Устройство для преобразования вращательного движения в поступательное

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОУСМОМУ ТВЛЬСТВУ(22) Заявлено 010378 (21) 2584245/24-07 Ф)М (л Севз Совеэвми Сфциалистичесиик РеспубликС присоединением заявки ЙУ Н 02 К 7/ОбН 02 К 49/04 Гвсуддрствеииий каактет СССР ве делам кзобретеяк к еткрвпмй(54) УСТРОИСТВО ДЛЯ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ВРАЩАТЕЛЬНОГО ДВИЖЕНИЯ В ПОСТУПАТЕЛЬНОЕИзобретение относится к электрическим машинам и может быть использовано в следящем линейном приводе с высокими требованиями к динамической и статической точности перемещений и высоким диапазонам скоростей,Известно устройство для преобразования вращательного движения в поступательное, содержащее приводной двигатель вращательного движения, магнитную муфту, одна иэ полумуфт которой выполнена в виде звездочки и укреплена на валу приводного двигателя, а вторая - в виде ряда полюсов установлена на каретках с возможностью линейного перемещения по направляющим 11 .Недостаток - малое использование активных материалов и плохие динамические характеристики при реверсе.Известно также устройство для преобразования вращательного движения в поступательное с приводным двигателем вращательного движения и электромагнитной муфтой, содержащей обмотку управления, размещенную на сердечнике, полюсную систему и якорь в виде электропроводящей ленты, одна иэ частей муфты укреплена на валу приводного двигателя, вторая - неподвижно соединена с корпусом двигателя, а третья - установлена на направлющей поступательногодвижения каретки, на которой разме щен двигатель 2 .Дпя осуществления реверса устройства необходимо изменение направления движения замкнутой ленты (якоря),а, следовательно, требуется ревер сирование инерционных масс роторадвигателя и двух барабанов, связанных с якорем. Это приводит к потеребыстродействия систеьы в целом. Посвоему принципу действия устройство, 15 как исполнительный элемент следящейсистемы, имеет нелинейные регулировочные и механические характеристики, которые не позволяют получитьвысокую динамическую и статическую 20 точность систеьи. Кроме того, придеформации ленты (якоря) происходятдополнительные потери мощности, чтоснижает КПД и увеличивает габаритыустройства.2 Целью изобретения является увеличение быстродействия, улучшение регулировочных характеристик, а также уменьшение габаритов устройства.Для этого устройство снабжено 30 дополнительным сердечником с обмоткой управления, который расположенотносительно основного сердечника подругую сторону от плоскости, проходящей через вал двигателя и продольную ось направляющей на верхнеми нижнем торцах обоих сердечниковустановлены магнитопроводящие сектора, обращенные к полюсной системе, полюса которой равномерно расположены по окружности, жестко соединены с валом приводного двигателя,снабжены последовательно чередующимся верхними и нижними выступами,расположенными соответственно науровне верхних и нижних магнитопроводящих секторов, при этом выступырасположены последовательно на уровне верхьего или нижнего магнитопроводящих секторов. дечников 8 или 9 сопряжен толькос частью полюсов б, расположенной поодну сторону от поверхности, образуемой осью вращения полюсов б при относительном движении каретки 2, тообразуется тангенциальная движущаясясила Р , направленная вдоль направляющей - магнитопровода 1, Для смены направления движения каретки 2напряжение подается на катушку управления 11. При этом аналогичным обра зом происходит Формирование движущейсилы Р на другой стороне якоря, направленной в противоположную от Гсторону. При включении катушек побалансной схеме с нулевыми токами3 равнодействующая сила и скорость каретки 2 пропорциональны разнице токов протекающих в катушках 10 и 11,тем самым обеспечивается линейностьхарактеристик устройства. Таким обц разом, для изменения направлениялинейного движения привода, в отличие от прототипа, не требуется реверсирование приводного двигателя (т.е.