LT4600B - Vibrovariklis - Google Patents

Description

Išradimas priskiriamas prie elektrotechninių įrengimų - mažo galingumo specialių elektros varikliu, kuriuose elektros energija paverčiama ultragarsiniais vibratoriaus virpesiais, o pastarieji sukamuoju rotoriaus judesiu.

Yra žinomas vibrovariklis, aprašytas autoriniame liudijime SU - 706 876, turintis vibratorių ir rotorių. Ultragarsinių mechaninių virpesių vibratorius susideda iš dviejų plonėjančių metalinių strypų, tarp kurių storesniųjų galų suspausti du pjezokeraminiai diskai ir laikiklis. Plonasis vibratoriaus galas įremtas į rotorių.

Tokio vibrovariklio vibratorius turi mechaniškai tvirtą konstrukciją, plonėjantvs strypai yra mechaninių virpesių amplitudės stiprintuvai (koncentratoriai), bet dėl sudėtingos, didelių gabaritų konstrukcijos jo negalima naudoti mikrovibrovarikliuose. Patento DE - PS 2 530 045 aprašyme pateikta vibrovariklio konstrukcija, kur ultragarsinių mechaninių virpesių vibratorius yra stačiakampė pjezokeraminė plokštelė, vienu galu įremta į korpusą, o kitu į rotorių.

Šio vibrovariklio vibratorius yra labai paprastas, bet dėl pjezokeramikos trapumo mechaniškai nėra tvirtas ir negali būti padarytas labai plonas.

Išradimo uždavinys pateikti paprastą, mechaniškai atsparią vibrovariklio konstrukciją, ypač tinkamą panaudoti mikrovibrovarikliuose ( varikliuose, kurių išėjimo galingumas mažesnis negu vienas vatas, ir maitinimo įtampa mažesnė,negu penkiolika voltų)

Šį uždavinį išsprendžia vibrovariklis pagal išradimo apibrėžties 1 punkto bendrąją dalį tuo, kad vibratorius susideda iš suklijuotų tarpusavyje metalinės ir pjezokeraminės plokštelių ir per vidurį elastiniu laikikliu,leidžiančiu, priklausomai nuo apkrovimo momento, keisti įrėmimo į rotorių kampą, įtvirtintas korpuse.

Siekiant išradimo tikslo, kai kurie esminiai požymiai konkretizuojami arba pateikiami keli jų variantai:

vibratorius turi metalinę plokštelę, prie kurios iš abiejų pusių priklijuotos pjezokeraminės plokštelės;

- pjezokeraminės plokšteles priklijuotos elektrai laidžiais klijais, kurių tamprumo modulis yra artimas metalų tamprumo moduliui;

elastinis laikiklis susideda iš vienos arba dviejų stačiakampės formos pagalvėlių, pritvirtintų iš vienos arba abiejų vibratoriaus pusių;

- elastinis laikiklis yra žiedo formos, o vibratorius įtvirtintas žiedo viduje; rotoriui panaudotas riedėjimo guolis, į kurio išorinį žiedą įremtas vibratorius ir pritvirtintas išėjimo velenas;

vibratoriaus metalinės plokštelės galas, kontaktuojantis su rotoriumi, padengtas dėvėjimui atsparia medžiaga.

Pateikiamo išradimo pranašumas yra tai. kad, nepriklausomai nuo gabaritų, vibratorius turi mechaniškai tvirtą ir paprastą konstrukciją. Metaline vibratoriaus plokštelė tarnauja kaip armatūra.Plonų (plonesnių kaip 0,3 mm) pjezokeraminių plokštelių panaudojimas leidžia sumažinti vibrovariklio maitinimo įtampą. Elastinis laikiklis, prie kurio pritvirtintas vibratorius, ne tik įremia vibratoriaus galą į rotorių, bet. priklausomai nuo apkrovimo momento, leidžia vibratoriui keisti įrėmimo kampą, o tai praplečia vibrovariklio optimalių darbo sąlygų diapazoną.

Išradimas aprašomas vienu pateiktu brėžinyje konstrukcijos variantu dviejose projekcijose:

fig. - vaizdas iš priekio:

fig. - vaizdas iš šono.

Vibrovariklis susideda iš korpuso 1, vibratoriaus 2. rotoriaus 3 ir dangtelio 4. Vibratorius 2 turi metalinę plokštelę 5 ir prie jos elektrai laidžiais klijais priklijuotą pjezokeraminę plokštelę 6. Vibratorius 2 įtvirtintas korpuse 1 elastiniu laikikliu 7, o jo metalinės plokštelės 5 galas įremtas į rotorių 3.Nuo išorinio pjezokeraminės plokšteles 6 elektrodo ir metalinės plokštelės 5 padaryti išvadai 8. per kuriuos į vibratorių 2 paduodama maitinimo įtampa. Rotorius 3 susideda iš riedėjimo guolio 9 ir išėjimo veleno 10. pritvirtinto prie riedėjimo guolio 9 išorinio žiedo. Riedejimo guolis 9 pastatytas ant įtvirtintos korpuse 1 ašies 11.

