Вибродвигатель

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Сеюз Советскнк С 4 щиаанстнческнх Республик(Ы) И, Кл. Н 02 й 11/00 Государственный комитет СССР по делам изобретений н открытий(23) Приоритет Опубликовано 05.01.79:Бн)ллетень1 Дата опубликования опйсання 050179(72) Авторы изобретения Специальное проектно-конструкторское и техйояогическое бюро малых электрических машин Производственного объединения ЭльФа(54) ВИБРОДВИГАТЕ.ПЬ Предлагаемое изобретение относится к электродвигателям, а именно к вибродвигателям.Известен вибродвигатель для электропроигрывателя, .содержащий сопряженный с пьезоэлементами ступенчатый преобразователь продольных клебанй, контактирующая часть которого выполнена в виде расположенных по окружности наклонных стержней, сопряженных )0 своими торцами с тоцом ротора 1),Для увеличения момента вращения ротора необходимо увеличить зону контактирования преобразователя колебаний с ротором. Если с этой целью уве- )5 личить поперечные размеры преобразователя, то в энач:.тельной мере проявятся паразитные радиальные колебания, что приведет к дополнительным потерям энергии.Известен также вибродвигатель, содержащий ступенчатый преобразователь продольных колебаний, выполненный в вИде трубчатого пакетного преобразователя с двумя пьезоэлементами, узло вая зона пг дольных колебаний которого продлена в виде резонансного диска, вдоль узловой зоны радиальных колебаний которого с одной стороныи/ окружности расположены наклонные стержни, образующие одну из ступенейпреобразователя, а с другой - кольцо, образующее вторую его ступень(2),Такая конструкция вибродвигателяпозволяет испольэовать возникающиерадиальные колебания для вращения ротора,Недостатком известного вибродвигателя является то, что в резонансномциске происходит частичное рассеивание энергии колебаний на перифериидиска.Целью изобретения является повышение КПД вибродвигателя путем уменьшения рассеивания энергии радиальныхколебаний, возникающих в узловой зоне продольных колебаний.Для достижения этой цели в вибродвигателе, содержащем ротор и ступен"чатый трубчатый пакетный преобразователь продольных колебаний, продленнаяузловая эона которого выполнена в видечаши, образующей вторую ступень преобразователяНа чертеже схематически изображенпредлагаемый Вибродвигатель.Предлагаемый вибродвигатель содержит ротор 1 и контактирующий с нимступенчатый преобразователь продольных колебаний, представляющий собойЛАпргде Лпр - длина волны продольных колебаний в наклонных стержнях,При возбуждении пакета Ланжевена от генератора высокочастотныхэлектрических колебаний в нем возникают высокочастотные механическиепродольные колебания. В узловой зонеколебаний, продленной в виде чаши 5,продольные колебания преобразуютсяв сферические, а затем, переходя внаклонные стержни, опять в продольные. Усиливаясь за счет разницы пло"щадей широкой и узкой ступеней, продольные колебания приводят ва вращение ротор.Преимущество предлагаемого вибродвигателя в сравнении с прототипомзаключается в том, что выполнениеширокой ступени в форме чаши предотвращает рассеивание части энергиирадиальных колебаний, что повышаетКПД двигателя,Проведены лабораторные испытанияпредлагаемого вибродвигателя,в сравнении с прототипом.Данные вибродвигателя, взятого запрототип.Частота колебаний преобразователя Подаваемая на электроды пьезоэлементов мощностьПлощадь поперечного сечения первой ступени Площадь поперечного сечения второй ступени 70 кГц 5 Вт 30 АР 300 мм Преобразователь изготовлен из стали марки Ст. 45 пакет Ланжевена 2 с двумя кольце" ными пьезоэлементами 3, 4, электроды которых соединены с генератором высокочастотных колебаний (на чертеже не показан). Узловая зона продольных колебаний пакета Ланжевена продлена в виде чаши 5, которая образует широкую ступень преобразователя колебаний. На торцовой поверхности чаши 5 по окружности расположены наклонные стержни 6, образующие узкую ступень преобразователя,Высота пакета Ланжевена выбирается равнойЛ пр.2где Апр - длина волны продольных колебания в пакете Ланжевена.Размер чаши 5, обозначенный на чертеже а, выбирается равнымЛсфа- -4где Лсф - длина волны сферических колебаний, возникающих в чаше.Длина, наклонных стержней выбирается равнойПьезоэлектрический преобразовательвыполнен в виде двух поляризованныхпо толщине колец иэ ЦТС Ротор изготовлен из преспорошкаК Усилие прижима преобразователя к ротору 300 Г 8 угол атаки 30Данные предлагаемого вибродвигатеЧастота колебанийпреобразователяПодаваемая на электроды пьезопреобразователя мощность 5 Вт Площадь поперечногосечения первой ступени 30 ммг Площадь поперечногосечения второй ступени 200,мм 73 кГц О Преобразователь изготовлен из ста"ли Ст, 45Пьезокерамический преобразовательвыполнен в виде двух поляризованныхпо толщине колец из ЦТС.Ротор изготовлен из преспорошкаКУсилие прижима преобра- зователя к ротору 300 Г Угол атаки 30 Измеряли и сравнивали моменты тро 30гания роторов вибродвигателей, Дляэтого на валах двигателей закреплялишкивы диаметром 2 см, на которые наматывали нити, Один конец нитей зак 38 репляли на шкивах, другой подсоединяли к динамометрам. По показаниямдинамометров судили о моментах трога"ния вибродвигателей.При этом получили следующие ре 40 зультаты испытаний,Для вибродвигателя, взятого запрототип, момент трогания 150 Г/см,скорость в ненагруженном режиме500 об/мин.Для преппагаемого вибродвигателямомент трогания 200 Г/см, скорость48 в ненагруженном режиме 600 об/мин.Таким образом, момент на валупредлагаемого вибродвигателя возросв 1,33 раза, а скорость - в 1,2 разав сравнении с прототипом. Причем50 подаваемая на электроды пьезоэлементов мощность в обоих случаях одинакова (5 Вт) а коэффициент усиленияколебаний в предлагаемом вибродвигателе меньше.58 Предлагается использование вибродвигателя в качестве привода дискаэлектропроигрнвающего устройства,серийный выпуск которого ориентировочно намечен на 1978 год, Работыпо доведению предлагаемого изобретения до промышленного использованиявключены в план НИР и в производственный план объединения,6416 Формула изобретения Составитель В.КручининаТехред Э.Чужик Корректор Т.Вашкович Редактор В.Смирягина Заказ 7537/54 Тираж 8 бб Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, 7(-35, Раушская наб., д. 4/5Филиал ППП Патент. г.ужгород, Ул.Проектная, 4 Вибродвигатель, содержащий ротор и ступенчатый трубчатый пакетный преобразователь продольных колебаний, имеющий продленную узловую зону, первая ступень которого, контактирующая с торцом ротора, выполнена в ви де расположенных по окружности торцовой поверхности второй ступени преобразователя наклоненных стержней, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения КПД вибродвигателя 10 путем уменьшения рассеивания энергии радиальных колебаний, возникающих 16 6в узловой зоне продольных колебаний,процленная узловая зона продольныхколебаний пакетного преобразователявыполнена в виде чаши, образующейвторую ступЕнь преобра-ователя.Источники инФормации, принятые вовнимаьие при экспертизе:1. Бернд В, Электроакустическаяи высокочастотная техника. Электротехника, тВ 20, 9 15, 1968,с. 429-4312. Заявка М 2371418/25,кл. Н 02 й 11/00, 1976, по которойпринято решение о выдаче автор .когосвидетельства.