Пьезоэлектрический двигатель

820 (1 з) А 1 М 3 (11) 1 01 Ь 41 09 Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам ОБРЕТЕНИЯ ОПИСАНИЕ И к авторскому свидетел У(71) Киевский политехн им,50-летия Великой Окт стической революции (56) Патент США Х 42 41/10, 1980. Авторское с Х 805880, кл. Н 01 Ь 4 (54) ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕ ТЕЛЬ 22) 15.10 пьезоэзацией,о В.В.,ьных ины-тол- боковой ическии институт ябрьской социали 01 Ь СССР 10837, кл.идетельство/08, 1978.СКИЙ Д ВИГАв качестве микродвиавтоматики, следящих мобильных стеклоочистидах, где момент, располоей мере х силовых привольный пусковойит коаксиально ь 5 ил статор, по мен(57) Исполь зов ани гателей в систем системах, для авт телей и в други требуется значите Двигатель содерж женные ротор и(51) б Н 02 Х 2/ один осциллятор в виде кольцевого лемента с электродами и поляр обеспечивающей возбуждение ра колебаний, а также упругие пласт катели, прижатые одним концом к поверхности ротора. Цель изобретения увеличение предельно допустимой мощности двигателя и обеспечение ремонтоспособности его при износе толкателей. Для этого осциллятор содержит металлическую шайбу, которая через пленку звукоизолирующего материала прижата к торцевой поверхности по меньшей мере одного пьезоэлемента с помощью резьбового соединения, акустически изолированного от пьезоэлемента и шайбы. Толкатели закреплены на цилиндрической поверхности шай1820820 ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Изобретение относится к пьезотехнике, а именно к пеьзоэлектрическим двигателям, и может быть использовано, например, для стеклоочистителей автомобилей и в других силовых приводах, требующих значительного пускового момента.Цель изобретения - увеличение предельно допустимой мощности двигателя и обеспечение ремонтоспособности двигателя при износе толкателей,На фиг, 1 показан пьезоэлектрический двигатель, вертикальный разрез; на фиг. 2 и 3 - варианты выполнения статора пьезоэлектрического двигателя; на фиг. 4 и 5 - способы закрепления пластин-толкателей по шайбе из непьезоэлектрического материала.Пьезоэлектрический двигатель содержит ротор 10 и статор 12 (фиг. 1). Конструкции статора показаны на фиг. 1, 2 и 3, Для удобства описания позиции всех деталей на указанных фигурах совпадают. Статор 12 состоит из корпуса 1, в котором монтируются подшипники 11. На цилиндрической части статора смонтированы шайба 2 из непьезоэлектрического звукопроводящего материала, например из стали, и пьезоэлемент 4, между которыми расположена пленка 8 из звуко- изолирующего материала, например фторопласта, Указанные выше детали через стакан 7, выполненный, например, из фторопласта, и прокладки 9, выполненные, например, из резины, акустически изолированы от корпуса 1 и с помощью гайки 5 плотно прижаты друг к другу, На шайбе 2 закреплены упругие пластины-тол кат ели 3, прижатые одним концом к боковой поверхности ротора 10 (фиг, 1) и выполненные, например, из стали 65 Г 2 ПС. Пластины-толкатели 3 закреплены на шайбе с помощью пайки (фиг.4) или обжимом (фиг, 5). Пьезоэлемент выполнен в виде пьезоэлектрического диска с отверстием и с электродами на боковых или цилиндрических поверхностях, которые подключены к источнику переменного напряжения (на фиг. 1-5 не показаны), Направление поляризации (на чертеже не показано) перпендикулярно поверхности электродов. Пьезоэлектрический двигдтель, содержащий коаксиально расположенные ротор и стдтор, по крайней мере один осциллятор рддидльных колебаний в виде дискового пьезоэлемента с электродами и центрдльным отверстием, установленный нд стдторе, и Двигатель работает следующим образом. При подаче на электроды пьезоэлемента 4 переменного электрического напряжения с частотой, равной частоте резонанса радиальных колебаний осциллятора, в пьезоэлементе возбуждаются радиальные колебания. Так как пьезоэлемент 4 через пленку 8 прижат к шайбе 2, то между ними существует акустическая связь (так как толщина пленки значительно меньше длины волны), благодаря которой ультразвуковые колебания пьезоэлемента возбуждают радиальные колебания шайбы, Эти колебания максимальны тогда, когда собственные резонансные частоты радиальных колебаний пьезоэлемента и шайбы совпадают. (Для этого отношение диаметров шайбы и пьезоэлемента выбирают равным отношению скорости звука в материалах, из которых они сделаны). Под действием указанных колебаний периодически измеряется диаметр шайбы 2, При этом пластины-толкатели 3, прижатые к цилиндрической поверхности ротора 10, несколько изгибаются и за счет сил трения сообщают ротору 10 вращающий момент. При этом в пластинах-толкателях 3 генерируется волна изгибных колебаний, которая распространяется вдоль толкателей до места их закрепления на шайбе 2. За цикл, когда диаметр шайбы 2 уменьшается, волна изгиба отводит конец толкателя от ротора 10, позволяя толкателю возвратиться в исходное состояние, Таким образом, на конце толк ателя взаимодействуют два типа акустических колебаний - продольные и изгибные, и при работе двигателя с высоким КПД конец пластины-толкателя 3 движется по эллипсу.Рассматриваемая конструкция пьезоэлектрического двигателя позволяет значительно повысить прочность соединения толкателей до значений прочности на разрыв материала самого толкателя. За счет этого в несколько раз по сравнению с прототипом возрастает импульсная мощность пьезоэлектрического двигателя. При этом обеспечивается замена шайбы с тол кателями или замена самих толкателей при их износе без разрушения пьезоэлемента, являющегося наиболее дорогой частью пьезоэлектрического двигателя. упругие пластины-толкатели, прижатые одним концом к боковой поверхности роторд, отличающийся тем, что, с целью увеличения предельно допустимой мощности и обеспечения ремонтоспособности при износе толкдтелей, осциллятор снабжен по крдйнейакустически изолированного от пьезоэлемента и шайбы, причем толкатели закрепленына цилиндрической поверхности шайбы. 5 1 згозго мере одной металлической шайбой, прижатой по крайней мере через одну пленку звукоизолирующего материала к торцевой поверхности по крайней мере одного пьезоэлемента с помощью резьбового соединения,