Пьезоэлектрический реверсивный двигатель

 

(61) Дополнительное к авт. свил-ву (22) Заявлено 18.07.77 (2)) 2509295/18-25

Р)) )Ц (л

2 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Н 01 L 41/10

H 02 hl 11/00

Государственный комитет

СССР яо делам изобретениЙ н оти)>ытиЙ (З) УЛK 537.228 ° 1 (088.8) Опубликовано 1501.79. Бюллетень № 2

Дата опубликования описания 1501.79 (72) Авторы изобретения

Г.Т. Левченко и A.A. През

t «1 .К,,„,, 1 с (а

Л

К

Киеискин ордена Ленина политехнинескин индтнтуФ" .;,:-и им. 50-летия Великой Октябрьской социалис революции..

Л (54) ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ РЕВЕРСИВНЫЙ

ДВИГАТЕЛЬ

Изобретение относится к пьезоэлектрическим двигателям и может быть использовано в цепях автоматики в качестве двигателя исполнительных механизмов, а также в бытовых приборах 6 широкого назначения.

Известен пьезоэлектрический двигатель, в пьезоэлементе статора которого создают два. типа колебаний, например сдвиговые и сжатия-растяжения (11. N

Выбирая определенным образом сдвиГ фаз между обоими типами колебаний, можно менять направление вращения.

Однако при изменении нагрузки двигателя меняются его резонансные характеристики и нарушается условие настройки на резонанс обоих типов колебаний. Поэтому известные реверсивные пьезоэлектрические двигатели не позволяют получать значительную мощность @ на vasty. Кроме того, они требуют питания от двух генераторов со взаимным сдвигом фаз на 90о по напряжению.

Известен пьезоэлектрический реверсивный двигатель, содержащий статор, 2 ротор и пьезоэлементы с электродами, подключенными к источнику питания (2, Недостаток известного устройства состоит в невысокой удельной мощности двигателя. ЗО

Цель изобретения — повышение удельной мощности двигателя.

Поставленная цель достигается тем, что ротор предлагаемого устройства выполнен в виде двух центральных колес, закрепленных на валу с возможностью вращения и фракционно взаимодействующих с боковыми поверхностями указанных колес сателлитов, закрепленных посредством водила на валу, причем центральные колеса выполнены в виде цилиндрических радиальнополяризованных. пьезоэлементов, к цилиндрическим поверхностям которых прижаты пластины статора.

На чертеже схематически представлен пьезоэлектрический реверсивный двигатель с частичным разрезом.

Пьезоэлектрический реверсивный двигатель состоит из статора 1, ротора с центральными колесами 2 и 3 дифференциального механизма и сателлитами 4, закрепленными посредством водила на валу 5. Центральные колеса выполнены пьезоэлектрическими с радиальной поляризацией (показайной на чертеже стрелками) и электродами 6, изготовленными в виде подшипнйков скольжения, и электродами 7 на внешних цилиндрических поверхностях цент642802 ральных колес 2 и 3. К электродам 7 прижаты металлические пластины 8 и 9, изолированные от корпуса и подключенные:через переключатель реверса 10 к генератору 11. Центральные колеса и сателлиты выполнены прижатыми друг

Н другу пружиной 12.

Пьезоэлектрический реверсивный 5 двигатель работает следующим образом, От генератора 11 через переключатель 10, пластину 8 и вал 5, с которым электрически контактирует электрод 6, подают напряжение на 10

;пьезоэлемент 2. и пьезоэлектрически возбуждают в нем радиальные колебания. Радиальные колебания воздействуют на прижатый конец пластины 8 с переменной радиально направленной 15 силой, Когда напряжение на выходе генератора равно нулю, переменные силы в зоне фрикционного контакта пласти ны 8 и пьезоэлемента 2 отсутствуют, 20 и действует только сила статического поджатия пластины 8 за счет ее упругих свойств. Эта сила направлена нормально к цилиндрической поверхности пьезоэлемента и обеспечивает надежный фрикционный контакт, не гззволяющий проворачиваться колесам 2 и

3 в отсутствие переменной силы, генерируемой пьезоэлементом.

Когда генератор включен, возника ет упомянутая переменная сила, одна составляющая которой, совпадающая с плоскостью пластины 8 и уравновешиваемая реакцией статора, приводит к появлению тангенциальной силы, действующей на ротор со стороны статора.

При включении генератора эта тангенциальная сила реакции статора складывается с нормально направленной силой, так что угол:, с результирующего ректора относительно .нормали к ци- 40 линдрической поверхности точки кон такта оказывается отличной от нуля.

Если радиальные колебания колеса 2 достаточно велики, а угол 4 больше угла трения -apciq Ê (y — коэффиЦиент трения между пластийой 8 и по верхностью колеса 2), нарушаются ус- 48 повйя заклинивания, и под дей ствием момента вращения колесо 2 приводит в движение сателлиты относительной неподвижного колеса 3., а значит, приводит в движение и вал 5. 50

Когда переключатель 10 в верхнем положении, колесо 2 неподвижно,а колесо 3 вращается, увлекая эа собой сателлит 4 и вал 5 в обратном направлении, т.е. осуществляется реверсивное вращение.

Центральные колеса ротора изготовляют из пьезокерамики, например цирконат-титаната свинца ПКД-124, в виде цилиндрических полых элементов с электродами на внешней и .:внутренней

Поверхностях. Пьезокерамику поляризуют в поле 30 кВ/см при 110 С.

Для повышения износостойкости внешнего электрода его, например, цианируют.

Предлагаемый пьезоэлектрический реверсивный двигатель сохраняет свои технические характеристики при изменении нагрузки в произвольных пределах, т.е. от режима заторможенного ротора до режима холостого хода„ обладает увеличенной удельной мощностью

Формула изобретения

Пьезоэлектрический реверсивный двигатель, содержащий статор, ротор и пьезоэлементы с электродами, подключенными к источнику питания, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью увеличения мощности двигателя, ротор выполнен в виде двух центральных колес, закрепленных на валу с возможностью вращения и фрикционно взаимодействующих с боковыми поверхностями укаэанных колес сателлитов, закрепленных посредством водила на валу, причем центральные колеса выполнены в виде цилиндрических радиально-поляризованных пьезоэлементов, к цилиндрическим поверхностям которых прижаты пластины статора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизег

1. Заявка 9 2370123/25, кл. Н 01 1. 41/00, Н 02 и ..1/00, 1976, по которой принято решение о выдаче авторского свидетельства.

2. Заявка В 2323709/25, кл. Н 01 1. 41/00, Н 02 .N ll/00, 1976, по которой принято решение о выдаче авторского свидетельства.

642802

Составитель В. Baaep

Редактор И.Марголис Техред Н.Андрейчук Корректор Т.Вашкович

8аказ 7772/51 Тираж УА 1. Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, E-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП Патент, г.ужгород, ул.Проектная,4