SU1133442A1 - Привод вибрационного тормозного устройства - Google Patents

Abstract

ПРИВОД ВИБРАЦИОННОГО ТОРМОЗНОГО УСТРОЙСТВА, содержащий рабочий вал с тормозной поверхйостыо, на которой с нат гом установлен генератор механических колебаний, выполненный в виде кольцевой вставки-волновода с электродами и обхватывающего указанную вставку кольцевого пьезокерамического преобра/////// /////// зовател , задающий генератор и усилитель мощности, причем толщина вставки-волновода убывает от периферии к центру, а ее электроды подключены к задающему генератору и к усилителю мощности, отличающийс  тем, что, с целью повыщени  надежности привода путем уменьщени  амплитуды его паразитных механических колебаний, он снабжен двум  дополнительными генератора .ми механических колебаний и устройством задержки,кажда ,вставка и кольцо дополнительных генераторов механических колебаний установлены на тормозной поверхности вала с зазором по обе стороны от основного генератора механических колебаний , а задающий генератор подключен ко всем электродам генераторов механических i колебаний, причем электроды дополнительных генераторов механических колебаний (Л соединены с задающим генератором через устройство задержки. /////, 00 } оо 4 4:

Description

Изобретение относитс  к машиностроению и может примен тьс  в прецизионных автоматических устройствах, где необходима мгновенна  фиксаци  угловых и продольных перемещений осей и валов.

Известно тормозное устройство, содержащее вал и установленное на нем с определённым нат гом тормозное кольцо, св занное с источником энергии управлени  и выполненное из пьезокерамики, а в качестве источника энергии управлени  использован высокочастотный генератор, состо щий из задающего генератора и усилител  мощности 1.

Недостаток данного устройства состоит в значительном уровне высокочастотных паразитных колебаний на валу устройства.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту  вл етс  тормозное устройство, в котором между пьезокерамическим тормозным кольцом и валом установлена промежуточна  кольцева  вставка-волновод, жестко соединенна  с кольцом, посаженна  на вал с нат гом и имеюща  переменную толщину, убывающую от периферии к центру 2.

Недостатком известного устройства  вл етс  сильна  вибраци  вала тормозного устройства, что приводит к низкой его надежности .

Цель изобретени  - повышение надежности привода путем уменьшени  амплитуды его паразитных механических колебаний.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что привод вибрационного тормозного устройства , содержащий рабочий вал с тормозной поверхностью, на кбторой с нат гом установлен генератор механических колебаний, выполненный в виде кольцевой вставки-волновода с электродами и обхватывающего указанную вставку кольцевого пьезокерамического преобразовател , задающий генератор и усилитель мощности, причем толщина вставки-волновода убывает от периферии к центру, а ее электроды подключены к задающему генератору и к усилителю мощности, снабжен двум  дополнительными генераторами механических колебаний и устройством задержки, кажда  вставка и кольцо дополнительных генераторов механических колебаний установлены на тормозной поверхности вала с зазором по обе стороны от основного генератора механических колебаний, а задающий генератор подключен ко всем электродам генераторов механических колебаний , причем электроды дополнительных генераторов механических колебаний соединены с задающим генератором через устройство задержки.

На фиг. 1 изображена схема предлагаемого привода; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - осциллограммы вибраций на валу привода (Б - колебани 

ОТ основного генератора, В - колебани  от дополнительных генераторов, Г - колебани  от всех генераторов).

Привод содержит вал 1, на тормозной поверхности которого с нат гом установлены три идентичных генератора 2 механических колебаний, средний из которых  вл етс  основным, а крайние - дополнительными . Каждый из генераторов состоит из двух частей: кольцевой вставки-волновода 3 (например , стального цилиндра), толщина которой убивает от периферии к центру, и кольцевого пьезокерамического преобразовател  4 (например, марки ЦТС-19). Электроды 5 и 6 кольцевого пьезокерамического преобразовател  и основного генератора 2 механических колебаний (среднего), подключены к задающему генератору 7, например, через ключевую схему 8, управл емую от внешнего устройства 9 управлени  и к усилителю 10 мощности. Элекроды 5 и 6 кольцевых пьезопреобразователей дополнительных генераторов 2 механических колебаний (крайних) подключены к задающему генератору 7 электрических колебаний через ключевую схему 8, усилители 11 и 12 мощности и устройство 13 задержки. Причем дополнительные генераторы разнесены на тормозной поверхности вала на рассто ние L

Привод вибрационного тормозного устройства работает следующим образом.

