SU859727A1 - Преобразователь малых возвратно-поступательных перемещений во вращательное движение - Google Patents

Description

(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ МАЛЫХ ВОЗВРАТНОПОСТУПАТЕЛЬНЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ ВО ВРАЩАТЕЛЬНОЕ Изобретение относитс  к приборостроению , а именно к преобразовател м малых возвратно-поступательных перемещений во вращательное движение, и может быть использовано в cncTjeMax автоматики, в химической , нефтехимической и других отрасл х промышленности. Известен пневмодвигатель прерывистого движени , содержащий короткоходовой пневматический силовой привод возвратно-поступательного движени , выполненный в виде мембраны с жестким центром и возвратной пружиной, св занный с исполнительным штоком, передающим движение храповому механизму с устройством дл  авто.матического распределени  воздуха. В данном устройстве возвратно-поступательное перемещение преобразуетс  во вращательное движение с помощью щтока и храпового механизма, состо щего из зубчатого колеса и защелки, обеспечивающей однонаправленность его вращени  1. Недостатком устройства  вл етс  недостаточна  надежность, обусловленна  наличием трущихс  поверхностей храпового механизма .

ДВИЖЕНИЕ Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому  вл етс  преобразователь малых возвратно-поступательных перемещений во вращательное движение, содержащий короткоходовой силовой привод, статор и  внополюсный ротор с их магнитоприводами , св занный с короткоходовым силовым приводом. Это устройство выполнено в виде электрической мащины со статором и ротором, а магнитна  система статора содержит набор радиально-подвижных полюсов , св занных с короткоходовыми силовыми приводами, выполненными например, в виде сильфонов, управл емых распределительным устройством, жестко соединенным с  внополюсным ротором. Устройство работает следующим образом Через обмотку ротора пропускают ток подмагничивани , который, вызывает образование магнитного пол  вокруг полюсов его магнитопровода. Благодар  перемещени м подвижных полюсов статора магнитное поле ротора становитс  асимметричным относительно его полюсов. При этом возникает магнитна  сила, направленна  в сторону уменьшени  воздушных зазоров магнитной цепи. С помощью распределительного устройства и сильфонов радиально-подвижные полюсы статора перемещаютс  таким образом , что магнитное поле ротора всегда смещено относительно его полюсов в одну сторону. Это приводит к возникновению вращательного момента сил на валу ротора. Таким образом, энерги  возвратно-поступательного движени , подведенна  к подвижным полюсам статора преобразуетс  в энергию вращательного движени  ротора 2. Недостатком данного устройства  вл етс  низка  надежность, обусловленна  сложностью конструкции статора, содержащего распределительный механизм и большое количество радиально-подвижных полюсов. изобретени  - повыщение надежности работы. Указанна  цель достигаетс  тем, что в преобразователе малых возвратно-поступательных перемещений во вращательное движение , содержащем короткоходовой силовой привод, статор и  внополюсный ротор с их магнитопроводами, св занный с короткоходовым силовым приводом, преимущественно мембранным, магнитопровод статора снабжен соосно установленными с ним трем  магнитопровод щими щайбами, крайние из которых на внещних плоскост х имеют равномерно размещенные по внутреннему контуру щайбы зубчатые наконечники, и обращенными один к другому одноименными полюсами кольцевыми магнитами, каждый из которых размещен между средней щайбой и одной из крайних шайб, а ротор выполнен в виде зеркально расположенных на его валу на рассто нии , равном толщине средней щайбы статора , двух цилиндрических магнитопроводов, каждый из ноторых состоит из гладкой части высотой, равной рассто нию между средней и крайними шайбами статора, и зубчатой части, зубцы которой расположены вдоль образующих ротора. При этом зубцы ротора выполнены пр моугольной формы, а зубчатые наконечники статора выполнены скошенными с шагом в 2-4 раза большим ширины пр могольных зубцов ротора. На фиг. 1 показано предлагаемое устройство общий вид; на фиг. 2 - сечение А-А иа фиг. 1; на фиг. 3 - условно развертка статора и ротора. Преобразователь содержит короткоходовой силовой привод 1, статора 2 и  внополюсный ротор 3 с их магнитопроводами 4 и 5 соответственно. Ротор 5 св зан с короткоходовым силовым приводом 1. Магнитопровод 4 статора 2 снабжен соосно установленными с ним трем  магнитопровод щими шайбами 6-8, крайние 6 и 8 из которых на внешних плоскост х 9 и 10 соответственно имеют зубчатые наконечники 11 и 12, равномерно размещенные по внутреннему контуру 13 и 14 соответствующей щайбы 6 И 8. Магнитопровод 4 снабжен также обращенными один к другому одноименными полюсами N или S кольцевыми магнитами 15 и 16, каждый из которых размещен меж« ду средней щайбой 7 и одной из крайних шайб 6 и 8. Ротор 3 выполнен в виде зеркально расположенных на его валу 17 на рассто нии, равном толщине средней щайбы 7 статора 2, двух цилиндрических магнитопроводов 18 и 19, каждый из которых состоит из гладкой части 20 и 21 соответственно высотой, равной рассто нию между средней 7 и крайними 6 и 8 щайбами статора 2, и зубчатой части 22 и 23, зубцы 24 и 25 которой расположены вдоль образующих ротора 3. При этом зубцы 24 и 25 ротора 3 выполнены пр моугольной формы, а зубчатые наконечники 11 и 12 статора 2 выполнены скощенными с щагом, в 2-4 раза большим ширины пр моугольных зубцов ротора (фиг. 3). Совмещенна  развертка статора и ротора (фиг. 3) содержит зону 26 перекрыти  средней шайбы 7 статора 2 с цилиндрическими магнитопроводами 18 и 19 ротора 3, активную зону 27 перекрыти  и пассивную зону 28 перекрыти  зубчатых наконечников 11 и 12 статора 2 с цилиндрическими магнитопроводами 18 и 19 соответственно ротора 3. Устройство работает следующим образом. Ротор 3 расположен с небольщим зазором внутри шайб 6-8 статора 2. Короткоходовой силовой привод 1 придает ротору 3 возвратно-поступательное движение около своего среднего положени . Когда ротор находитс  в крайнем положении (например нижнем), один из его цилиндрических магнитопроводов 18 (верхний) щунтирует магнитное поле одного из магнитов 15 (верхнего ). При этом шунтирующий магнитный поток в основном проходит по зоне 26 перекрыти  (фиг. 3) от средней шайбы 7 статора 2 через воздушный зазор к цилиндрическому магнитопроводу 18 ротора 3 и от него через воздушный зазор поступает по зоне 27 перекрыти  на зубчатые наконечники 11 шайбы 6. Этот магнитный поток вызывает вращающий момент ротора 3, который определ етс  формулой Максвелла: . гдеМ - вращающий момент магнитных сил; Ф- магнитный поток магнита 15, протекающий через цилиндрический магj нитопровод 18; j -изменение проводимости G воздущ ного зазора между статором 2 и ротором 3 при повороте ротора на угол .

