Пьезоэлектрический реверсивный двигатель

Оп ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ Н ИЯ Союз СоветскихСоциалистическихРеслублнк пщ 661661 АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 61) Дополнительн вт. свид-в(51) М, Кл.Н 01 1. 41/10 Н 02 И 11/00 ено 24.11,77 нением заявк 07 18 судврствевный комитет СССР во деЛам кзооретеай и открытейитет 53) УДК 537,228 .1 (088.8) ликовано 05.05. юллетень1 Дата опубликования описания 15,05.7 Г, Т. Левченко и А. А. П 2) Авторы изобретеии олитехнический инст ой социалистической Киевский ордена Ленинм, 50-летия Великой Октябрь 71) Заявите ДВИГАТЕЛЬ 4) ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ РЕВЕРСИ од угок тектр- ипольеленин мов, а назца 5 Изо чески м вано в в дейс также чеция.реверсивтрическийьезоэлектолебания,кционныйоследн и й 10щение (11,реверсивор в видеатых к ротелей явюсть коне мотор тем, что 20 иде, по вленных льно их бретение относится к пьезоэ двигателям и может быть ис цепях автоматики для прив вие исполнительных мехациз бытовых приборах широкого Известны пьезоэлектрические цые двигатели, содержащие элек генератор, который возбуждает в п рическом статоре механические к передаваемые ротору через фри контакт пьезоэлемента с ротором. П приводится таким образом во вра Известен пьезоэлектрический ный двигатель, содержащий стат пьезоэлектрических пластин, приж тору (2). Недостатками известных двига ляются низкий моторесурс и слож струкции. Цель изобретения - повышен сурса и упрощение конструкции. Поставленная цель достигаетс пластины статора выполнены в крайней мере, двух дисков, уста с возможностью вращения относиосейнаклоненных к оси ротора п а, удовлетворяющимсловиямагссо(соя уЛ2 к . ГТи 21 с а агссоь (сосут2 к. г 2 к)/21,где 1/ - угол между нормалью в точке фрцкционного контакта и плоскостью дисков;к - коэффициент трения качения фрикционной пары статор-ротор.Изобретение поясняется чертежом, ца котором изооражец реверсивцый пьезоэлектрический двигатель,Пьезоэлектрический реверсивный двигатель состоит из основания 1, ротора 2, статора в виде двух дисков 3, 4 из пьезопластин, закрепленных с возможностью вращения посредством водила 5 в основании 1. Диски 3 и 4 прижаты к цилиндрической поверхности ротора подпружиненными роликами б. Генератор 7 элек;рически соединен через переключатель 8 реверса и щеточцые контакты 9, а также через водило 5 и ролики б с электродами, нанесеццыми ца главные поверхности дисков 3 и 4. Последние закреплены ца водиле 5 в эластичных, например фторопластовых, подшипниках 1 О. Отрезок АС; соединяющий центры дисков 3 и 4,661661 Формула изобретения аФаЮФФЯ 2 ФФГЯ"ф. Яа.- 2 ка .-44 Ка-Ж-К 2%аГ 44 Г 4 й.Яаяскх "224 ааяаясс- "расположен под углом а к прямой ОВ, проходящей через середину указанного отрезка АС параллельно оси ОВ ротора,а углы" "между плоскостями дисков и нормалями кповерхности ротора в точке фрикционногоконтакта обозначены ц.Пьезоэлектрический реверсивный двигатель работает следующим образом.От генератора 7 через переключатель8 реверса, щеточный контакт 9, водило 5и ролик 6 подают напряжение на пьезоэлектрический диск 3 и возбуждают в нем за счетпьезоэффекта радиальные колебания с частотой 1=У/ЗК, где У - скорость звука впьезокерамике, Й - радиус диска.НапряЖение на пьезоэлементы можетбыть также подано посредством расположенных параллельно и неконтактируюших с пьезоэлементами обкладок, т. е. через конденсаторы, образованные обкладками и электродами пьезоэлементов.Радиальные колебания статора воздействуют на поверхность ротора 2 с переменнойрадиально направленной силой, которая раскладывается на три силы;каасательную к поверхности ротора и перперпендикулярную его оси ОВ,касательную к поверхности ротора и пая яраллельную оси Оь;нормальную к поверхности ротора.