П’єзоелектричний двигун

Использование в качестве микродвигателей в системах автоматики, следящих системах, для автомобильных стеклоочистителей и в других силовых .приводах, где требуется значительный пусковой момент. Двигатель содержит коаксиально расположенные ротор и статор, по меньшей мере один осциллятор в виде кольцевого пьезоэлемента с электродами и поляризацией, обеспечивающей возбуждение радиальных колебаний а также упругие пластины-толкатели, прижатые одним концом к боковой поверхности ротора. Цель изобретения - увеличение предельно допустимой мощности двигателя и обеспечение ремонтоспособности его при износе толкателей Для этого осциллятор содержит металлическую шайбу, которая через пленку звукоизолирующего материала прижата к торцевой поверхности по меньшей мере одного пьезоэлемента с помощью резьбового соединения, акустически изолированного от пьезоэлемента и шайбы Толкатели закреплены на цилиндрической поверхности шайбы 5 ил Изобретение относится к пьезотехнике, а именно к пьезоэлектрическим двигателям, и может быть использовано например, для стеклоочистителей автомобилей и в других силовых приводах, требующих значительного пускового момента Цель изобретения - увеличение предельно допустимой мощности двигателя и обеспечение ремонтоспособности двигателя при износе толкателей На фиг 1 показан пьезоэлектрический двигатель, вертикальный разрез, на фиг 2 и 3 - варианты выполнения статора пьезоэлектрического двигателя на фиг 4 и 5 - способы закрепления пластин-толкателей по шайбе из непьезоэлектрического материала Пьезоэлектрический двигатель содержит ротор 10 и статор 12 (фиг 1) Конструк ции статора показаны на фиг 1, 2 и 3 Для удобства описания позиции всех деталей на указанных фигурах совпадают Статор 12 состоит из корпуса 1 в котором монтируются подшипники 11 На цилиндрической части статора смонтированы шайба 2 из непьезоэлектрического звукопроводящего материала например из стали, и пьезоэлемент 4 между которыми расположена пленка 8 из звукоизолирующего материала например фторопласта Указанные выше детали через стакан 7, выполненный, например из фторопласта, и прокладки 9, выполненные, например, из резины акустически изолированы от корпуса 1 и с помощью гайки 5 плотно прижаты друг к другу На шайбе 2 закреплены упругие пластины-толкатели 3. прижатые одним концом к боковой поверх 21-93 J-J)r го о 00 ю о 1820820 ности ротора 10 (фиг.1) и выполненные, например, из стали 65Г2ПС Пластины-толкатели 3 закреплены на шайбе с помощью пайки (фиг.4) или обжимом (фиг,5). Пьезоэлемент выполнен в виде пьезоэлектрического диска с отверстием и с электродами на боковых или цилиндрических поверхностях, которые подключены к источнику переменного напряжения (на фиг 1-5 не показаны). Направление поляризации (на чертеже не показано) перпендикулярно поверхности электродов. Двигатель работает следующим образом. При подаче на электроды пьезоэлемента 4 переменного электрического напряжения с частотой, равной частоте резонанса радиальных колебаний осциллятора, в пьезозлементе возбуждаются радиальные колебания. Так как пьезоэпемент 4 через пленку 8 прижат к шайбе 2, то между ними существует акустическая связь (так как толщина пленки значительно меньше длины волны), благодаря которой ультразвуковые колебания пьезоэлемекта возбуждают радиэльные колебания шайбы. Эти колебания максимальны тогда, когда собственные резонансные частоты радиальных колебаний пьезоэлемента и шайбы совпадают. (Для этого отношение диаметров шайбы и пьезоэлемента выбирают равным отношению скорости звука в материалах, из которых они сделаны). Под действием указанных колебаний периодически изменяется диаметр шайбы 2. При этом пластины-толкатели 3, прижатые к цилиндрической поверхности ротора 10, несколько изгибаются и за счет сил трения сообщают ротору 10 вращающий момент. При этом в пластинах-толкателях 3 гйнерируется волна изгибных колебаний, которая распространяется вдоль толкателей до места их закрепления на шайбе 2 За цикл, когда диаметр шайбы 2 уменьшается, 5 Ю 15 20 25 30 35 40 волна изгиба отводит конец толкателя от ротора 10. позволяя толкателю возвратиться а исходное состояние. Таким образом, на конце толкателя взаимодействуют два типа акустических колебаний - продольные и изгибные, и при работе двигателя с высоким КПД конец пластины-толкателя 3 движется по эллипсу. Рассматриваемая конструкция пьезоэлектрического двигателя позволяет значительно повысить прочность соединения толкателей до значений прочности на разрыв материала самого толкателя. За счет этого в несколько раз по сравнению с прототипом возрастает импульсная мощность пьезоэлектрического двигателя. При этом обеспечивается замена шайбы с толкателями или замена самих толкателей при их износе, без разрушения пьезоэлемента. являющегося наиболее дорогой частью пьезоэлектрического двигателя. Формула изобретения Пьезоэлектрический двигатель, содержащий коаксиально расположенные ротор и статор, по крайней мере один осциллятор радиальных колебаний в виде дискового пьезоэлемента с электродами и центральным отверстием, установленный на статоре, и упругие пластины-толкатели, прижатые одним концом к боковой поверхности ротора, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью увеличения предельно допустимой мощности и обеспечения ремонтоспособности при износе топкателей, осциллятор снабжен по крайней мере одной металлической шайбой, прижатой по крайней мере через одну пленку звукоизолирующего материала к торцевой поверхности по крайней мере одного пьезоэлемента с помощью резьбового соединения, акустически изолированного от пьезоэлемента и шайбы, причем толкатели закреплены на цилиндрической поверхности шайбы. 1820820 Фиг/ Фиг. 2 Фиг. 5 1820820 Фиг 3 Составитель В Артеменко Редактор Ж Рожкова Техред М Моргентал Корректор М Петрова Заказ 1898/ДСП Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская нэб 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г Ужгород, ул Гагарина, 101