Вибропривод

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (И) М. Кл.з (22) Заявлено 10.06.80 (21) 2940586/18-25 с присоединением заявки ¹

Н 01 Ь 41/08//

Н 02 N 11/00

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (23) Приоритет

f53) УДК537 ° 228 ° . 1 (088. 8) Опубликовано 23.09.82. Бюллетень №35

Дата опубликования описания 23.09.82

P.Ю.Бансевичюс, А.И.Вазнялис, К.N.Ðàãóë скис и Г.Ю.Петрайтите ВСЕСОИЗБА с1 (72) Авторы изобретения

БИБЛЫ0ТЕКЛ

Каунасский политехнический институт им. Антанаса Снечкуса (71) Заявитель (54) ВИБРОПРИВОД

Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано в прецизионных устройствах для создания точного вращательного движе. ния.

Известен вибродвигатель, содержащий ротор, составной преобразователь и генератор электрических колебаний 117.

Недостаток известного вибродвигателя состоит в низкой стабильности вращения ротора.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является вибропривод, содержащий корпус, установленные в нем ротор и сопряженный с ним составной вибратор,,выпол.ненный в виде двух пьезоэлементов с электродами„ скрепленных между собой подвижными концами, и генератор электрических колебаний (2, Недостатком известного двигателя является также низкая стабильность вращения ротора. Стабильность .вращения можно было бы повысить за счет введения цепи обратной связи по скорости вращения управляющей напряжением питания пьезоэлементов. Но для этого следует применять датчик скорости высокой чувствительности. Единственным типом такого датчика являются 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 сверхмалых угловых скоростях. Но применение растровых датчиков не всегда возможно. Они имеют сложную систему обработки вь.ходного сигнала, вносят в привод большой момент инерции, что понижает его быстродействие, не применимы при повышенных уровнях вибрации и линейных перегрузок.

Целью изобретения является повышение стабильности вращения ротора.

Поставленная цель достигается тем, что вибропривод, содержащий корпус и установленные в нем ротор и сопряженный с ним,,составной вибратор, выполненный в виде двух пьезоэлементов с электродами, скрепленных между собой подви>хными кон- цами, и генератор электрических колебаний, дополнительно содержит два модулятора, синхронный детектор и источник постоянного высоковольтнОго напряжения, электроды пьезо961007 элементов 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 пьезоэлемента, основной электрод второго пьезоэлемента подключен к генератору электрических колебаний через 30 второй модулятор, к управляющему входу которого через синхронный детектор подключен дополнительный электрод второго пьезоэлемента.

На чертеже представлена принципиальная схема предлагаемого вибро привода., Вибропривод состоит из ротора 1 и составного пьезоэлектрического виб* ратора 2, состоящего из двух плеч

3 и 4. На каждом плече 3 и 4 вибра— тора 2 выполнены основные 5 и 6 и измерительные 7 и 8 электроды. Основ» ной электрод 5 плеча 3 вибратора 2 подключен,к источнику высоковольтно го напряжения 9 через модулятор 10, к входу которого присоединен измерительный электрод плеча 3. Основной электрод б плеча 4. вибратора 2 подключен- к генератору 11 через модулятор 12, к входу которого подключен синхронный детектор 13. К входу детектора 13 подсоединен измерительный электрод 8 плеча 4 вибратора 2, Вибропривод работает следующим образом. 35

Используя возможность возбуждать в вибраторе как колебания большой частоты, так и статические деформа ции, в предложенном виброприводе осуществляется раздельная компенсация 40 неравномерности скорости вращения от отклонений контура ротора от идеальной окружности и от флуктуации. коэффициента мгновенного трения при ударе s зоне контакта вибратора 45

2 и ротора 1. В предлагаемом виброприводе с геометрическим суммированием колебаний возбуждают высокочастотные колебания одного плеча, например 4 вибратора 2, который опреде- 0 ляет направление вращения ротора 1, При неподвижном защемлении несвязанных концов вибратор 2 с предварительным натягом, обеспечивающим оптимальное значение угловой скорости, в вибраторе 2 из-за отклонений контура ротора, от идеальной окружности и биения его опор возникают медленно меняющиеся механические напряжения, приводящие к появлению зарядов на "измерительном электрода 7 плеча 3 вибратора 2..Заряды поступают на вход модулятора 10, который управляет величиной высоковольтного напряжения, поступающего на основные электроды 5 плеча 3 вибратора 2 от 65 ь г, источника высоковольтного напряжения

9. На измерительном электроде 7 возникает, кроме медленно меняющегося напряжения, характеризующего биения ротора, еще и составляющая напряжения высокой (т.е. рабочей частоты).

Однако эти две частоты отличаются на три-четыре порядка и высокочастотная составляющая фильтруется в модуляторе.

Таким образом, величина упругого натяга 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 по

его осевой линии (изгибные колебания электрод 8, покрывающим всю ширину

I плеча, не измеряются). Так как в плече 4 возбуждаются колебания в виде стоячей волны, то на электроде

8 возникают заряды, пропорциональные механическим напряжениям в зоне под электродом, т.е,.частота их равна рабочей частоте вибропривода, а амплитуда зависит от места расположения электрода и его геометрических размеров. С частотой, равной рабочей частоте, в зоне контакта вибратора и ротора происходят косые соударения, импульсы которых действуют как на ротор, так и на вибратор 2. Проекция этих импульсов высокой частоты на ось плеча 4 приводит к появлению на электроде 8 зарядов, пропорциональных силам ударных импульсов, действующих в зоне контакта. Форма этих импульсов несинусоидальная и выделяется синхронным детектором 13. К основному электроду 6 плеча 4 вибратора 2 поступает напряжение, модулированное сигналом, эквивалентным изменению коэффициента трения при ударе. Таким образом, положительный эффект изобретения определяется тем, что контактная зона вибропривода характеризуется двумя независящими друг от друга диагностическими .сигналами, которые используются для раздельной компенсации двух главных 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 двигаgene, которая, например имеет резервируюцие устройства, подключающиеся в работу при недопустимо большом изменении (износе) геометрии зоны контакта, или черезмерном изменении фрикционных свойств контактного со961007

Формула изобретения

Составитель Т.Щукина

Техред A.Ач Корректор О.Билак

Редактор Г.ус

Заказ 7303/69 Тираж 761 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 пряжения. Это важно для построения ответственных приводов, работающих в экстремальных условиях и играет определенную роль при исследовании виброприводов, т.е..для выявления степени влияния различных источников возмущения 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, отличающийся тем, что, с целью повышения стабильности вращения ротора, он дополнительно содержит два модулятора, синхронный детектор и источник постоянного .высоко- вольтного напряжения, электроды пьезоэлементов 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 пьезоэлемента, основной электрод второго о пьезоэлемента подключен к генератору электрических колебаний через второй модулятор, к управляющему входу которого через синхронный де.тектор подключен дополнительный

15 электрод второго пьезоэлемента.

Источники информации, прийятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

2р 9480875, кл. F 16 F 17/00, 1973.

2. Авторское свидетельство СССР

9681479, кл. Н 01 Ь 41/08, Н 02 Й 11/60, 1978 (прототип).