Перваясила заставляет вращаться ротордвигателя, Вторая сила уравновешиваетсяпродольной реакцией вала, приложенной кдиску 3 и врашаюшей его. Третья сила прижимает контактную область диска 3 к поверхности ротора 2, и в момент рабочего хода увеличивает это прижатие, что позволяетпередать на ротор увеличенный рабочий момент, а в следующий полупериод колебаниявычитается из постоянной силы прижатия,развиваемой роликом 6, и тем самым облегчает в этот момент проскальзывание поверхности диска 3 по поверхности ротора 2. Еслиугол а между осью дисков АС и осью ротораслишком велик, продольная составляющая реакции вала будет мала и не-сможетпреодолеть сил трения качения к диска 3 поповерхности ротора 2. Г 1 о этой же причинеотключенный от генератора диск 4 не будетвращаться и затормозит ротор. Если угол абудет слишком мал, вращающий момент станет недостаточным для вращения ротора.Поэтому угол а должен удовлетворять условиямагссоя ( ( Ф + 2 к я Г 2 к соя 012оагссояг 1 4 2 к - 1 2 кгсояя 22,где угол 1 между плоскостью дисков и нормалью Н к поверхности ротора рекомендуютвыбирать равным 45. Так как коэффициенттрения качения для фрикционных пар изметаллов и керамики не превышает 0,01,приведенное неравенство можно упростить,"сохранив достаточную для практики точность45а С агссоз(0,7 к). Когда переключатель 8 подключает диск4 к генератору, описанный процесс повторяет.ся, но ротор вращается в обратную сторону и увлекает за собой электрически отсоединенный от генератора диск 3.5 Возможность в предлагаемом пьезоэлектрическом реверсивном двигателе электрического отключения дисков без механического их отведения от поверхности ротора позволяет увеличить мощность двигателя, установив несколько пар дисков. В этом случае удобно собрать диски, предназначенные для вращения в одном направлении, в отдельную обойму, распределив их равномерно по окружности ротора с упомянутым углом наклона оси каждого к оси ротора, Идентичная 15 обойма располагается рядом с отрицательным по отношению к первой обойме углом между плоскостью дисков и нормалью и подключается к генератору при необходимости обратного вращения,В пьезоэлектрическом двигателе благодаря вращению отключенного пьезоэлектрического диска за счет фрикционного сцепления с ротором отсутствует механический переключатель реверса, что упрошает,конструкцию, а при увеличении в десятки раз рабочей поверхности статорных пьезоэлементов повышается в десятки раз моторесурс при сохранении высокой удельной мощности.Кроме того, благодаря равномерному истиранию кромки статора возрастает устойчивость работы двигателя, увеличиваются периоды 30 вращения между остановами двигателя наотладку. Пьезоэлектрический реверсивный двигатель, содержащий статор в виде пьезоэлектрических пластин, прижатых к ротору, отличаюиийся тем, что, с целью увеличения моторесурса и упрощения конструкции, пласти 40 ны выполнены в виде, по крайней мере,двух дисков, установленных с возможностьювращения относительно их осей, наклоненных к оси ротора под углом а, удовлетворяющим условиямагссоа Гсоа ГИ 4. 2 к 4. 1 Г 2 к) 121о4 Яагссоя (сояф 4 ГГ С 2 к 21 . 2 к)42,где 1 - угол между нормалью в точке фрикционного контакта и плоскостью дисков;к - коэффициент трения качения фрикционной пары статор-ротор. 50Источники информации, принятые во внимание при экспертизе. Авторское свидетельство СССР483061, М.клН 01 1 41/00, 1973,55 2. Заявка Франции2277458,М.кл. Н 02 М 11/00, 1976.Составитель В, Вавехред О. Луговаяираж 922 ЦНИИПИ Госуд по делам и 113035, Иосква,филиал П П П Патенрственн зобретен Ж - 35, , г. У го комитета СССР й и открытийаушская наб., д. 4/5 город, ул. Проектная,Редактор Г. ОрловскЗаказ 2501/58 орректор О, БилакПодписное