Магнитострикционный привод Советский патент 1977 года по МПК B23Q5/10 

1

Изобретение относится к станкостроению и может найти применение при осуществлении малых подач и подналадки станков.

Известны магнитострикционные приводы линейных перемещений, состоящие из жесткого магнитострикционного стержня с намагничивающей катушкой и двух зажимов (или нз жесткого стального стержня, перемещаемого жестким магнитострикционным элементом, с закрепленными на нем по краям зажимами, из которых один подвижный, а другой неподвижный) .

Известен магнитострикционный привод тянущего типа, состоящий из магнитострикционного гибкого многослойного ленточного элемента в форме стержня с намагничивающей катущкой и перехватываемого двумя электромагнитными зажимами, выполненными в виде пакета чередующихся и взаимодействующих с пластинами многослойного магнитострикционного элемента неподвижных мембран. Ири поочередном срабатывании зажимов и намагничивающей катущки магнитострикционный элемент получает дискретные щаговые перемещения.

Это устройство является наиболее близким к описываемому по технической сущности и достигаемому результату. Однако известный магнитострикционный привод имеет ощибки перемещения, возникающие из-за изгиба и

смещения магнитострикционного элемента при эксцентричном приложении осевой нагрузки. Кроме того, выполнение этого элемента гибким не позволяет приводу работать со знакопеременной нагрузкой. Это ограничивает область применения известного привода.

В предлагаемом приводе пластинчатый элемент выполнен П-образной формы, полюсные наконечники которого выполнены с поперечной

жесткостью, меньщей, чем нонеречная жесткость сердечника между полюсными наконечниками, взаимодействующими с мембранами неподвижной части электромагнитных зажимов, причем сердечник расположен в нанравляющей поступательного перемещения.

Такое выполнение нривода позволяет повысить точность работы и расщиряет возможности магнитострикционного привода, а также позволяет исключить осевые смещения, вызванные эксцентричностью нагрузки.

Ла фиг. 1 показан магнитострикционный привод; на фиг. 2 - то же, продольный разрез. Жесткий многослойный пластинчатый элемент магнитострикционного нривода представляет собой набор чередующихся П-образных и прямоугольных тонких пластин из магнитострикционного материала типа никеля, пермендюра и т. д. В вырезе сердечника 1 П-образного элемента располагается намагничивающая катущка 2, неподвижно закрепленная на

основании 3 привода. Пластины П-образного магнитострикциоиного элемента скреплены между собой по всей длине сердечника, длина которого равна длине прямоугольных тонких пластин. Полюсные наконечники 4 магнитострпкционного элемента выполнены из гибких в поперечном направлении пластин, скрепленных между собой по длине и расположенных с зазором между стальными мембранами 5, представляющими неподвижную часть электромагнитных зажимов А и Б. Отношение длины и ширины гибких полюсных наконечников 4 и мембран 5 к их толщине таково, что продольная жесткость мембран в 500- 1000 раз выше поперечной жесткости, в направлении которой происходит сжатие пакета полюсных наконечников и мембран. Края стальных мембран 5 в месте их прикрепления к основанию 3 разделены прокладками, толщина которых равна сумме толщины П-образной пластины магнитострикционного элемента и величины зазора, необходимого для свободного хода одного из полюсных наконечников П-образного элемента. Зажимы А и Б приводятся в действие электромагнитом 6 с намагничивающей катушкой 7 и якорем 8. Неподвижный упор 9 используется для сжатия пакета, образованного из пластин полюсных наконечников 4 и мембран 5 зажимов А и Б. Магпитострикционпый элемент находится в направляющей 10 поступательного перемещения, например качения, расположенной на основании 3.

Магнитострикпионный привод работает следующим образом.

В отключенном состоянии еба электромагнитных зажима А и Б зажаты и магнитострикпионный элемент зафиксирован. Это достигается тем, что якорь 8 сердечника прижимается пружиной (на чертеже не показана) к упору9.

При подаче вправо первый управляющий импульс подается одновременно на катушку 7 зажима А и намагничивающую катушку 2 элемента, при этом якорь 8 притягивается к сердечнику электромагнита 6 и зажим А раскрывается. Одновременно намагничивающая катушка 2 создает магнитный поток в магнитострикционном элементе, больщая часть которого замыкается в сердечнике 1. В соответстВИИ с эффектом магнитострикции никелевый

элемент укорачивается и его левый торец получает небольшое перемещение вправо. При снятии управляющего импульса якорь 8 под действием пружины сжимает мембраны и взаимодействующие с ними полюсные наконечники 4 элемента, прижимает их к упору 9 и. зажим А закрывает ся. Одновременно с этим ток подается в катушку 7 электромагнитного зажима Б и он раскрывается. Так как ток в катушке 2 отсутствует, магнитострикционный элемент принимает свои прежние размеры и его правый торец перемещается вправо. Этим заканчивается цикл работы привода, и он подготавливается для отработки нового управляющего импульса.

Для правильной работы привода зажимы А и Б должны работать с некоторым перекрытием. Если необходимо осуществить подачу влево, то первый управляющий импульс подается на катушку 7 зажима Б, а вся последовательность операций остается аналогичной. Направляющая 10 качения, закрепленная на основании 3, повышает точность перемещения магнитострикционного элемента.

Формула изобретения

1.Магнитострикциопный привод металлорежущего станка, выполненный в виде магнитострикционного многослойного пластинчатого элемента, перехватываемого электромагнитными зажимами, выполненными в виде пакета чередующихся и взаимодействующих с пластинами магнитострикционного элемента мембран, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, работы и расширения возможностей применения, пластинчатый элемент выполнен П-образной формы, его полюсные наконечники выполнены с поперечной жесткостью меньшей, чем поперечная жесткость сердечника между полюсными наконечниками, взаимодействующими с мембранами неподвижной части электромагнитных зажимов.

2.Привод по п. 1, отличающийся тем, что, с целью исключения осевых смещений, сердечник расположен в направляющей поступательного перемещения.

Источник информации, принятый во внимание при экспертизе:

1. Авт. св. СССР № 428910, М. Кл. В 23Q 5/10, 02.12.72 (прототип).

т//////

-

.//Хх У//ХХ//Х/Х/.

I //

//

..Ж.

х/Х/ХЛ//

/

Дххххххххх

/XXy/XyX/lXXX

i

I ф-нф-4-;

.

Фиг. г