Магнитострикционная опора Советский патент 1974 года по МПК F16C17/00 F16C39/06 F16C29/02 

1

Изобретение относится к области машиностроения и может применяться (В устройствах, в а оторых необходимо осуществлять точное позидиоиирование, например .в координатнорасточНых станках.

Известны магнитострикционные опоры, содержащие подвижной элемент, например стол, установленный на основании посредством по крайней мере одного магнитострикционного узла, состоящего из сердечников с .катушками памагничиБЯния, образующих привод перемещения подвижного элемента.

Предлагаемая опора отличается от известных тем, что магнитострикционный узел снабжен афомежуточной деталью, с которой контактирует подвижной элемент и которая жестко связана с одним концом каждого из сердечников, жестко соединенных другим с OiQHOванием, расположенных ра1вномерно вокруг про.межуточной детали и 1выполненных упругими в поперечном направлении в плоскости, проходящей через оси сердечников.

Такое выполнение опоры обеспечивает повышение точности перемещения и расширение ее эксплуатационных возможностей.

Опора может содержать не именее четырех магнитострикЦионных узлов, оси сердечников которых расположены в одной плоскости, а стол выполнен с выступами, число которых соответствует числу магнитострикционных узлов и каждый из которых контактирует с промежуточной деталью соответствующего узла. На фиг. 1 изображена предлагаемая опора; на фиг. 2 - вариант выполнения опоры для

установки стола станка.

Магнитострикционная опора состоит из массивной плиты-основания 1, имеющей крестообразную форму. Между лапами этого креста располагаются магнитострикционные сердечНИКИ 2 и 3, оси которых перпендикулярны. В средней части сердечники жестко скреплены с промежуточной деталью (центром) 4, являющимся осью опоры. Сердечники могут быть сделаны из листов

или из толстых пластин магнитострикционного материала (никеля, пермендюра, альфсра и др.). Сечение сердечников должно быть таково, чтобы жесткость в направлении оси Z была достаточно велика. Сердечники закрелляются в основании 1 с определенным продольнЫМ натяжением. Кроме того необходимо, чтобы жесткость в поперечном направлении у каждого сердечника была невелика.

В сердечниках, собранных из листов, это

требование всегда выполняется, а в сплошных сердечниках необходимо сделать специальные выточки, ослабляющие сечение в поперечном направлении.

Таким образом, сердечник 2 имеет большую

жесткость С, Сг и малую жесткость Су, а сердечник 3 - большую жесткость Су, Cz и малую жесткость СхДля намапничивания на каждую половину сердечника наматывается обмотка. Направление токов в отдельных половинах обмоток выбирается встречным.

МагнитострикцИонная опора работает следующим образом.

Перед введением в работу через все обмотки пропускается начальный ток, при этом в отдельных половинах сердечника возникают упругие напряжения, равные по величине, но противоположные по знаку. В результате этого центр 4 опоры остается неподвижным. Для получения рабочего перемещения вдоль какой-либо оси ток в обмотке, намагничивающей одну половину сердечника, увеличивается, а ток в обмотке другой половины сердечника в равной мере уменьщается. При этом магнитострикционные напряжения в отдельных частях сердечника становятся ноодинакоЕыми, и центр 4 получает перемещение в определенном направлении.

Для устранения температурной ошибки каждая обмотка может быть (выполнена бифилярной (из двойного провода). Направление токов в отдельных половинах обмоток выбирается встречным, так что при равных токах сердечник не намагничивается. Если регулировать токи так, чтобы сумма их всегда оставалась постоянной, то тепловой режим всех частей сердечника будет одинаковым и температурная ошибка будет отсутствовать.

Магнитострикционные опоры применяться для установки стола 5 металлорежущего стачка (см. фиг. 2). Стол опирается на четыре магнитострикционные опоры (на фиг. 2 показаны две). В этом случае крестообразные основания опор объединяются в одно общее основание, которое перемещается по направляющим 6 станка. Таким образом осуществляется грубая подача.

Для осуществления двухкоординатной тонкой подачи служат магнитострикционные опоры 7 и 8, на которые опирается верхняя часть стола. В этом случае все магнитострикционные опоры должны работать согласовано.

Магнитострикционные опоры могут быть также применены для корректировки положения оси вращающегося шпинделя.

В этом случае на опорах должны закрепляться шпиндельные подшипники. Таким образом можно компенсировать .биение щпинделя, упругие прогибы при приложении нагрузки и другие ошибки.

Предмет изобретения

1. Магнитострикционная опора, содержащая подвижной элемент, например стол, установленный на основании посредством по крайней мере одного магнитострикционного узла,, состоящего из сердечников с «атущками на магничивания, образующих привод перемещеНия подвижного элемента, отличающаяся тем, что, с целью расширения ее эксплуатационных возможностей и повышения точности перемещения, матнитострикционный узел снабжен промежуточной деталью, с которой контактирует подвижной элемент и которая жестко связана с одним концом каждого из

сердечников, жестко соединенных другим концом с основанием, расположенных равномерно вокруг промежуточной детали и выполненных упругими в поперечном направлении в плоскости, проходящей через оси сердечников.

2. Опора 1ПО п. 1, отличающаяся тем, что она содержит по меньшей мере четыре магнитострикционных узла, оси сердечников которых расположены в одной плоскости, а стол выполнен с выступами, число которых соответствует числу магнитострикционных узлов и каждый из которых контактирует с промежуточной деталью соответствующего узла.