В исходном положении вал 1 заторможен силами трени , действующими между поверхностью вала 1 и вставки-волновода 3.

При поступлении управл ющего сигнала (например, +58) от внешнего устройства 9 управлени  на ключевую схему 8 последн   открываетс  и напр жение от задающего генератора 7 поступает пр мо на усилитель 10 мощности, а также с некоторым опозданием через устройство 13 задержки на усилители 11 и 12 мощности. Усиленное напр жение , частота которого соответствует резонансной частоте пьезокерамического преобразовател  4, поступает на электроды 5 и 6 пьезокерамического кольцевого преобразовател  4 и основного (среднего) генератора 2 механических колебаний, в котором возбуждаютс  механические колебани , которые концентрируютс  в кольцевом волноводе механических колебаний. Под действием этих высокочастотных механических колебаний между волноводом 3 и валом 1 образуетс  «газова  пленка, котора  резко снижает коэффициент трени  между валом 1 и поверхностью волновода 3, однако вал 1 остаётс  в заторможенном состо нии , так как в начальный момент не работают дополнительные генераторы 2 механических колебаний (крайние) из-за наличи  линии задержки. Посто нна  времени линии задержки подобрана таким образом, чтобы Т, где Т - период колебаний питающего напр жени , а дополнительные генераторы установлены на рассто нии L С-|-, где С - скорость распространени  механических колебаний по валу. Через врем  И напр жение от задающего генератора 7 через ключевую схему 8, котора  находитс  в открытом состо нии, устройство 13 задержки и усилители 11 и 12 мощности достигнет электродов 5 и 6 кольцевых пьезокерамических преобразователей 4 дополнительных генераторов 2 механических колебаний (крайние), в которых также возникнут механические колебани , вал 1 устройства получит две степени свободы, а механические колебани , проникающие на вал при работе как основного, так и дополнительных генераторов механических колебаний , будут гасить друг друга (фиг. 3). При окончании воздействи  управл ющего сигнала от внещнего устройства 9 управлени  на ключевую схему 8 последн   закрываетс , гаснут колебани  в основном генераторе 2 механических колебаний (среднем ), вал затормаживаетс , а через врем  задержки гаснут колебани  и в дополнительных генераторах механических колебаний . Таким образом, механические колебани  на валу 1 имеют минимальную амплитуду за весь цикл работы вибрационного тормозного устройства. Проведенные экспериментальные исследовани  предлагаемого привода подтверждают , что оно обладает пониженным уровнем механических колебаний на валу, амплитуда которых не превыщает 0,01 мкм, что по крайней мере на пор док ниже по сравнению с известными, в которых амплитуда паразитных механических колебаний на валу составл ет 0,1 мкм.

Ф14г2

Claims (1)

1. ПРИВОД ВИБРАЦИОННОГО ТОРМОЗНОГО УСТРОЙСТВА, содержащий рабочий вал с тормозной поверхйостью, на которой с натягом установлен генератор механических колебаний, выполненный в виде кольцевой вставки-волновода с электродами и обхватывающего указанную вставку кольцевого пьезокерамического преобра- зователя, задающий генератор и усилитель мощности, причем толщина вставки-волновода убывает от периферии к центру, а ее электроды подключены к задающему генератору и к усилителю мощности, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности привода путем уменьшения амплитуды его паразитных механических колебаний, он снабжен двумя дополнительными генераторами механических колебаний и устройством з а дер ж ки₍ каждая вставка и кольцо дополнительных генераторов механических колебаний установлены на тормозной поверхности вала с зазором по обе стороны от основного генератора механических колебаний, а задающий генератор подключен ко всем электродам генераторов механических колебаний, причем электроды дополнительных генераторов механических колебаний соединены · с задающим генератором через устройство задержки.

   Фиг.}