и 4, и поэтому претерпевает минимальные деформации, что способствует долговечности устройства.5 Технико-экономическая эффективностьот использования предложенного преобразователя заключается в повышении быстродействия, точности, а также в уменьшении 10 потребляемой мощности гидроусилителя,