Однофазный вибродвигатель

Сфеэ Советскик Социалистическик РесдубпииОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ(61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 27,07,79 (21) 2803937/18-25 (51) М. Кл. с присоединением заявки Мо -(23) Приоритет Н 01 Ь 41/08 Н 02 М 11/00 Государственный комитет СССР но демам изобретений н открытий(71) Заявитель нститут механики А инской ССР(54) ОДНОФАЗНЫЙ ВИБРОДВИГАТЕЛЬ триисмитотройн 5 ческойяетсястановкий ве- ЗО Изобретение относится к элек ческим двигателям и может быть пользовано в оптико-механическо приборостроении, а также в магн фонах и электропроигрывающих ус ствах,Известен вибродвигатель, содержащий сопряженный с торцом трубчатого пъезокерамического вибратора один (или два) ступенчатый преобразователь продольных колебаний,приводная часть которого выполнена в виде расположенных по окружности наклонных стержней, контактирующих своими тор" цами с торцом ротора (1). 15Поскольку ступенчатые преобразователи продольных колебаний в целом не представляют собой единую резонансную систему, то в данном вибродвигателе существуют значительные 20 потери на электромеханическое преЬбразование,для эффективной работы требуется подстройка собственных резонансных частот стержней на одну рабочую частоту. Стабильность вращения ротора низкая.Наиболее близким по техни сущности к предлагаемому явл вибродвигатель, содержащий у ленный в корпусе цилиндричес дущий элемент продольно-крутильных колебаний, одним торцом фрикционно сопряженный с ротором. Ведущий элемент представляет собой концентратор с наклонными щелевидными вырезамивнутри которых с помощью накладки укреплен пъезокерамический вибратор, Ведущий элемент прикреплен к корпусу через резиновую прокладку (2.Однако накладка не сочленена с корпусом и не обеспечивает полную неподвижность верхнего торца пъезокерамического вибратора, что приводит к неполному использованию колебательной энергии пъезоэлемента, Наличие же резиновой прокладки приводи к демпфированию амплитуды колебаний концентратора и следовательно к дополнительной потере энергии а преобразование.Цель изобретения - упрощение конструкции и повышение эффективности вибродвигателя.Поставленная цель достигается тем, что в однофазном внбродвигателе, содержащем установленный в корпусе цилиндрический ведущий элемент продольно-крутильных колебаний, одним торцом фрикционно сопряженный с ротором, цилиндрический ведущий элемент ныполнен и виде резонатора,имеющего наклонные пъезоэлектрические участки и другим торцом жесткозакреплен на корпусе.Резонатор может быть выполнен ввиде радиально поляризованного пъезокерамического цилиндра с электродамина боковых поверхностях и наклонными щелевидными вырезами или в видерадиально поляризованного цилиндрас наклонно расположенными электродными областями,10Кроме того, для обеспечения стабилизации угла поворота ротора резонатор выполнен в виде цилиндрического биморфа, а ротор - в виде стакана, надетого на резонатор с воз" 15можностью фрикционного взаимодействия с боковой поверхностью резонатора,На фиг.1 изображена схема вибродвигателя с одним ротором; на фиг,2 эото же, с двумя роторами; на фиг.Зсхема шагового вибродвигателя, разрез.Вибродвигатель (фиг.1) содержитполый радиальпо поляризованный пъезокерамический цилиндр 1 с несколькими наклонными электродными областями или несколькими наклонными целевидными вырезами 2, одним торцомфрикционно сочлененный с ротором 3,а другим торцом жестко сочленен с корОпусом, Боковые поверхности пъеэокерамического цилиндра электродиронаны. Виброднигатель со стабилизированным шагом (фиг.З) содержит биморфный резонатор, состоящий, например, 35из склееных между собой боковыми поверхностями пъезокерамического цилиндра 1 и тонкостенного металлического цилиндра 4. Ротор выполнен в .виде стакана, надетого на резонатор. 4 ОВибродвигатель работает следующимобразом.При подаче на электроды переменного напряжения с частотой, равнойодной .