Вибропривод

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик(22) Заявлено 10.06.80 (21) 2940586/18-25 с присоединением заявки Мо Н 01 Ь 41/08/Н 02 И 11/00 Государственный комитет СССР но делам изобретений и открытий.1(088. 8) Опубликовано 2309,82 Бюллетень М 35 Дата опубликования описания 23.09.82 Р.Ю.Бансевичюс, А.И.Вазнялис, К.М.Рагул скис и Г.Ю.Петрайтите ВСЕСОЮЗНАЯ(72) Авторы изобретения НАТЯНУВ)- т вф щт (1 врц р ю 1ы БИБЛЫОТЕКЛ Каунасский политехнический институт им. Антанаса Снечкуса(54) ВИБРОПРИВОД Изобретение относится к приборостроению и может быть использованов прецизионных устройствах для создания точного вращательного движе. ния.Известен вибродвигатель, содержащий ротор, составной преобразовательи генератор электрических колебаний Г 13Недостаток известного вибродвигателя состоит в низкой стабильностивращения ротора,Наиболее близким к изобретениюпо технической сущности являетсявибропривод, содержащий корпус,установленные в нем ротор и сопряженный с ним составной вибратор, выпол.ненный в виде двух пьезоэлементовс электродами скрепленных между собой подвижными концами, и генераторэлектрических колебаний Ь 2,Недостатком известного двигателяявляется также низкая стабильностьвращения ротора. Стабильность .вращения можно было бы повысить за счетвведения цепи обратной связи по скорости вращения управляющей напряжением питания пьезоэлементов. Нодля этого следует применять датчикскорости высокой чувствительности. Единственным типом такого датчикаявляются растровые оптические датчики высокой дискретности, т.е. смалым угловым шагом деления (порядка 1), так как остальные типы датчиков скоростей (индукционные,тахогенераторы и .др.) не применимы,особенно при малых и сверхмалыхугловых скоростях, Но применениерастровых датчиков не всегда возможно. Они имеют сложную систему обработки вь 1 ходного сигнала, вносят впривод большой момент инерции, чтопонижает его быстродействие, неприменимы при повышенных уровняхвибрации и линейных перегрузок.Целью изобретения является повышение стабильности вращения ротора,Поставленная цель достигаетсятем, что вибропривод, содержащийкорпус и установленные в нем ротори сопряженный с нимсоставной вибратор, выполненный в виде двух пьезоэлементов с электродами, скрепленных междуф собой подвижными кон-цами, и генератор электрическихколебаний, дополнительно содержитдва модулятора, синхронный детектори источник постоянного высоковольтЗ 0 ного напряжения, электроды пьезо 961007элементов разделены на осиовныви дополнительные, причем основнойэлектрод одного из пьезоэлементовподключен к источнику постоянноговысоковольтного напряжения черезодин из модуляторов, к управляющему входу которого подключен дополнительный электрод того же пьезоэлемента, основной электрод второгопьезоэлемента подключен к генератору электрических колебаний через 30второй модулятор, к управляющемувходу которого через синхронныйдетектор подключен дополнительныйэлектрод второго пьезоэлемента,На чертеже представлена принципиальная схема предлагаемого вибропривода.,Вибропривод состоит из ротора 1и составного пьезоэлектрического вибратора 2, состоящего из двух плеч3 и 4. На каждом плече 3 и 4 вибра -тора 2 выполнены основные 5 и 6 и измерительные 7 и 8 электроды. Основной электрод 5 плеча 3 вибратора 2подключен,к источнику высоковольтного напряжения 9 через модулятор 10,к входу которого присоединен измерительный электрод плеча 3. Основнойэлектрод б плеча 4 вибратора 2 подключен к генератору 11 через модулятор 12, к входу которого подключенсинхронный детектор 13, К входу детектора 13 подсоединен измерительныйэлектрод 8 плеча 4 вибратора 2,Вибропривод работает следующимобразом. 35Используя возможность возбуждатьв вибраторе как колебания большойчастоты, так и статические деформа"ции, в предложенном виброприводе осуществляется раздельная компенсация 40неравномерности скорости вращенияот отклонений контура ротора отидеальной окружности и от флуктуации. коэФФициента мгновенного тренияпри ударе в зоне контакта вибратора 452 и ротора 1. В предлагаемом виброприводе с геометрическим суммированием колебаний возбуждают высокочастотные колебания одного плеча, например 4 вибратора 2, который определяет направление вращения ротора 1,При неподвижном защемлении несвязанных концов вибратор 2 с предварительным натягом, обеспечивающимоптНмальное значение угловой скорости, в вибраторе 2 из-за отклоненийконтура ротора, от идеальной окружности и биения его опор возникаютмедленно меняющиеся механические напряжения, приводящие к появлениюзарядов наизмерительном электроде 7 60плеча 3 вибратора 2. Заряды поступают на вход модулятора 10, которыйуправляет величиной высоковольтногонапряжения, поступающего на основныеэлектроды 5 плеча 3 вибратора 2 от 65ьь,источника высоковольтного напряжения9. На измерительном электроде 7 возникает, кроме медленно меняющегосянапряжения, характеризующего биенияротора, ещв и составляющая напряжения высокой (т.