Линейный электродвигатель Советский патент 1979 года по МПК H02K33/00 G11B15/00 

(54) ЛИНЕЙНЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ

Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано в различной радиотехнической ,и электротехнической аппаратуре, где возникает необходимость в линейном перемещении выбранного объекта с повышенной точностью и относительно малыми энергетическими затратами. Известен электродвигатель, в кото ром держатель объекта, подвергающийся перемещению, сопряжен с кулисным механизмом. Вращательное движение преобразуется в поступательное. В связи с тем, что точность.перемещени объекта в этих случаях недостаточно высокая, объект линейно перемещали с помощью пьезопреобразователей 2. Однако мощность такого электродвигателя весьма малая, а точность работы нэвысокая, что связано со сложностью изготовления идентичных пьезопластин как по содержанию, так и по форме. Кроме того, настройка электродвигателя, выполненного на базе пьезоплас тин, также оказалась сложной. Более простым в эксплуатации является линейный электродвигатель, в котором роль якоря выполняет непрерывно двигающаяся лента, металлизированная со стороны одной из плоское тей 1. Но достаточно заменить в таком электродвигателе ленту на более массивный стержень, как он начинает терять мощность и у него ухудшается равномерность движения якоря. Известен также линейный электродвигатель (ЛЭДГ), который статор, перемещающийся относительно статора подвижный элемент, выполняющий роль якоря, торцовые круглые подшипниковые щиты, каждый из которых выполнен с центральной полостью для подвижного .элемента 3. Такая конструкция позволяет перемещать подвижный элемент, имеющий достаточно большой вес, но использовать ее для перемещения объекта с повБпяенной точностью затруднительно по ряду конструктивных причин. Кроме того, энергетически затраты таковы, что удельная мощность оказывается недостаточной, а настройка самого ЛЭДГ сложной. Целью изобретения является повышение надежности эксплуатации ЛЭДГ, его удельной мощности и коэффициента полезного действия, а также упрощение настройки и увеличение точности перемещения подвижного элемента. Это достигается за счет того, что подшипниковые щиты ЛЭДГ выполняются с глухими пазами, открытыми в сторону центральной полости, и с резьбовыми отверстиями, расположенньами меж ду внешней поверхностью щита и основанием паза, при этом в каждый из последних введены послед ов а ельно рсгаэДёЩённые регулировочный винт, установленный в резьбовом отвёрстии, пружина, П-образный кулачок с отверс иями в боковых стенкахj установленная в этих отверстиях ось и взаимодействующие с ней элементы качения, опирающиеся на поверхность перемещаю щегося якоря. Кроме того, в предлагаемом электродвигателе пазы, кулачок, ролик и сам подшипниковый щит выполнены раз,- - ными по форме. ,, , . . ., ..,.,;, ,,.. : . На фиг.1 показан описываемый ЛЭДГ общий вид;на фиг.2 - подшипниковый щит,имеющий совместно с центральной полостью круглую форму;на фиг. 3 то же, но щит и центральная полость имеют форму прямоугЪльнйка; на фиг. 4 - щит с дополнительными боковыми , пружинами; на фиг. 5 - щит с ци линдрическими Пружинами в пазу; на фир. 6 - щит с боковыми вкладышами; на фиг. 7 - щит с пазами и роликами имеющими форму, отличную от прямоугольной; на фиг. 8 - щит с удвоенньм количеством пазов на каждой стороне; на фиг. 9 - щит с удвоенным количеством пазов на противоположных двух сторонах; на фиг. 10- щит с тремя пазами; на фиг. 11 - щит с рег лировочными винтами, расположенными со стороны центральной полости и на фиг. 12 - кулачок, с одним элементом качения. Электродвигатель состоит из статора 1, перемещающегося подвижного элемента 2, выполняющего роль якоря и круглых торцовых подшипниковых щитов 3. Каждый подшипниковый щит состоит из корпуса 4, крышки 5, элемен тов качений 6, в частном случае подшипников, роликов 7, осей 8, пружин 9. Пружины расположены между регулировочным винтом 10 и П-образным кулачком 11. Последовательноразмещен. ные регулировочный винт 10, пружина 9, кулачок 11 и ролик расположены в полости паза . Таких пазов может 6ыть,несколько. . Щит может форму, отличную от круглой (см.фиг.З). В данном случае щит имеет форму, близкую к пря Моугольнйку. Но в общемслучае и сам щит, и его центральная полость 1 могут иметь форму любого многоугольника или эллипса. Для снижения стоимости обработки кулачков и пазов, т.е. при необходимости уменьшения точности обработки их, в щите могут быть использбваны дополнительные.боковые пружины 14 (фиг.4), имеющие либо ФОРМУ пластины

