Приводной узел лентопротяжногоМЕХАНизМА Советский патент 1981 года по МПК G11B15/40 

Изобретение относится к приборостроению, в частности к приводньвл устройствам, предназначенным для исполь зования в лентопротяжных механизмах электромеханических систем вводи и вывода информации вычислительных машин, а также в аппаратуре магнитной записи и воспроизведения. Известны приводные устройства лентопротяжных механизмов, в которых вращение вала с маховиком осуществля ется тангенциальной силой, создаваемой вибрирующими пьезокерамическими элементами, сопряженными со ступенча тым концентратором продольных колебаний, суженная часть которого сопря жена непосредственно через износосто кий наконечник, а широкая часть подпружинена. Эти устройства экономичны, имеют малые габариты и создают достаточно равномерное вращение вала 1 и 2J., Наиболее близким по технической сущности к изобретению является ведущий узел лентопротяжного механизма , содержащий вращающийся вал, укрепленный в маховике, пьезоэлектрический вибратор, соединенный со ступенчатым концентратором продольных колебаний, суженная часть которого через износостойкий наконечник сопряжена с одним торцом маховика, другой торец которого снабжен про кладкой, причем акустическое затухание материала прокладки больше акустического затухания материала маховика з. в устройстве уменьшена неравномерность скорости вращения вaлa однако оно имеет низкий вращающий момент на валу и сравнительно иизкий коэффици ент полезного действия (КПД). Цель изобретения - повышение враающего :момента и КПД приводного узла лентопротяжного механизма. Поставленная цель достигается тем, что маховик выполнен в виде диска, собственная частота поперечных колебаний которого совпадает с частотой колебаний вибратора, а узкий конец концентратора пьезоэлектрического вибратора сопряжен с торцом маховика в зоне узловой окружности стоячей волны возбуждаемых в маховике колебаний. На фиг. 1 и 2 изображен -приводной узел летопротяжного механизма в двух проекциях.

Устройство состоит из пьезоэлектрического вибратора 1, выполненного в виде двух дисков или колец, соединенных С генератором 2 питания. Вибратор 1 соединен с широкой частью ступенчатого концентратора 3 продольных колебаний, укрепленного на корпусе 4. Суженная часть 5 ступенчатого конЦентратора 3 сопряжена с наконечником б, выполненн1г м из износоустойчивого; фрикционного материала. Наконечник 6 сопряжен с торцом ,7 маховика 8, укрепленного на вращающемся в корпусе 4 валу 9..Маховик 8 выполнен в виде диска, собственная частота поперечных колебаний которого совпадает с частотой колебаний вибратора . Его второй торец 10 снабжен прокладкой 11 из-материала, акустическое затухание которого больше акустического затухания материала маховика 8. На фиг. 1 изображена эпюра 12 мгновенной картины стоячей поперечной волны возбуждаемых Б маховике 8 собственных колебаний. Показан наконечник б суженной части 5 ступенчатого концентратора 3, сопряженный с торцом 7 маховика 8 в зоне, где собственные поперечные колебания маховика 8 отсутствуют или минимальны. Эта зона называется нулевой или узловой и на второй проекции устройства (фиг. 2) она показана в виде узловой окружности 13 или 14. Ступенчатый концентратор 3 несколько наклонен к плоскости торца 7. маховика 8. Этот наклон выбирается из конструктивных соображений. На фиг. 1 эпюрой 15 показан момент расстройки системы в случаеJкогда частота собственных колебаний маховика 8 понижается под влиянием внешних возмущений.

Устройство работает следующим образом.

При подключении пьезоэлектрического вибратора 1 к генератору 2 питания усиленные ступенчатым концентратором 3, установленном в корпусе 4, продольные колебания передаются через суженную часть 5 наконечнику б, который выполнен из износоустойчивого фрикционного материала. В результату наконечник б периодически сме- вдается в направлении торца 7 маховика 8. Таккак наконечник б сопряжен с корцом 7 эксцентрично оси вала 9, то между наконечником б и маховиком 81появляется тангенциальная сила, приводящая к вращению вала 9, скрепленного с маховиком 8. Вал 9 может быть сопряжен с носителем информации (не показан) или связан с катушкой (не показана), на которой размещен носитель информации.От периодического силового воздействия наконечника б на торец 7 в маховике-диске 8 воз-буждается поперечное (изгибное) колебание с длиной волны, соответству-г. ющей одной из собственных частот маховика-диска 8. В результате в маховике 8 устанавливается стоячая волна 12 с соответствующим распределением пучностей колебаний и узловых окружностей, в которых колебания отсутствуют. В общем случае, когда размеры - маховика выбираются произвольно, распределение пучностей и узловых окружностей в стоячей волне колеблющегося маховика 8 случайно по отношению к наконечнику б. И более чем вероятно в Области контакта наконечника 6 с торцом 7 оказывается пучность собственных колебаний маховика 8. Это приводит к тому, что в активной фазе работы вибратора 1 увеличивается проскальзывание наконечника б 5 по поверхности торца 7 маховика В, отсюда падает вращающий момент по валу,и КПД устройства оказывается низким ,

0 В изобретении приводной узел маховика 8 выполнен в виде диска резонансных размеров. Это позволяет исключить случайное распределение пучностей 12 и узловых окружностей 14 и

2 13 в стоячей волне колеблющегося маховика 8, так как с выбором резонансных размеров маховика-диска 8 точно задаются и определяются места расположения узловых окружностей, в зоне которых осуществляется сопряжение

.наконечника б с торцом 7. В этом случае собственные колебания маховика 8 не изменяют условий передачи энергии в области контакта наконечника б с торцом 7 и тем самым возрастает вращаг

5 ющий момент на валу 9. Сопряжение наконечника в суженной части 5 концентратора 3 осуществлено в зоне узловой окружности 13.

При воздействии на приводной узел

0 внешних возмущений, факторов изменяющейся нагрузки -на валу 9 появляющаяся незначительная расстройка всей системы не приводит к существенному снижению вращающего момента, так как при расстройке (см. фиг. 1 эпюра 15) наконечник б остается в зоне узловой окружности 13, где изгибные колебания маховика 8 имеют низкую интенсивность.

Изобретение позволяет существенно

повысить технические характеристики приводного узла лентопротяжного механкзма. По сравнению с известным КПД предлагаемого приводного узла повышается за счет снижения энергети-

ческих затрат и потерь на трение в области контакта наконечника ступенчатого концентратора с поверхностью торца маховика и в подшипниках вала. Повышение вращающего момента на валу

достигается созданием лучших условий передачи энергии .от наконечника ступенчатого концентратора маховику путем исключения проскальзывания во фрикционной паре наконечник - торец

маховика.