иэ собственных резонансных частот пъезопреобразователя, н последнем возбуждают продольно-крутильныеколебания, Верхний торец пъезокерамического цилиндра при этом ударяет вротор 3, который поднимаясь, одновременно проворачивается вокруг оси на 50некоторый угол. Поскольку частотасобственных колебаний обычно больше10 кГц,то инерционный ротор 3, прижатый (с усилием Р). или свободнолежащий на торце пъезокерамического 55цилиндра, под действием направленного виброударного воздействия совершает плавное вращение (с угловойчастотой в ) Резонатор виброднигателя со стабилизированным шагом(фиг.З) выполнен составным, напримербиморфным, и дополнительно к продольно-крутильным колебаниям совершает еще и бочкообразные колебания.При подаче на электроды пъезопреобразователя переменного напряжения боковые стенки резонатора выгибаются например, во внутрь, верхний торец резонатора при этом отрывается от дна стакана (ротора), В последующий момент времени боковые стенки выпрямляются, при этом торец резонатора ударяет н дно стакана и стакан начинает проворачиваться до тех пор, пока середина боковой поверхности резонатора не упрется во внутреннюю цилиндрическую часть стакана и стакан не остановится. В дальнейшем торец резонатора еще раз ударяет в дно стакана, проворачивает его, и бо ковая поверхность резонатора выгибается вовнутрь. Таким образом, за период колебания резонатора, ротор два раза проворачивается и один раз стопорится. При данной амплитуде подведенного напряжения шаг двигателя оказывается стабилизирован. Еще большая стабильность и меньший шаг могут быть получены, если ротор из двух сочлененных между собой стаканов, охватывающих с обеих сторон боковые поверхности резонатора. При этом за период колебания ротор два раза ускоряется (проворачивается ) и два раза стопорится.Предложенный вибродвигатель имеет минимальное количество элементов, что упрощает его конструкцию, и н результате нибрационного принципа работы минимальные потери на преобразование, поскольку все дополнительные элементы являются источником потерь, Закрепление одного торца пъезопреобразователя непосредственно на корпусе позволяет более эффективно использонать его колебательную энеР- гию по сравнению с закреплением при помощи присоединенной массы, которая не обеспечивает полной неподвижности торца пъезопреобразователя.Использонание изобретения позволяет создать экономичные и простые по конструкции и изготовлению однофазные вибродвигатели для магнитофона и электропроигрывающих устройств (фиг.1) а также тихоходные прецизионные шаговые вибродвигатели для нужд приборостроения (фиг.З).Формула изобретения1. Однофазный нибродвигатель, содержащий установленный н корпусецилиндрический ведущий элемент продольно-крутильных колебаний однимторцом фрикционно сопряженный с ротором, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью упрощения конструкциии повышения эффективности вибродвигателя, цилиндрический ведущий элемент выполнен н виде резонатора,имеющего наклонные пъезоэлектрические участки, и другим торцом жесткозакреплен на корпусе,аказ 7811/77 Тираж 787 ВНИИПИ Государственного ко по делам изобретений и о 113035, Москва, Ж, РаушскаПодписноемитета СССРкрытийя наб., д. 4/5 филиал ППП фПатентф, г. Ужгород, ул. Проектная,2. Вибродвигатель по п.1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что резонатор . выполнен в виде радиально поляризованного пъезокерамического цилиндра с электродами на боковых поверхностях и наклонными целевидными вырезами.3. Вибродвигатель по п,1, о т л и ч а ю ц и й с я тем, что резонатор выполнен в виде радиально поляризованного цилиндра с наклонно расположенными электродными областями.4. Вибродвигатель по пп. 1 - 3, о т л и ч а ю И и й с я тем, что, с целью стабилизации угла поворота ротора за один период"колебаний резонатора, резонатор выполнен в видецилиндрического биморфа, а ротор выполнен в виде стакана, надетого нарезонатор с возможностью фрикционного взаимодействия с боковой поверхностью резонатора. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССРР 532947, кл. Н 02 М 11/00, 1976,2. Авторское свидетельство СССРР 613302, кл. С 11 В 15/40, 1977