RU993791C - Магнитострикционный шаговый двигатель - Google Patents

Abstract

1. МАГНИТПСТРИКЦИОННЫЙ ШАГОВЫЙ ЛВИГАТЕЛЬ, содержащий основание, полый цилиндрический магнитострикционный элемент, обмотки продольного и циркул рного намагничивани , замыкающий кожух, жестко закрепленный на основании, и зажим, о т л и ч аю щ и и с   тем, что, с целью повышени  точности работы двигател , он снабжен дополнительно выходным валом Изобретение относитс  к области электротехники, в частности к Mai- нитострикционным устройствам малых угловых перемещений, и может быть использовано как исполнительный элемент различных устройств в станкостроении , в оптико-механической промышленности и в других област х техники , где необходимо осуществл ть высокоточные угловые шаговые микроперемещени  с. и упорным подшипником, причем вал установлен соосно магнитострикционному элементу, один конец которого жестко св зан с кожухом, а другой сопр жен с торцом вала, при этом зажим установлен на основании и сопр жен с валом 2„ Двигатель по , о т л и ч аю щ и и с   тем, что упорный подшипник установлен на свободном торце вала с 3.Лвигатель по п.1, о т л и ч аю щ и и с   тем, что свободный конец магнитострикционного элемента выполнен в виде диска, а сопр женный с ним торец вала снабжен фланцем, диаметр которого равен диаметру диска , при этом упорный подшипник ус (Л тановлен на торце фланца с с 4.Двигатель по п.3, отличающий с   тем, что диск магнитострикционного элемента установлен так, что он  вл етс  частью магнитою ю провода замыкающего кожуха. CJ vj Ю Известен реверсивный магнитострикционный шаговый двигатель, служащий дл  отработки малых угловых перемещений , содержащий магнитострикционный элемент, имеющий форму разрезного тора, индуктор, два кривошипа, два вала, два зажима, регулируемый привод с редуктором дл  поворота индуктора . Недостатком известного двигател   вл етс  необходимость преобразовани 

Description

линейного расширени  магнитострикционного элемента в угловое перемещение и, как слелстоие, сопутствующа  использованию линейного магнитострик ционного эффекта, больша  температур на  погрешность. Кроме того, отличаетс« мала  эффективность работы всле ствие применени  привода дл  поворот индуктора и наличие больших магнитны зазоров, что требует большой намагничивающей силы. Известен также магнитострикционный шаговый двигатель, содержащий основание, полый цилиндрический магнитострикционный элемент, обмотки продольного и циркул рного намагничивани , замыкающий , жестко за крепленный на основании, и зажим Данный двигатель позвол ет осу ществл ть высокоточные угловые микро перемещени . Но нар ду с угловыми в данном устройстве имеютс  линейные переме1цени  выходного конца двигател , что  вл етс  во многих случа х недопустимым, и приводит к снижению точности выполнени  устройством в котором используетс  данный при-вод назначенного действи . Например при юстировочных работах это приведет к смещению объекта юстировки вдоль оси, а значит и к нежелательно разъюстировке объекта. Целью изобретени   вл етс  повышение точности работы магнитострикционного шагового двигател  за счет устранени  линейных перемещений выходного конца устройства, Поста.вленна  цель достигаетс  тем что магнитострикционный двигатель, содержащий основание, полый цилиндри ческий магнитострикционный элемент, обмотки продольного и циркул рного намагничивани , замыкающий кожух, жестко закрепленный на основании, и зажим, снабжен дополнительно выходны валом и упорным подшипником, причем вал установлен соосно магнитострикционному элементу, один конец которо го жестко св зан с кожухом, п другой сопр жен с торцом вала, при этом зажим установлен на основании и сопр  жен с валом; упорный подшипник установлен на свободном торце вала, свободный конец магнитострикцион ного элемента выполнен в виде диска , а сопр женный с ним торец вала снабжен фланцем, диаметр которого рпвен диаметру диска, при этом упориъм подшипник установлен на торце фланца; диск магнитострикционного элемента установлен так, что он  вл етс  частью магнитопровода замыкаю1цего кожуха, На фиг,,1 схематично изображен магнитострикционный двигатель, разрез; на фиг, 2 - вариант исполнени  двигател  с конусообразным выполнением свободного конца магнитострикционН (5го элемента и взаимодействующего с ним торца вала с конусообразным углублением; на фиг,. 3 - вариант исполнени  двигател  с дисковым выполнением свободного конца магнитострикционного элемента и валом, снабженным фланцем; на Лиг,( - вари/ нт, отличаю цийс  от варианта, изображенного на Лиг,3 тем, UTO упорный подшипник установлен на торце фланца; на триант исполнени  двигател . у которого диск млгнитострикционного элемента  вл етс  частью магнитопроЕюда замыкаюи1его кожуха, Магнитострикционный шаговый двиг тель (лиг. 1) содер ; ит основание 1, пг1ЛЬ Й цилиндрический магнитострикционный элемент 2, обмотку циркул рного намагничивани  3, расположенную на магнитострикционном элементе 2, обмотку продольного намагничивани  4, закрепленную в кожухе 5 дл  замыкани  магнитного потока, который же:стко закреплен на основании 1 , а т кже жестко св зан с магнитострикцюнным элементом 2, Выходной вал 6 установлен на упорном подшипнике 7 сСОсно магнитострикционному элементу с возможностью фрикционной св зи с ним. Яажим 8 установлен на основании с возможностью фиксации углового положени  выходного вала 6, Дл  усилени  фрикционной св зи на свободный конец магнитострикционного элемента и На взаимодействуюи ИЙ с ним торец выходного вала 6 нанесено покрытие 9 с большим коэффициентом трени , В варианте исполнени  магнитострикционного шагового двигател , изображенного на Фиг,2, дл  усилени  фрикционной св зи и обеспечени  соосности свободный конец магнитострикционного элемента выполнен в виде конуса , Э взаимодействую11ий с ним торец выходного вала 6 - с конусообразным углублением