.либо витые (фиг.5). Но в этом случае пружины 15 в полости паза ограничиваются полочкой 16, а пружины 17, установленные сбоку базовой поверхности паза, - полочкой 18. Вместо ббковыхпружин могут быть использованы вкладыши 19 (фиг.6), что в еще большей степени удешевляет изготовление щитов. На фиг.2 ролики 7 имеют в поперечном сечении форму круга. При необходимости ролик может иметь совершенно иную, отличную от окружности форму (см.фиг.7), например фигуру шести- иди восьмигранника. Может и .изменяться количество пазов в щите: их может быть три (фиг.10) и больше (фиг.8 и 9). В случае, когда якорь (подвижный элемент 2) остается неподвижным, а перемещающимся оказывается статор, регулировочные винты могут быть расположены со стороны центральной полости (фиг.11). Для удешевления конструкции в качестве ролика может быть использован лишь один подшипник 20, установленный на оси 21 и ограниченный ш&йбами 22 (фиг.12). При воздействии регулировочного винта 10 на пружину 9 усилие передается на ролик 7 или подшипник 20. Ролик взаимодействует с поверхностью перемещающегося элемента. А так как роликов с кулачками в каждом щите не менее трех, то вне зависимости от меры износа (безусловно,в приемлемых пределах) ролика или перемещающегося элемента последний всегда имеет повышенную точность движения. Описанная конструкция ЛЭДГ позволяет примерно на порядок уменьшить время настройки и щитов, и двигателя в целом, а также примерно в полтора раза увеличить коэффициент полезного действия последнего и во столько же раз повысить точность хода перемещающегося элемента. Формула изобретения 1. Линейный электродвигатель, содержащий статор, перемещающийся относительно статора подвижный элемент, выполняющий роль якоря, и торцовые круглые подшипниковые щиты, каждый из которых выполнен с центральной полостью для подвижного элемента, Отличающийся тем, что, с целью повышения надежности эксплуатации, удельной мощности и коэффициента полезного действия, а также упрощения настр1Ойки и увеличения точности перемещения подвижного элемента, подшипниковые щиты .выполнены с глухими пазами, открытыми в сторону центральной полости, и с резьбовыми отверстиями, расположенными меялУ внешней поверхностью щита и основанием паза, при этом в каждый из по- следних введены последовательно раэмещенные регулировочный винт,устано ленный в резьбовом отверстии,пружин П-образный кулачок с отверстиями в ковых стенках, установленная в этих отверстиях ось и взаимодействующие с ней элементы качения, опирающиеся на поверхность Перемещающегося якор 2. Электродвигатель по п.1, от личающийся тем, что подшип никовые щиты выполнены со стороны внешней и внутренней образующей по форме, отличной от окружности, например по форме многоугольника ил1 эллипса. 3.Электродвигатель по пп.1-и 2, отличающийся тем, что каждый подшипниковый щит выполнен с тремя и большим количеством глухих пазов, расположенных на одинаковом расстоянии один от другого. 4.Электродвигатель по пп.1 и 2, отличающийс я тем, что каждый подшипниковый щит выполнен с тремя и большим количеством глухих пазов, расположенных на разном расстоянии один от другого. 5.Электродвигатель по пп.1,2,3 и4, отл.ичающийся тем, что каждый кулачок снабжен двумя подшипниками и одним роликом, опира щимся на поверхность перемещающегос якоря. 1 I 6.Электродви гатель по п.5, о тличающийся тем, что ролик в поперечном сечении имеет форму окружносгн. : 7.Электродвигатель по п.5, о т л и ч а Ю щ и и с я тем, что ролик имеет в поперечном сечении форму, отличную от окружности, например форму многогранника. 8.Электродвигатель по пп. 1-7, отличающийся тем, что, с целью возможного снижения точности обработки поверхности кулачков и глухих пазов и удешевления процесса обработки, он снабжен дополнительными боковыми пружинами. 9.Электродвигатель по пп. 1-7, отличающийс я тем, что он снабжен боковыми вкладышами. 10.Электродвигатель по пп.1-9, отличающийс я тем, что регулировочные винты расположены со стороны центральной полости подшипниковых щитов. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство № 440695, кл. G 11 В 15/26, 1975. 2.Авторское свидетельство № 387428, кл. G 11 В 15/60, 1973. 3.Заявка 2011241/10, 11.04.74, кл. Н 02 К 33/12, по которой принято решение о выдаче авторского свидетельства.

fus.3

74

иг.

19

iPui.S

9аг.7

ui.ff