Вибродвигатель

(23) Приоритет Н 0141/08 Н 02 М 11/00 1 Ьвудзрстюей кеиитет СССР ао делам изобретекий и открытей(7) Заявитель сский политех ВИБРОДВИГАТЕДЬ и стацияьезоИзобретение относится к электротехнике и автоматике и может быть использовано в качестве привода в автоматических системах управления,Известен вибродвигатель, содержащийкорпус, пустотелый цилиндрический ротор,пьезокерамический вибратор, расположенный в полости ротора перпендикулярноего оси и блок питания, Вибратор выполненв виде трех пьеэокерамических преобразователей, образующих треугольник, который вершинами сопряжен с ротором ичерез фазоврашатель подключен к блокупитания 1 1Недостатками данного вибродвигателяявляются сложность конструкции и доводки вибратора, выполненного из трех пьеэокерамических элементов, небольшой КПДвследствие механического взаимодействияжестко соединенных пьезокерамическихэлементов, а также малая мошностьбильность врашения, так как,конструкне обеспечивает надежного прижима пкерамических элементов в момент их соударения с поверхности ротора, Кроме того, . пьезокерамические элементы крепятсяодним концом и устройства крепления претерпевают усилия, которые снижают надежность работы данного вибродвигателя.5 Наиболее близким к предложенномуявляется вибродвигатель, содержашийкорпус, установленные в нем пустотелыйцилиндрический ротор, в полости которогоперпендикулярно и симметрично его осиразмещен вибратор, средней частью закрепленный в держателе, а концами сопряженный с внутренней поверхностью ротора,и,содержащий пьез окерам ическую пластину,подключенную к источнику переменногонапряжения. Вибратор взаимодействует сротором посредством треугольных контактных алементов, выполненных иэ твердого сплава, например типа "Алунде.оКроме того, вибродвигатель снабжен фаэоврашателем, а электроды пьезоэлементаразделены на две части,.которые черезфаэоврашатель подключены к блоку питания 2,68 4тинке 3, то образуется как бы двебиморфные пластинки, изгибные и продольные колебания которых происходят в про тивоположном направлении, чтопозволяет обоим концам вибратора одновременно взаимодействовать с цилиндрической поверхностью полости ротора 2. При вибрации пьезокерамической пластинки 4 части 5 и 6 упругой пластинки 3 совершают изгибные и продольные колебания и при виброударном взаимодействии с ротором 2 концы 10 совершают эллипсообразное движение, заставляя вращаться ротор 2, Продольные колебания упругой пластинки 3 прижимают концы 10 к ротору 2, а изгиб ные колебания упругой пластинки 3 преобразуются во вращательное движение ротора 2. Скорость вращения ротора 2 регулируется величиной амплитуды питаемого напряжения.Мощность и надежность работы вибродвигателя обусловлены контактным взаимодействием подвижных концов вибратора и ротора. Так как работа вибродвигателя основана на преобразовании ударных импульсов вибратора во вращательное движение ротора, установлено, что мощность вибродвигателя увеличивается при увели чении числа контактных элементов, при увеличении контактной площади этих контактных элементов, позволяющих повысить коэффициент передачи энергии ударного импульса, при увеличении тангенциальной составляющей ударного импульса,Подвижные концы пьезокерамического вибратора одновременно совершают изгиб- ные и продольные смещения в противоположных направлениях, Это позволяет использовать обв конца вибраторв для передачи ударных импульсов. Величина амплитуды изгибных колебаний примерно в десять раз больше, чем величина амплитуды продольных колебаний, и, так как изгибные колебания направлены по тангенциальному направлению к поверхности ротора, то они резко увеличивают мощность вращения ротора, В этом случае продольные колебания играют второстепенную, но тем не менее важную роль, так как они дополнительно прижимают вибратор к поверхности ротора. Поэтому получается более оптимальная траектория движения подвижного конца вибратора, позволяющая повысить мощность, Как видно из фиг. 1, контактсная площадь взаимодействующих концов 10, становится большей, что позволяет повы.- сить передаваемую мощность и надежность сцепления между вибратором и ротором,3 9688Недостатками известного вибродвигателяявляются сравнительно малая мощность инадежность работы вибродвигателя из-звмалых амплитуд колебания вибрвтора и иэза неоптимальной траектории контактныхэлементов, взаимодействующих с ротором,Для надежной работы требуется оченьточное изготовление этих двигателей,однако при эксплуатации вибродвигателяэти детали изнашиваются, что приводит . 10к уменьшению надежности работы,Пелью изобретения является увеличениемощности и надежности в работе вибродвигателя.Поставленная цель достигается тем, 15что в вибродвигателе, содержащем корпус,установленные в нем пустотелый цилиндрический ротор, в полости которого пер-пендикулярно и симметрично на оси размещен вибратор, средней частью закрепленный в держателе, в концами сопряженный с внутренней поверхностью ротора, исодержащий пьезокерамическую пластину,подключенную к источнику переменногонапряжения, в вибратор введена упругая 25пластина 2 -образной формы с прорезьюв перемычке, в которую вставлена пьезокерамическая пластина, противоположныеграни которой прикреплены к соответствую-,щим плечам упругой Е -образной пластины,З 0На фиг. 1 изображен предлагаемыйвибродвигатель, разрез Л-А на фиг. 2;на фиг. 2 - разрез Б-Б на фиг, 1,Вибродвигатель содержит корпус 1, вкотором помещен пустотелый цилиндрический ротор 2, в полости ротора 2 разме 35щен плоский пьеэокерамический вибратор,выполненный в виде упругой согнутой в2, -образную форму пластинки 3, в перемычке которой образована прорезь, в нее40вставлена пьезокерамическая пластина 4,противоположными плоскостями до середины ее длины прикрепленная, напримерприклеенная, к соответствующим плоскостям 5 и 6 упругой пластины 3, закрепленной при помощи держателя 7 в корпу 45се 1. Электроды 8 и 9 пьезокерамическойпластинки 4 подключены к источнику переменного напряжения (не показан). Упругая пластинка 3 концами 10 сопряженас ротором 2.50Вибродвигатель работает следующимобразом,При включении источника питания вы.сокочастотное напряжение подается наэлектроды 8 и 9 пьезокерамической пластины 4,.которая начинает вибрировать,Так как пьезокервмическая пластинка 4прикреплена к 2 -образной упругой плас5 968868 б что в свою очередь увеличивает надежность подключенную к источнику переменногонапряжения, отличающийсяЭкспериментальные исследования пока- тем, что, с целью увеличения мощности зали, что мощность вибродвигателя уве- и надежности в работе, в вибратор введеличилась на 19- 26%, а также повыщенана упругая пластина Х -образной формы с надежность егодежность его работы., прорезью в перемычке, в которую вставлена пьезокерамическая пластина, противоположные грани которой прикреплены к Формула и з о б е т е н и яр е т е н и я соответствующим плечам упругой 2 -образО ной пластины,М ИПИ Заказ 8187/8ж 761, Подписное филиал ППП Патент",г.Ужгород,ул. Проектная,4Вибродвигатель, содержащий корпус, установленные в нем пустотелый цилинд рический ротор, в полости которог перпендикулярно и симметрнчно его оси размещен вибратор, средней частью закрепленный в держателе, а концами сопряженный с внутренней поверхностью ротора, и содержащий пьезокерамическую пластину,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1Авторское свидетельство СССР 15480875, кл. Г 16 Н 17/00, 1973. 2. Авторское свидетельство СССР817816, кл. Н 01 Ь 41/08,Н 02 М 11/00.