е. рабочей частоты).Однако эти две частоты отличаютсяна три-четыре порядка и высокочастотная составляющая фильтруется в модуляторе,Таким образом, величина упругогонатяга в зоне контакта остается постоянна, и тем самым исключается влияние отклонений контура ротора и биения его опор на равномерность скорости вращения ротора,На электроде 8 плеча 4 вибратора 2 возникают заряды, пропорциональные только силам, действующим поего осевой линии (изгибные колебанияэлектрод 8, покрывающим всю ширинуплеча, не измеряются). Так как вплече 4 возбуждаются колебания ввиде стоячей волны, то на электроде8 возникают заряды, пропорциональныемеханическим напряжениям в зонепод электродом, т,е, частота их равна рабочей частоте вибропривода, аамплитуда зависит от места расположения электрода и его геометрическихразмеров. С частотой, равной рабочейчастоте, в зоне контакта вибратораи ротора происходят косые соударения,импульсы которых действуют как наротор, так и на вибратор 2. Проекцияэтих импульсов высокой частоты наось плеча 4 приводит к появлению наэлектроде 8 зарядов, пропорциональных силам ударных импульсов, действующих в зоне контакта, Форма этихимпульсов несинусоидальная и выделяется синхронным детектором 13. Косновному электроду 6 плеча 4 вибратора 2 поступает напряжение, модулированное сигналом, эквивалентнымизменению коэфФициента трения приударе. Таким образом, положительныйэффект изобретения определяетсятем, что контактная зона вибропривода характеризуется двумя независящими друг от друга диагностическими.сигналами, которые используютсядля раздельной компенсации двухглавных источников возмущения. Это дает возможность осуществить более точную компенсацию влияния обоих источников возмущения, т.е. достичь высокой равномерности вращения, испольэовать отдельные сигналы, характеризующие источники возмущения, в системе управления двигателем, которая,например имеет резервируюцие устройства, подключающиеся в работу при недопустимо большом изменении (износе) геометрии зоны контакта, или чрезмерном изменении фрикционных свойств контактного со961007 пряжения. Это важно для построенияответственных приводов, работающихв экстремальных условиях и играетопределенную роль при исследованиивиброприводов, т.е. для выявлениястепени влияния различных источниковвозмущения на равномерность скорости. Вибропривод, содержащий корпус, установленные в нем ротор и сопряженный с ним составной вибратор выполненный в виде двух пьезоэлементов с электродами, скрепленных между собой подвижными концами, и генератор электрических колебаний, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения стабильности вращения ротора, он дополнительно содержит два модулятора, синхронный детектор и источник постоянного .высокоСоставитель Т,Щукина Техред А.Ач Корректор О,Би ор Г ед Тираж 761 Подписиственного комитета СССРбретений и открытий35, Раушская наб., д. 4/5 303/69ВНИИПИ Госудапо делам из13035, Москва, Ж Заказ П Патент", г,роектная,ж формула изобретения вольтного напряжения, электродыпьезоэлементов разделены на основные и дополнительные, причем основной электрод одного из пьезоэлементов подключен к источнику постоянного высоковольтного напряжения через один из модуляторов, к управляющему входу которого подключен дополнительный электрод того же пьезо"элемента, основной электрод второго о пьезоэлемента подключен к генератору электрических колебаний черезвторой модулятор, к управляющемувходу которого через синхронный де.тектор подключен дополнительный 15 электрод второго пьезоэлемента. Источники информации,прийятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР2 О 9480875, кл. Р 16 Р 17/00, 1973.2. авторское свидетельство СССР9681479, кл. Н 01 Ь 41/08,Н 02 Й 11/бО, 1978 прототип),