Магнитострикционный привод линейных перемещений Советский патент 1981 года по МПК F16H21/04 B23Q5/00 

Изобретение относится к машиностроению, а именно к приводам малых линей- . ных перемещений, в частности магнитострикционных. Известен магнитострикционный привод линейных перемещений, содержащий катущ ку, создаюгцую магнитное поле, элемент, линейно перемещаемый под воздействием магнитного поля, вьшолненный в виде одной или нескольких биметаллических пластин или дисков, один из металлов которых обладает магнитострикционными свойствами, а другой не обладает ими l . Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является магнитострикпионный привод линейных перемещений, содержащий опорную плиту с закрепленным на ней ста каном из материала с отрицательной магнитострикцией, стержень из материала с положительной магнитострикцией, соединенный со стаканом посредством замыкаю щей пластины и намагничивакщую котуш- ,ку. Замыкающая пластина выполнена в форме диска 2 . Недостатком магнитострикционного привода таких конструкций является выделение большого количества тепла за счет повышенного количества потребляемой мощности, обусловленное тем, что для осуществления перемещения при подаче необходимо пропускать через намагничивающую катущку токи значительной величины, что приводит к выделению большого количества тепла и в некоторых случаях является нарушением режима работы устройств. Значительное выделение тепла намагничивающей катушки приводит к изменению температуры, а следовательно, и линейных размеров узлов машины. К недостаткам устройства следует отнести также выполнение активных элементов форме сплошного диска, вследствие чего часть изгибающего момента расходуется на преодоление сил деформации диска, а линейное удлинение активного элемента уменьшается. Кроме того, недостатком устройства является сравнительно Gojibinnp его габариты. В некоторых устройствах необходимо получить максимальную подачу при сравнительно небольших габаритах магнитостриктора. Например, существующие конструкции делительных машин для нарезания дифрак-, ционных решеток позволяют применять в них магнитострикционрые устройства дпийой не более 10О мм, поскольку магнитостриктор располагается в ограниченной по габаритам зоне между главным винтом гайсой и кареткой делительной машины. Цель изобретения - уменьшение выделения тепла за счет уменьшения потреб- . ляемсй мощности при сохранении величины линейного перемещения. Указанная цель достигается тем, что р, известном магнитострикционном приводе линейных перемещений, содержащем опорную плиту с закрепленным на ней стаканом из материала с отрицательной магнитострикцией, стержень из материала с положительной магнитострикцией, соединенной со стаканом посредством замыкающей пластины и намагничивающую катушку, за мыкающая пластина выполнена бимагнитострикпионной в форме крестовины, обращенной к стакану и стержню элементом с положительной магнитострикцией, при этом намагничивающая катушка вьгаопнена многосекционной, между соседними секциями которой установлены дисковые замыкатели магнитного потока. На чертеже представлен магнитостриктор линейг-Ш1х перемещений. На опорной плите 1 закреплен стакан 2 ИЗ материала с отрицательной магнитострикцней. Стержень 3 из материала с положительной магнитострикцией соединен со стаканом 2 посредством замыкающей пластины 4, выполненной бимагнитострик- дионной в форме крестовины, обращенной к стакану и стержню элементом 5 с положительной магнитострикцией. Внутри стакана 2 помещена намагничивающая катушка б, выполненная магнитосекционной меж ду сосе;:шими секциями 7, 8 и 9, которой соответс-твенно установлены дисковые заглэхкатели 1О и 11 магнитного потока. Магнитострикционный привод линейных перемещений работает следующим образом Через намагничивающ}то катушку 6 пропускают электрический ток, который создает магнитш го потоки, замыкаюишеся через стакан 2, опорную плиту 1, стержень 3, дисковые оамыкатели Ю и J 1 и зa ыкaюlцyю би мпттострикшюпнук) тп-чстину 4, при этом стержень 3 перемешается в сторону опорной плиты 1 под суммарным воздействием трех элементов, а именно за счет удлинения самого стержня 3, так как он выполнен из материала с положительной магнитострикцией, за счет сокращения линейных размеров стакана 2, выполненного из материала с отрицательной магнитострикцией, и за счет прогиба биметаллической замыкающей пластины 4, обращенной к стержню элементом 5 с положительной магнитострикцией. Вследствие чего для получения требуемой величины подачи какого-либо рабочего элемента, например каретки делительной мащины, через катушку 6 магнитострикционного привода можно будет пропустить электрический ток меньшей силы, чем при использовании магнитострикционных приводов известных конструкций. Линейное перемещение стержня 3 и стакана 2 увеличивается также за счет наличия дисковых магнитных замыкателей 10 и 11, так как они способствуют уменьшению магнитосопротивления устройства. Катушку магнитострикционного привода вьшолняют многосекционной с установкой между секпнями 7, 8 и 9 дисковых замыкателей 10 и 11 магнитного потока. Магнитный поток, проходящий по цепи, содержащей стакан 2 и стержень 3, можно записатьF У- tt. где F ; п - магнитодвижущая сила; 3 - сила тока; YI - число витков в обмотке катушки 6 индуктивности; алина, площадь и магнитная проницаемость соотвественно различных элементов магнитной цепи. С другой стороны, магнитный поток, проходящий через любой Магнитострикционный элемент, например стержень 3, можно представить в виде S,. де Н, В. - найряженность магнитного поля и магнитная индукция для данного элемента. елая допущения об отсутствии рассеиваия магнитного потока в воздухе, одноодности его по всему объекту магнитотрикционных эпемнетов, а также пренебегая магнитным сопротивлетшйм торцоых сторон магнитострикциоиного привода, риравнивая оба вьппепрш-рпмпплх пьгряже