Vibratorius 2 yra ultragarsinė išilginių mechaninių virpesių sistema, turinti rezonansinį dažnį. Jo ilgis lygus pusei rezonansinio dažnio bangos ilgio.

Yibrovariklis dirba tokiu būdu. Per išvadus 8 į vibratorių 2 paduodama kintama maitinimo įtampa, kurios dažnis lygus vibratoriaus 2 rezonansiniam dažniui. To dėka jame susižadina išilginiai mechaniniai virpesiai. Virpesių amplitudės vibratoriaus 2 ilgyje pasiskirsto taip. kad jo galuose yra didžiausios amplitudės, o elastinio laikiklio 7 tvirtinimo vietoje yra minimalios. Kadangi vibratoriaus 2 metalinės plokštelės 5 galas kampu φ įremtas į rotorių 3. tai jis mažais mikrometro eiles žingsneliais stumia (suka) jį fig. 1 parodyta kryptimi, {rėmimo kampas φ gali kisti plačiose ribose nuo 30° iki 70°. Nustatyta, kad. esant mažam trėmimo kampui φ, sukimosi greitis bus didesnis, o sukimo momentas mažesnis ir atvirkščiai - didinant įrėminto kampą φ, sukimosi greitis mažėja, o sukimo momentas didėja. Elastinis laikiklis 7 padarytas taip. kad. didėjant apkrovimo momentui, leidžia vibratoriui 2 padidinti trėmimo kampą. To dėka praplatėja vibrovariklio optimalių darbo sąlygų diapazonas, padidėja paleidimo momentas. Vibratoriaus 2 tvirtinimas per vidurį elastiniu laikikliu 7 neleidžia atsirasti parazitiniams akustiniams triukšmams. Vibrovariklio ilgaamžiškumui padidinti ir. siekiant sumažinti metalinės plokšteles 5 nudilimą, siūloma minėtos plokštelės galą padengti dilimui atsparia medžiaga. Tam tinka įvairūs termocheminiai padengimai, pvz. azotavimas. taip pat specialūs padengimai su įvedimu į jį deimanto, silicio karbido mikrodalelių.

Pateikiamas išradimas leidžia miniatiūrizuoti vibratoriaus, o tuo pačiu ir vibrovariklio konstrukciją.

Claims (7)

1. IŠRADIMO APIBRĖŽTIS

   1. Vibrovariklis, susidedantis iš korpuso (1), jame patalpinto rotoriaus (3) ir vibratoriaus (2), turinčio pjezokeraminę plokštelę (6). besiskiriantis tuo, kad vibratorius (2) susideda iš suklijuotų tarpusavyje metalinės (5) ir pjezokeraminės (6) plokštelių ir per vidurį elastiniu laikikliu (7). leidžiančiu, priklausomai nuo apkrovimo momento, keisti (rėmimo į rotorių (3) kampą. įtvirtintas korpuse.
2. 2. Vibrovariklis pagal 1 punktą , besiskiriantis tuo, kad vibratorius (2) turi metalinę plokštelę (5). prie kurios iš abiejų pusių priklijuotos pjezokeraminės plokštelės (6).
3. 3. Vibrovariklis pagal 1.2 punktus, besiskiriantis tuo. kad pjezokeraminės plokštelės (6) priklijuotos elektrai laidžiais klijais, kurių tamprumo modulis artimas metalų tamprumo moduliui.
4. 4. Vibrovariklis pagal 1,2 punktus, besiskiriantis tuo, kad elastinis laikiklis (7) susideda iš vienos arba dviejų pagalvėlių, pritvirtintų iš vienos arba abiejų vibratoriaus (2) pusių.
5. 5. Vibrovariklis pagal 1.2 punktus, besiskiriantis tuo, kad elastinis laikiklis (7) yra žiedo formos, o vibratorius (2) įtvirtintas žiedo viduje.
6. 6. Vibrovariklis pagal 1-5 punktus, besiskiriantis tuo. kad rotoriui (3) panaudotas riedėjimo guolis (9). prie kurio išorinio žiedo pritvirtintas išėjimo velenas (10) ir įremtas vibratorius (2).
7. 7. Vibrovariklis pagal 1,2 punktus, besiskiriantis tuo, kad vibratoriaus (2) metalinės plokštelės (5) galas įremtas į rotorių (3) padengtas dilimui atsparia medžiaga.