ПЬЕЗОПРИВОД Российский патент 1997 года по МПК B60B1/06 

Изобретение относится к машиностроению, а более конкретно, к устройствам пьезоприводов, работающих в вакууме или экологически чистых средах.

Известен пьезопривод, содержащий вибратор, шайбу, причем вибратор расположен под углом к нормали, проведенной в месте контакта вибратора с периферийной шайбой [1]
Его недостатком является невозможность обеспечения работы в вакууме при повышении надежности и износостойкости.

Прототипом изобретения является пьезопривод, содержащий корпус, расположенные внутри корпуса упругие пластины и соосно установленные пьезоэлемент, шайбу и валик [2]
Недостатком прототипа также является невозможность обеспечения работы в вакууме при повышении надежности и износостойкости.

Техническим результатом от использования изобретения является обеспечение возможности работы пьезопривода в вакууме при повышении надежности и износостойкости.

Данный результат достигается за счет того, что в пьезопривод введены цилиндрический кожух, вибрирующая накладка, упругий элемент, кольцо из теплопроводной резины, смазочный материал, а пьезоэлемент выполнен в виде набора пьезокерамических колец, причем пьезоэлемент, вибрирующая накладка, упругие пластины, шайба, упругий элемент и валик последовательно связаны между собой, один торец кожуха закреплен на шайбе, упругие пластины расположены под углом к плоскости торца шайбы, кольцо из теплопроводной резины установлено на вибрирующей накладке и размещено с зазором не более 0,1 мм внутри кожуха со стороны его свободного торца, а смазочный материал расположен между кольцом из теплопроводной резины и шайбой внутри кожуха.

Кроме того, смазочный материал может быть выполнен в виде сухой смазки, в качестве которой используется дисульфид молибдена. Смазочный материал может быть выполнен в виде легкоплавкого материала, причем в этом случае на внешней боковой поверхности кольца из теплопроводной резины выполняются проточки. В качестве легкоплавкого металла может быть использован галлий.

Введение в устройство пьезопривода цилиндрического кожуха, вибрирующей накладки, упругого элемента, кольца из теплопроводной резины, смазочного материала в виде сухой смазки или легкоплавкого металла позволяет осуществлять процесс трения в вакууме с обязательным наличием "третьего тела", что и обеспечивает достижение поставленного результата обеспечение возможности в вакууме при повышении надежности и износостойкости.

На фиг. 1 показан пьезопривод с сухой смазкой; на фиг. 2 пьезопривод со смазкой в виде легкоплавкого металла.

Пьезопривод содержит корпус 1, расположенные внутри корпуса упругие пластины 2 и соосно установленные пьезоэлемент 3, шайбу 4 и валик 5. В пьезопривод введены цилиндрический кожух 6, вибрирующая накладка 7, упругий элемент 8, кольцо 9 из теплопроводной резины и смазочный материал 10. Пьезоэлемент 3 выполнен в виде набора пьезокерамических колец 11, причем пьезоэлемент 3, вибрирующая накладка 7, упругие пластины 2, шайба 4, упругий элемент 8 и валик 5 последовательно связаны между собой. Упругие пластины 2 жестко закреплены на торце 12 шайбы 4 и контактно взаимодействуют с торцом 13 вибрирующей накладки 7. Один торец 14 кожуха 6 закреплен на шайбе 4, упругие пластины 2 расположены под углом к плоскости торца 12 шайбы 4. Кольцо 9 из теплопроводной резины установлено на вибрирующей накладке 7 и размещено с зазором не более 0,1 мм внутри кожуха 6 со стороны его свободного торца 15. Смазочный материал 10 расположен между кольцом 9 из теплопроводной резины и шайбой 4 внутри кожуха 6.

При использовании в качестве смазочного материала 10 легкоплавкого металла (фиг.2) на внешней боковой поверхности 16 кольца из теплопроводной резины 9 выполнены проточки 17.

Пьезопривод работает следующим образом.

При подаче на пьезокерамические кольца 11 напряжения вибрирующая накладка 7 начинает совершать осевые колебания. За счет того что упругие пластины расположены под углом к плоскости торца 13 вибрирующей накладки 7, образуется окружная составляющая усилия, которая и обеспечивает вращение валика 5.

Наличие сухой смазки 16 (фиг. 1) в зоне контакта упругих пластин 2 и торца 13 вибрирующей накладки 7 обеспечивает наличие "третьего тела" и как результат снижение износа контактирующих элементов 13, 2.

Аналогичный результат имеет место при использовании легкоплавкого металла галлия в качестве смазки (фиг. 2). Твердый галлий, имеющий температуру плавления 29,8^oC, за счет тепла в зоне трения расплавляется и оказывает смазочное действие на поверхности контакта. Одновременно галлий является и хорошим теплопроводящим материалом, что способствует интенсивному теплоотводу через галлий. Наличие на внешней боковой поверхности 16 кольца 9 из теплопроводящей резины проточек 17 предохраняет галлий от вытекания из зоны трения контактирующих элементов 13, 2.

Использование: для работы в вакууме. Сущность изобретения: пьезопривод содержит корпус, цилиндрический кожух, кольцо из теплопроводной резины, последовательно связанные между собой пьезоэлемент в виде набора пьезокерамических колец, вибрирующую накладку, упругие пластины, шайбу, упругий элемент и валик. Один торец кожуха закреплен на шайбе, упругие пластины расположены под углом к плоскости торца шайбы, кольцо из теплопроводной резины установлено на вибрирующей накладке и размещено с зазором не более 0,1 мм внутри кожуха со стороны его свободного торца, а смазочный материал расположен между кольцом из теплопроводной резины и шайбой внутри кожуха. 4 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Пьезопривод, содержащий корпус, расположенные внутри корпуса упругие пластины и соосно установленные пьезоэлемент, шайбу и валик, отличающийся тем, что в него введены цилиндрический кожух, вибрирующая накладка, упругий элемент, кольцо из теплопроводной резины, смазочный материал, а пьезоэлемент выполнен в виде набора пьезокерамических колец, причем пьезоэлемент, вибрирующая накладка, упругие пластины, шайба, упругий элемент и валик последовательно связаны между собой, один торец кожуха закреплен на шайбе, упругие пластины расположены под углом к плоскости торца шайбы, кольцо из теплопроводной резины установлено на вибрирующей накладке и размещено с зазором не более 0,1 мм внутри кожуха со стороны его свободного торца, а смазочный материал расположен между кольцом из теплопроводной резины и шайбой внутри кожуха. 2. Пьезопривод по п.1, отличающийся тем, что смазочный материал выполнен в виде сухой смазки. 3. Пьезопривод по п. 2, отличающийся тем, что в качестве сухой смазки использован дисульфид молибдена. 4. Пьезопривод по п.1, отличающийся тем, что смазочный материал выполнен в виде легкоплавкого металла, а на внешней боковой поверхности кольца из теплопроводной резины выполнены проточки. 5. Пьезопривод по п.4, отличающийся тем, что в качестве легкоплавкого металла использован галлий.