Вибродвигатель Советский патент 1980 года по МПК H02N2/12 H01L41/09 

(54) В ИБРО ДВИГАТЕЛЬ

Изобретение относится к электрическим двигателям и может быть использовано при разработке электродви гателей малой мощности. Известен вибродвигатель, содержагдай пьезокерамический преобразовател колебаний, сопряженный с многоступен чатым концентратом,подпружиненным к ротору 1. Недостатком такого двигателя явля ется небольшой момент вргидения на валу. Известен также вибродвигатель содержащий соединенный с валом ротор из упругого материала, выполненный в виде резонатора радиаЛьных или про дольных колебаний, и подпружиненный к ротору электромеханический преобразователь, соединенный с источником питания 2. Недостаток известного двигателя состоит в низкой износостойкости пре разователя и ротора. Цель предлагаемого изобретения повышение износостойкости преобразователя и ротора. Для этого в двигателе применена прокладка из акустически мягкого материала, например, пластмассы, которая сопряжена с контактирующей с преобразователем частью ротора, причем толщина прокладки где- - длина волны колебаний, распространяюощхся в материале, из которого выполнена прокладка, а резонансный размер ротора , А - длина волны paдкaльньfx или продольных колебаний в роторе. На фиг.1 показан вибродвигатель, с ротором, выполненным в виде резонатора радиальных колебаний, вид сверху; на фиг.2 - крепление ротора к валу в вибродвигателе на фиг.1; на фиг.З изображен вибродвигатель с ротором, выполненным в виде резонатора продольных колебаний. Вибродвигатель (фиг.1) содержит колеблю ;1Ийся элемент 1, выполненный в виде концентратора продольных колебаний, подпружиненного к металлическому ротору 2, выполненному в виде четвертьволнового резонатора

радиальных колебаний, частота которых совпадает с частотой возбуждения колеблющегося элемента. Ротор сопряжен с пластмассовой прокладкой 3. Толщина прокладки 3 (фиг.2) составляет 1/16 длины волны радиальных колебаний в пластмассе. Резонансный размер ротора составляет 1/4 длины волны радиальных колебаний в металле. Ротор 2 прикреплен к валу 4 посредством фланца 5, причем так, что его акустическая связь с фланцем минимсшьна.

: Колеблющийся элемент 6 (фиг.З) подпружинен к торцу ротора 7. Ротор 7 выполнен в виде резонатора продольных колебаний, высота которого составляет 1/4 длины волны продольных колебаний, распространяю1аихся по вцсоте ротора. Торец ротора 7 сопряжен с пластмассовой прокладкой 8, тфидина 4 которой составляет 1/1 fi длины волны продольных колебаний в пластмассе.

.При возбуждении колеблющегося элемента 1 от генератора возбуждения высокочастотных колебаний (на чертеже не показан) в нем возникают ультразвуковые механические колебания, колебательная энергия которых приводит во вращение ротор 2. При этом износ колебательного элемента . значительно уменьшается, так как он

Зависимость момента М на валу от толщины прокладкиЛ.

Зависимость суммарного износа приводного элемента и ротора от времени i и толщины прокладки Д,

Формула изобретения

Вибродвигатель, содержащий соединенный с валом ротор из упругого маконтактирует с акустически мягким материалом,

Значительного уменьшения момента вращения вала не происходит по следующим причинам.

Входное акустическое сопоотивленйе пластмассы значительно ниже вьгходного акустического сопротивления колеблющегося элемента, поэтому периодически происходит деформация прокладки 3. За счет этого увеличивается сила сцепления, а следовательно, и момент вращения ротора. При этом слишком сильной деформации препятствуют небольшая толщина прокладки 3, а также упругость ротора 2. Так как ротор 2 выполнен четвертьволновым и его акустическая связь с фланцем 5 минимальна, он хорошо отражает колебания. Отраженная составляющая колебательной силы увеличивает силу сцепления колебательного элемента с ротором. Отражение колебаний от поверхности ротора 2 предотвращает потери энергии колебаний на нагрев ротора.

Преимущество вибродвигателя заключается в том, что в нем повышена износостойкость контактирующих элементов без значительного уменьшения момента вращения на валу (см.таблицы 1,2) .

Таблица 1

Т а б л и ц а 2

териала, выполненный в виде резонатора радиальных или продольных колебаний и подпружиненный к ротору электромеханический преобразователь, соединенный с источником питания, о т ли ч аю щи и с я тем, что, с целью повышения износостойкости преобразователя и ротора, в нем применена прокладка из акустического мягкого материала, например, пласт