Вибродвигатели

УСТРОЙСТВА С НЕПРЕРЫВНЫМ ПЕРЕМЕЩЕНИЕМ

Основные характеристики вибродвигателей, работающих в режиме не­прерывного перемещения, — номинальная скорость при номинальной инер­ционной или силовой нагрузке, коэффициент неравномерности скорости и диапазон регулирования средней скорости.

Вибродвигатели линейного и вращательного движения. На рис. 6.1 приведен общий вид автономного реверсивного вибродвигателя широкого назначения ВИБ-16, основные характеристики которого даны в табл. 6.1. В вибродвигателе применен преобразователь продольных и изгибных коле­баний (см. рис. 2.8 е), допускающий раздельное регулирование амплитуд и фаз тангенциальной и нормальной составляющих колебаний в зоне контак­
та, т. е. оптимизацию параметров колебаний по быстродействию с учетом величины и характера нагрузки. В схему вибродвигателя введено электро­механическое демпфирующее устройство, предназначенное для управления добротностью преобразователя бы в пределах (QJmax I (6jmin ~ (8-10). Устройство состоит из преобразователя ко­лебаний в виде пьезокерамической пластин­ки, упруго прижатой к основному преобра­зователю вибродвигателя. Регулированием относительной фазы колебаний основного и дополнительного преобразователей произ­водится управление величиной общей энер­гии. поглощаемой в зоне контакта обоих преобразователей. Таким образом, двига­тель может работать как в шаговых режи­мах, максимальное быстродействие которых зависит от добротности системы, так и в режиме установившейся скорости.

Вибропреобразователи, схемы которых приведены на рис. 2.8, обеспечивают сим­метрический реверс скорости подвижного звена и отвечают многим требованиям при­менимости преобразователей вибродвигателей. На их базе создана серия вибродвигателей линейного и вращательного движения, конструктивные схемы, габаритные размеры и общий вид которых приведены на рис. 6.2 и 6.3. Как показывают технические характеристики, диапазон скоростей и моментов достаточно широк для устройств общего применения (табл. 6.2 и 6.3).

Таблица 6. і

Долговечность разработанных вибродвигателей (порядка 2 тыс. ч) обес­печивалась выбором материалов контактных пар. Поверхность подвижного звена покрывалась слоем металлокерамики ВК-6, а к преобразователю прикреплялась керамика типа ХС-22.

Рис. 6.2. Конструктивные схемы и общий вид вибродвнгателей линейного перемеще­ния: 1 — корпус: 2 — вибропреобразователь; 3 — ползун; 4 — опоры ползуна; 5 — пру­жины упругого натяга; 6 — прижимный элемент

Устройства с широким диапазоном регулирования скорости. Задачи измерительной техники, астрономии и других областей требуют реализации устройств, имеющих широкие диапазоны регулирования угловой или линей­ной скорости, доходящие ДО VK max/®K min = 105 — 106. С>'ЩЄСТВуюЩИЄ МЄТОДЬІ решения этих задач либо сложны и неудобны в управлении (применение ва­риаторов и многоступенчатых редукторов), либо не перекрывают всего Диапазона скоростей (импульсные электродвигатели).

Применение вибродвигателей для привода подобных устройств основано на использовании амплитудной или фазовой модуляции возбуждающего напря­жения или на применении последовательности Я-образных импульсов с регу­лируемой скважностью. При использовании амплитудной модуляции частота

импульсов выбирается больше предельной частоты шагов, а модуль угловой скорости регулируется изменением f3 (см. рис. 4.19). Форма импульса силы повторяет форму огибающей положительной части электрического импульса даже при весьма малых? э.

На рис. 6.4 приведен общий вид поворотной платформы с широким диапа­зоном регулирования угловой скорости (vK тах/®кшш~ Ю5), предназначенной для задач астрономических исследований [102]. Задавая угловую скорость

гармонической составляющей, исполь­зуются /7-образные импульсы (рис.

6.5) . Начиная от значения г>к/г>тах = =10-1, регулирование угловой ско­рости производится изменением амп­литуды питающего напряжения (рис.

6.6) .

При создании устройств с широким диапазоном регулирования скорости определенные трудности возникают при измерении скоростей в нижней части диапазона регулирования. На рис. 6.7 приведена конструкция ус-

тройства, выполненного на базе серийного растрового датчика скорости ВЕ-51, разработанного в Вильнюсском филиале ЭНИМС. Датчик обладает малой дискретностью шага (zp=10 800) и высокой точностью (1" по поло­жению) ввиду применения оригинальной системы интегральной компенса­ции погрешностей нанесения делений растра. Приводная часть устройства состоит из насаженной на вал датчика I платформы 2, к которой прикреплен дисковый преобразователь 3 посредством связи 4, контактирующей с вибро - преобразователями 5, связанными с корпусом.

Для компенсации переменной составляющей скорости, вызываемой час­тотой повторения импульсов О, в устройстве применен динамический вибро­гаситель, частота парциальных колебаний которого измеряется преобразова­телем 3 и задает частоту повторения импульсов Q [111], т. е. настройка вибро­гасителя не нарушается в любых условиях эксплуатации.