Электромеханический преобразователь гидроусилителя

 

ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ГИДРОУСИЛИТЕЛЯ , содержащий два консольно установленных на основании пьезокерамических элемента с обоймами, укрепленными на свободных концах, механический узел заслонки, расположенный между соплами, кинематически связанный с обоймами и подпружиненный относительно основания, отличающийся тем, что, с целью стабилизации вь1ходных характеристик при изменении режимов работы и повышения надежности, обоймы расположены на внутренних сторонах пьезокерамических элементов, в обоймах и механическом узле заслонки выполнены конусообразные углубления, кинематическая связь выполнена в виде заостренных с обеих сторон штифтов, упирающихся в конусообразные углубления обойм и механического узла заслонки, а пьезокерамические элементы выполнены биморфны.ми и расположены таким образом, что плоскость их изгиба сов§ падает с плоскостью перемещения механи (Л ческого узла заслонки. / г 25 22 6 fO 3D 3 231 J I II //. ЛАЛ /I/ }г 00 СХ) 18

COIO3 СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН з(5й F 15 В 3/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

2f24Л 22 Ю f0 ЗО

З2

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3542445/25-06 (22) 21.01 83 (46) 15.10.84, Бюл. № 38 (72) N. А. Малишаускас, К. М. Рагульскис, . В. И. Линонис и Л. С. Шведас (71) Каунасский политехнический институт им. Антанаса Снечкуса (53) 621-526 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР по заявке № 3424804/18-24, кл. F 15 В 3/00, 1982.

2. Авторское свидетельство СССР № 928089, кл. F 15 В 3/00, 1980. (54) (57) ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИЙ

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ГИДРОУСИЛ ИТЕЛЯ, содержащий два консольно установленных на основании пьезокерамических элемента с обоймами, укрепленными на свобод„„SU„„1118810 А ных концах, механический узел заслонки, расположенный между соплами, кинематически связанный с обоймами и подпружиненный относительно основания, отличающийся тем, что, с целью стабилизации выходных характеристик при изменении режимов работы и повышения надежности, обоймы расположены на внутренних сторонах пьезокерамических элементов, в обоймах и механическом узле заслонки выполнены конусообразные углубления, кинематическая связь выполнена в виде заостренных с обеих сторон штифтов, упирающихся в конусообразные углубления обойм и механического узла заслонки, а пьезокерамические элементы выполнены биморфными и расположены таким образом, что плоскость их изгиба сов- а

Щ падает с плоскостью перемещения механического узла заслонки.

1118810

Изобретение относится к гидропневмоавтоматике, а именно к устройствам, ripeобразующим входной электрический сигнал в перемещение заданного элемента гидроусилителя.

Известен электромеханический преобразователь, содержащий несколько пьезокерамических биморфных элементов, склеенных между собой в копсольно установленный брусок, свободный конец которого жестко соединен с задающим элементом !1).

В этом устройстве слои клея, которые находятся не в центре бруска, часто испытывают деформации, значительно превышаюгцие предел упругости клея. Остаточные пластические деформации в клее увеличивают петлю гистерезиса электромеханического преобразователя, являются источником погрешностей гидроусилителя, а также уменьшают срок его службы.

Известен также электромеханический преобразователь гидроусил ителя, содержащий два консольно установленных на основании пьезокерамических биморфных элемента с обоймами, укрепленными на свободных концах, механический узел заслонки, расположенны и между соплам и, кинематически связанный с обоймами и подпружиненный относительно основания !2).

Недостатками известного преобразователя являются невысокая точность как в статическом, так и в динамическом режиме работы, обуславливаюгцая возможность смещения механического узла заслонки при изменении режимов работы, и тем самым невысокая наДежность устройства в целом.

Целью изобретения является стабилизация выходных характеристик при изменении режимов работы и повышение надежности преобразователя.