изменения направления вращения инерционных масс ротора двигателя, атакже барабанов и ленты), что связано с потерей времени. Это позволяетсущественным образом повысить быстродействие привода. По ориентировочным оценкам быстродействие приЗВ изменении направления линейного движения увеличится в два раза по сравнению с прототипом. Отсутствие жебарабанов и ленты значительноуменьшают габариты устройства. Кро 33 ме того, линейность характеристикпредлагаемого привода позволяет получить при работе в следящей системебольшую добротность, а следовательно, при простейших средствах коррек 4 р ции, высокую точность системы, недостижимую в прототипе (вследствиеего существенно нелинейных характеристик),На Фиг, 1 представлена конструктивная схема устройства, на Фиг, 2 вид А-А на Фиг. 1.Устройство состоит из направляющей - магнитопровода 1, подвижно сопряженной с кареткой 2, на которой укреплен приводной двигатель 3, На валу 4 приводного двигателя 3 при помощи спиц 5 жестко укреплены разноименные полюса 6, полюсной системы, обращенные торцами к якорю 7, выполненному в виде токопроводящей ленты и укрепленному на направляющей - магнитопроводе 1 по всей длине. Для создания намагничивающей силы на каретке 2 неподвижно укреплены два узла возбуждения сердечниками 8, 9 и с катушками управлония 10 и 11. Сердечники 8, 9 имеют полюсные наконечники в виде магнитопроводящих секторов 12 и 13, сопряженных через воздушный зазор с полюсами б, При этом выступы 14 двух соседних полюсов б выполнены один на уровне верхнего, а.другой на уровне нижнего секторов 12, 13 и таким образом сопряжены с полюсными сек торами 12 и 13 разной полярности образуя систему чередующихся разнополярных полюсов, а каждый иэ сердеч" ников 8 илн 9 сопряжен только с той частью полюсов, которая находится на одну сторону от поверхности образуемой осью вращения полюсов б в относительном движении с направляющей 1Работа устройства происходит следующим образом. Приводной двигатель 3 вращает с постоянной скоростью и в одну сторону полюса 6. При протекании тока в катушке управления (например 10) образуется магнитный поток, замыкающийся через сердечник 8, торцовые сектора 12, воздушные зазоры, разноименные полюса 6, якорь 7 и направляющую - магнитопровод 1. При вращении полюсов б магнитные силовые линии пересекают якорь 7, наводя в нем вихревые токи. При взаимодействии токов с движущимся магнитным полем создаются движущие силы Так как каждый из серФормула изобретения Устройство для преобразования вращательного движения в поступатель у ное с приводным двигателем вращательного движения и электромагнитноймуФтой, содержащей обмотку управления, размещенную на сердечнике, полюсную систему и якорь в виде электропроводящей ленты, одна из частеймуФты укреплена на валу приводногодвигателя, вторая - неподвижно соединена с корпусом двигателя, а третьяустановлена на направляющей поступательного движения каретки, на ко- бО торой размещен двигатель, о т.л ич а ю щ е е с я тем, что, с цельюувеличения быстродействия, улучшения регулировочных характеристики уменьшения габаритов, устройство 65 снабжено дополнительным сердечником792499 Ю 1 Ф я с обмоткой управления, который расположен относительно основного сердечника по другую сторону от плоскости, проходящей через вал двигателя и продольную ось направляющей,на верхнем и нижнем торцах обоих сердечников установлены магнитопроводящие сектора, обращенные к полюснойсистеме, полюса которой равномернорасположены по окружности, жестко.соединены с валом приводного двигателя, снабжены последовательно чередующимися верхними и нижними выступаии, расположенными соответственно науровне верхних и нижних магнитопрово"дящих секторов,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. .а 1 СЬиа Се Е, В, Е 1 есйгощадпе1 р Ьеповепа. 5.Яас 1 с апд ри опяргогз Енес. Вег , 1972, 191,Ф 22/749"750 с.2. Патент Франции 9 2278193,кл. Н 02 К, 1976. НИИПИ Заказ 9595/б раж 783 Подписное илиал ППП Патент 1, Ужгород, ул, Проектная, 4