В варианте исполнени  магнитострикционного шагового двигател , изображенного на фиг.З, дл  усилени  фрикционной св зи свободный конец магнитострикционного элемента 2 выполнен в виде диска, а вал 6.со стороны , взаимодействующей с магнитострикционным элементом 2, выполнен с фланцем, диаметр которого равен диаметру диска магнитострикционного элемента

У магнитострикционного шагового двигател , изображенного на фиГс, упорный подшипник 7, дл  облегчени  сн ти  выходного перемещени , установлен на торце фланца выходного вала 6.

В варианте исполнени  магнитострикционного двигател , изображенного на фиг.5, свободный конец магнитострикционного элемента  вл етс  частью магнитопровода, замыкающего кожуха „.

Двигатель работает следуюи(им образоМо

В первыймоментвремени обмотка циркул рного намагничивани  3, продольного намагничивани  4 и зажим 8 обесточены. При этом зажим 8 фиксирует определенное угловое положение выходного вала 6, Затем обмотка продольного намагничивани  k подключаетс  к источнику питани с При этом вследствие линейного магнитострикционного эффекта, произойдет удлинение магнитострикционного элемента 2 и

он своим свободным концом зажимает вь1ходной вал 6 на упорном подшипнике 7 и оказываетс  фрикционно св занным - с выходным валом 6. На зажим 8 подаетс  питание и он освобождает выходной вал 6. Затем питание подаетс  на обмотку циркул рного намагничивани  3 и вследствие эффекта угловой маг0 нитострикции происходит закручивание . свободного конца магнитострикционного элемента 2 и поворот фрикционно св занного с ним вала 6 Зажим обесточиваетс  и фиксирует новое угловое положение выходного вала 6 Обмотки продольного и циркул рного намагничивани  3 и t обесточиваютс , магнитострикционный элемент 2 под действием упругих сил принимает исход0 ное состо ние и фрикционна  св зь разрываетс  Двигатель приходит в исходное состо ние, а выходной вал 6 и нагрузка при этом повернулись на некоторый уголо Далее цикл повтор ет

5-с  и за каждый цикл выходной вал 6 будет поворачиватьс  на некоторый угг угол вокруг своей оси, то есть будет совершать шаговые угловые перемещени .

0 Реверсирование двигател  ocyujecTвл етс  изменением направлени  тока питани  обмотки циркул рного намагничивани 

Устранение линейных перемещений

с позвол ет повысить точность перемещени  и расширить область применени  двигател 

} ЖЛ //////////////////77 ( ////7 .s I , „ .

V-it X л  уX-X

аи

//////7//////////////)

V V).---.---.%.. /////////////////////////////////

фиг. 2

/////////

Л.У :У OsXXNN.-,

ff / --

2Щ///7//7

d::z:r:2:

фиг.Ц