Пьезогидравлический шаговый привод Советский патент 1986 года по МПК F15B11/12 

f

Изобретение относится к машиностроению, в частности к электрогидравлическим шаговым приводам, которы могут быть использованы в манипуляторах, автоматических линиях и стан ках с числовым программным управлением.

Целью изобретения является уве- jm4eHHe скорости перемещения привода,

На фиг. 1 представлена принципиальная привода с подвижным элементом,- выполненным в виде цилиндрического стержня , на фиг, 2 - то же, с выполнением корпуса,, поршня и подвижного элемента в виде концент- рично распололсенных труб.

Привод (фиг, 1) содержит установ- ленньй в корпусе 1 поршень 2 с образованием рабочих полостей 3 и 4, связанных; с пьезогидравлическим генератором волновой деформации, вы- полненньп в виде последовательно расположенных в поршне 2 и герметично соединенных между собой пьезокера мических колец 5-7. Кроме того, в поршне 2 герметично- расположен по- движньця элемент, выполненный в виде ци.1шндрического стержня 8, .Кольцо 6 своей средней частью 9 жестко соединено с поршнем 2, а два крайни кольца 5 и 7 установлены с натягом па цилиндрическом стержне 8. Кольца 6, 7, 5 установлены в кольцевой расточке 10 поршня 2 с образованием камеры 11, Рабочие полости 3 и 4 каналами 12 и 13 сообщены с кольцевой расточкой 10, Для передачи движения от порнпш 2 к рабочему органу (не показан) служит выступ 14

Прийод (фиг, 2) отл1г-1ается тем, что корпус, поршень и подви кньп1 элемент .выполнены в виде концентрично расположенных труб I5--17 соответственно. Труба 15 связана с трубой 16 сильфонами 18 и 19, Рабочие полости 3 и 4 образованы сильфонами 18 и 19. крышками 20 и 21 и концентричным расположением труб 15-17,

Пьезогидравлический шаговый привод работает следующим образом.

Рабочие полости 3 и 4, кольцевая расточка 10 и камера 11 заполнены рабочей жидкостью.

К пьезокерамическому кольцу (фиг, 1) подводится напряжение постоянного тока. В результате обратного пьезоэф4 екта кольцо 7 увеличивается

64 2

в диаметре, что приводит к образованию зазора мелсду ним и цилиндричес- KiEM стержнем 8 (фиг. 1). Затем кольцо 7 подводит напряжение постоянного

тока к среднему пьезокерамическому кольцу 6. В результате обратного пьезоэффекта кбльцо 6 удлиняется и, будучи зафиксированным относительно поршня 2, сдвигр-ет относительно него

пьезокерамическое кольцо 5 и зажа- тый в нем цилиндрический стержень 8, Кольцо 7 смещается при этом в .сторону, противоположную кольцу 5. Теперь напряжение снимается с пьезокерамического кольца 7, и оно зaщeмJтяeт стержень 8, После этого напряжение подводится к пьезокерамическому кольцу 5, что приводит к уветшченшо его диаметра и разобщению со стержнем 8,

Затем снимается напряжение со среднего кольца 6, В результате кольцо 6 сжимается в осевом направлении .до исходных размеров и подтягивает кольцо 7 совместно с цилиндрическим

стерлагем 8 и разжатое кольцо 5. В результате подобного переключения колец 5-7 стержень 8 совершает шагающее движение вдоль поршня 2, задвигаясь в полость 3 корпуса 1

и выдвигаясь, соответстветпю j из полости 4. Перемещение стержня 8 приводит к увеличению объема-рабочей пд- лости 4 и такому же з меньшению объема полости 3, т.е, к увеличепию давления в рабочей полости 3 и i weHb- шению давления в полости 4, Возникающий перепад давлений действует на поршень 2 и смещает его в сторону полости 4 с меньшим давлением. При этом с помощью кольца 5 поршень 2 смещает рабочий орган. Перемещение поршня 2 происходит на величину, пропорциональную объему жидкости, вытеснегпшму стержнем 8 с учетом частичного обратного его смеи1ения, так как стержень 8, будучи в каждый момент времени жестко связанным с одним из крайних колец 5 или 7, смещается вместе с ними в обратнз ю сторону.

Б предлагаемой конструкции скорость перемещения поршня 2 определяется не только объемом жидкости, вытесненным подвижным элементом, но и объемом жидкости, перекачиваемым из одрюй рабочей полости .д другую самш-f пьезогидравлическим генератором волновой деформации. Это происходит следующим образом. Когда

3

пьезокерамическое кольцо 7 разжимается, полость 4 соединяется через канал с камерой 11. После деформации пьезокерамического кольца 6 объем камеры 11 увеличивается. Увеличивающаяся камера 11 пополняется жидкостью из полости 4. Затем пьезокерамическое кольцо 7 сжимается и разобщает полость 4 и камеру 11. После деформации кольца 5 камера 11 через канал 12 сообщается с полостью 3. При завершении цикла срабатывания пьезогидравлического генератора волновой деформации, т.е. при принятии кольцом 6 исходных размеров, камера 11 уменьшается в объеме до исходных размеров и вытесняет nsjm644

шек жидкости в полость 3. Этот объем жидкости обеспечивает поршню 2 дополнительную скорость перемещения. Таким образом, в предлагаемой конструкцин пьезогидравлический генератор волновой деформации выполняет не только роль насоса, но и роль двигателя подвижного элемента.

Привод с выполнением корпуса,

поршня н подвижного элемента в виде труб 15-17 (фиг. 2) работает аналогичным образом, но позволяет монтировать его непосредственно на направляющих рабочего органа, размещая

направляющую внутри трубы 15 и обеспечивая, тем самым, высокую компактность машин и агрегатов.

ZZ2Z Т «в. l

ki

,

w

21

ВШШШ Заказ 768/47

ФшШвл ШШ Патеиг г, Ухгсрод,ул.Проектная, 4

.1

Тига;г 610

Подписное