УСТРОЙСТВА УГЛОВЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ НА ОСНОВЕ МАГНИТОСТРИКЦИОННЫХ ПЛАСТИН

П. А. Грахов, А. В. Федин

Аннотация


В статье рассмотрены вопросы построения исполнительных устройств угловых перемещений на основе изгибных деформаций, возникающих в двухслойных магнитострикционных пластинах с неоднородными в слоях (противоположными по знаку) магнитострикционными свойствами. В магнитострикционном исполнительном устройстве с балочной шарнирной установкой активного элемента – магнитострикционной пластины и чисто угловом позиционировании исполнительного органа прецизионной системы управления – оценочно определены достигаемый диапазон угловых перемещений и быстродействие: как величина, обратная собственной частоте механической системы привод – инерционная нагрузка. Предложен формальный критерий эффективности, пропорциональный объему активного элемента исполнительного устройства, позволяющий при заданных параметрах диапазона, быстродействия и ограничениях по габаритам магнитострикционного привода предварительно выбрать размеры и исследовать возможности конструктивной схемы. В результате анализа выявлены положительные и отрицательные особенности функционирования магнитострикционных исполнительных устройств, определяющие границы их области применения. Предложены направления разработки одноступенчатых магнитострикционных устройств на основе многоэлементных схем и продольной неоднородности активного элемента. Практическая значимость работы состоит в предложенных вариантах двухэлементных последовательно-связанных магнитострикционных исполнительных устройств с неоднородными элементами. Оценочный анализ, на основе критерия эффективности, определил их характеристики, выявил возможность осуществления в них кинематической компенсации возникающих температурных изгибных деформаций пластин и способность к нечетному управлению угловыми перемещениями, а также способы уменьшить продольные габариты привода. Предложены схемы параллельно-связанных исполнительных устройств, в которых реализуется силовая компенсация температурных изгибных деформаций магнитострикционных пластин, исчезает необходимость в шарнирной установке нагрузки, обеспечивая более высокую точность привода. Анализ статических характеристик параллельно-связанной схемы устройства, полученных в результате моделирования, подтвердил целесообразность поиска алгоритмов построения схем при раздельном и совместном действии внешнего момента сил с целью обеспечения температурной стабильности характеристик и в целом перспективность применения магнитострикционных устройств на основе изгибных деформаций для отработки угловых перемещений объектов.

Полный текст:

PDF

Литература


Афонин С.М. Схемы пьезодвигателей

нано- и микроперемещений для прецизионных электромеханических систем // Датчики

и системы. – 2004. - № 9. – С. 2-5.

Цодиков С.Ф., Раховский В.И.

Магнитострикционные силовые приводы для

суперпрецизионного позиционирования //

Измерительная техника. – 1997. - № 5. – С.

-62.

Михайлов О.П., Рогачев Э.Б., Ивенский

Ю.Н. и др. Электромагнитные и магнитные

устройства в станкостроении. – М.:

Машиностроение, 1974. – 184 с.

Грахов П. А., Федин А.В., Ясовеев В.Х.

Характеристики устройств угловых перемещений на основе магнитострикционных пластин при действии предварительных упругих

напряжений // Электротехнические и информационные комплексы и системы. – 2015. – Т.

- № 4. – С. 107-114.

Никольский А.А. Точные двухканальные следящие электроприводы с пьезокомпенсаторами. – М.: Энергоатомиздат, 1988.

– 160 с.

Грахов П.А., Федин А.В. Моделирование

устройств угловых перемещений на основе

магнитострикционных пластин с учетом

упругих напряжений // Электротехнические

и информационные комплексы и системы. –

– Т. 9. - № 1. – С. 9-17.

Патент на изобретение № 2292611 РФ.

Магнитострикционное устройство угловых

перемещений и способ управления им /

Грахов П.А., Федин А.В. – Опубл. 27.01.2007.

Бюл. № 3.

Патент на полезную модель № 169443

РФ. Магнитострикционное устройство угловых перемещений /Ясовеев В.Х., Грахов

П.А., Федин А.В., Хайбуллин Х.М.,

Мухаметьянов И.Р. – Дата публикации

03.2017 г.

Патент на полезную модель № 181378

РФ. Магнитострикционное устройство угловых перемещений /Ясовеев В.Х., Грахов

П.А., Федин А.В., Мухаметьянов И.Р.,.

Хайбуллин Х.М. – Дата публикации

07.2018 г


Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.