Величина пропорциональна изменению площади зоны 27 перекрыти  при повороте ротора 3 на угол dip.

Магнитна  сила, приложенна  к ротору стремитс  повернуть его так, чтобы проводимость G воздушных зазоров была максимальной . Это положение соответствует максимальной площади зоны 27 перекрыти , когда зубщ  24 пр моугольной формы наход тс  на конце скошенных зубчатых наконечников 11 у их катетов, перпендикул рных шайбе 6. Зоны 27 и 28 перекрыти  смещены по фазе на половину щага зубцов 24 и 25. Это достигаетс  соответствующим взаимным положением верхней и нижней половины указанных зубцов статора 2 и ротора 3. Пассивна  зона 28 перекрыти  характеризуетс  взаимодействием сил магнитного потока рассеивани . Этот магнитный поток хот  и в несколько раз меньше основного потока G, но его вли ние оказываетс  сушественным при прохождении зубцов 24 от одного наконечника И к другому. При этом возникает момент , сил направленный навстречу основному двигательному моменту. Дл  уменьшени  этого отрицательного  влени  в пассивной зоне 28 перекрыти  участвует кроме зубцок 24, также магнитопровод 18. Это существенно уменьшает величину -4S- и соответственно уменьшает противодействующий момент М. Таким образом, перемещение ротора 3 посредством короткоходового силового привода 1 от среднего положени  в одну сторону вызывает за счет магнитных сил поворот ротора на угол, равный половине шага зубчатых наконечников 11 и 12. Перемещение ротора от среднего положени  в другую сторону приводит к очередному повороту его на половину шага и далее колебательный процесс преобразуетс  во вращательное движение ротора.

Надежность предлагаемого устройства повыщаетс  за счет простоты конструкции.

не содержащей распределительного механизма и использующей энергию колебательного движени  от одного короткоходового силового привода.

Claims (2)

1. Формула изобретени 

   I. Преобразователь малых возвратнопоступательных перемещений во вращательное движение, содержащий короткоходовой силовой привод, статор и  внополюсный ротор с их магнитопроводами, св занный с короткоходовым силовым приводом, отличающийс  тем, что, с целью повыщени  надежности , магнитопровод статора снабжен соосно установленными с ним трем  магнитопровод щими щайбами, крайние из которых на внешних плоскост х имеют равномерно размещенные по внутреннему контуру шайбы зубчатые наконечники, и обращенными

   один к другому одноименными полюсами кольцевыми магнитами, каждый из которых размещен между средней щайбой и одной из крайних щайб, а ротор выполнен в виде зеркально расположенных на его валу на рассто нии, равном толщине средней шайбы статора, двух цилиндрических магнитопроводов , каждый из которых состоит из гладкой части, высотой равной рассто нию между средней и крайними щайбами статора и зубчатой части, зубцы которой расположены вдоль образующих ротора.
2. 2. Преобразователь по п. 1, отличающийс  тем, что зубцы ротора выполнены пр моугольной формы, а зубчатые наконечники статора выполнены скошенными с шагом, в 2-4 раза большим щирины пр моугольных

   зубцов ротора.

   Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе

   1.Авторское свидетельство СССР № 407087, кл. F 15 В 21/12, 1971.

   2.Авторское свидетельство СССР

   № 267521, кл. F 16 Н 31/00, 1968 (прототип).