Поставленная цель достигается тем, что в электромеханическом преобразователе гидроусилителя, содержащем два консольно установленных на основании пьезокерам ических элемента с обоймами, укрепленными на свободных концах, механический узел заслонки, расположенный между соплами, кинематически связанный с обоймами и подпружиненный относительно основания, обоймы расположены на внутренних сторонах пьезокерамически". элементов, в обоймах и механическом узле заслонки выполнены конусообразные углубления, кинематическая связь выполнена в виде заостренных с обоих сторон штифтов, упирающихся в конусообразные углубления обойм и механического узла заслонки, а пьезокерамические элементы выполнены биморфными и расположены таким образом, что плоскость их изгиба совпадает с плоскостью перемещения механического узла заслонки.

На фиг. 1 представлена принципиаль«ая схема электромехапического преобразователя в двуx проекциях; на фиг. 2 — — зел 1

5 !

О !

50 на фиг. 1 (конусные углубления в увеличенном размере).

Электромеханический преобразователь гидроусилителя содержит корпус 1, два консольно установленных на основании 2 биморфных пьезокерамических элемента 3 и 4, выполненных из пьезокерамических пластин 5--8 одинаковой толщины. На свободных концах 9 и 10 элементов 3 и 4 жестко насажены обоймы 11 и 12, на внутренних сторонах 13 и 14 которых выполнены конусные углубления 15 и 16. Кроме того, преобразователь включает механический узел

17 заслонки 18, расположенный между соплами 19 и 20. Механический узел 17 кинематически связан с обоймами 11 и 12 посредством штифтов 21 и 22, заостренных с обоих концов 23 — 26, причем концы 24 и 25 входят в конусообразные углубления 27 и

28 механического узла 17. Заслонка 18 установлена внутри тонкостенной трубки 29.

Механический узел 17 взаимодействует через кинематическую связь с пружиной 30.

Угол заострения ц, (фиг. 2) штифта 21 меньше угла с(углубления 15 в обойме 11.

Аналогично выполнены углы с(,, d концов 24 — 26, входящие в конусообразные углубления 16, 27 и 28. Пьезокерамические пластины 5 — 8 покрыты электродами (не показаны) и при соединении их в элементы

3, 4 наружные электроды электрически соединены в один вход 31, а внутренние электроды — в другой вход 32.

Преобразователь работает следующим образом. !

1ри подаче напряжения на пластины 5—

8 в зависимости от полярности поданного на пряжения и направления поляризации пластин 5 — 8 одни из них, например 5 и 7 укорачиваются, а другие (6 и 8) удлиняются, и биморфные пьезокерамические элементы 3 и 4 изгибаются, например в левую по чертежу сторону. Усилие от элементов 3 и 4 передается через штифты 21 и 22 на механический узел 17 и далее на заслонку 18, которая поворачивается, прикрывая сопло

20 и открывая coriло 19. При подаче напряжения противоположной полярности пьезометрические пластины 5 и 7 удлиняются, а пластины 6 и 8 укорачиваются, элементы

3 и 4 изгибаются в правую по чертежу сторону. Г1ри этом заслонка 18 перемещается влево по чертежу, прикрывая сопло 19 и открывая сопло 20.

В предложенном преобразователе усилие от биморфных пьезокерамических элементов 3 и 4 на заслонку. 18 передается через жесткие элементы. Выполнение кинематической связи в виде штифтов 2! и 22, заостренных с обоих концов 23 — 26, входящих в конусообразные углубления 15 и 16, позволяет точно устанавливать и выдерживать определенное расстояние между элемента1118810

Составитель В. Автономов

Редактор Н. Швыдкая Техред И. Верес Корректор М. Демчик

Заказ 7402/26 Тираж 666 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, % — 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ми 3, 4 и заслонкой 18, и не препятствовать относительному перемещению между ними.

Установка пружины 30 позволяет осуществлять суммирование усилий, передаваемых пьезокерамическими элементами 3 и 4, осуществлять выборку люфтов и исключает кинематические погрешности, которые могут возникать при изнашивании опорных точек.

Слой клея в биморфных пьезокерамических элементах 3 и 4 при использовании пластин 5 — 8 одинаковой толщины находится в центре биморфа, в нейтральной плоскости изгиба элементов 3 и 4, и поэтому претерпевает минимальные деформации, что способствует долговечности устройства.

Технико-экономическая эффективность от использования предложенного преобразователя заключается в повышении быстродействия, точности, а также в уменьшении

10 потребляемой мощности гидроусилителя.