螺母調節預壓力的旋轉型行波超聲電機的製作方法

2023-06-03 18:48:16

專利名稱：螺母調節預壓力的旋轉型行波超聲電機的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種超聲電機，具體涉及一種內置傳感器和新型預緊力調整方法、整體結構緊湊，易於裝配和使用，應用範圍廣的旋轉型行波超聲電機。
背景技術：
現有專利號20102021943910的不足之處外殼與底座通過螺栓連接，並通過上軸承將預壓力施加到轉子上，為定子和轉子之間提供傳動所需的正壓力。為了調整這個正壓力的大小，需在輸出軸突肩與上軸承之間放置一定數量的墊片。一方面，墊片自身的彈性變形，使得其厚度的準確控制難以掌握，另一方面，擰緊底座與外殼之間的四顆螺栓時，很難保證它們的擰緊力完全相同，就無法保證施加正壓力的均勻性，也不能防止超聲電機長期運轉後螺栓的鬆脫對正壓力的不良影響。旋轉型行波超聲電機的運轉均是依靠定子與轉子之間的摩擦驅動，摩擦界面的微觀磨損變化會使轉子的轉速產生波動，同時摩擦熱和壓電陶瓷的發熱均會嚴重影響超聲電機的工作性能。因此，研製具備溫度和轉速感知能力、預緊力施加方便可靠的旋轉型行波超聲電機具有重大意義。
發明內容發明目的本發明的目的在於提供一種預緊力調節方便可靠、預緊力易於維持的旋轉型行波超聲電機。技術方案為解決上述技術問題，本發明的螺母調節預壓力的旋轉型行波超聲電機，包括定子、轉子、輸出軸、底座和與底座連接的外殼，所述定子安裝在底座上，定子下表面粘貼有壓電陶瓷，壓電陶瓷的引線通過外殼與底座之間預留的縫隙引出；所述轉子安裝在輸出軸上，轉子上端粘貼有阻尼材料，轉子下端面粘貼有摩擦材料層並與定子接觸；所述輸出軸頂端通過上軸承安裝在外殼端蓋上，輸出軸下端通過下軸承定位在底座上。輸出軸下端還通過螺紋方式安裝預緊螺母和防松螺母，且預緊螺母緊靠於下軸承下方，防松螺母緊靠於預緊螺母下方。有益效果現有專利號20102021943910中，外殼與底座通過螺栓連接，並通過上軸承將預壓力施加到轉子上，為定子和轉子之間提供傳動所需的正壓力。為了調整這個正壓力的大小，需在輸出軸突肩與上軸承之間放置一定數量的墊片。墊片的數量往往需要多次試裝，才能獲得滿意的正壓力，至於是否已獲得需要的正壓力，必須旋緊連接外殼與底座的四顆螺栓後，才能知曉，如果不合適還要取下這四個螺栓，打開外殼，取下軸承，根據經驗增加或減少墊片的數量，然後再次裝上軸承，合上外殼，連接外殼與底座的四個螺栓，為獲得滿意的正壓力，往往要往返裝拆數次，不僅操作過程較為繁瑣，更重要的是四顆螺栓的擰緊力不可能完全一致，而且超聲電機長期運轉後螺栓會鬆脫，這些直接導致定子與轉子之間的正壓力不均勻，影響了超聲電機的工作性能。採用在輸出軸上加工一段螺紋，旋轉預緊螺母將與輸出軸固聯的轉子向定子的方向拉緊，預緊螺母在輸出軸的中心線沿定子的方向移動距離越多，定子與轉子之間的正壓力越大。為準確獲得正壓力的大小，在輸出軸的端部放置壓力傳感器，可直接測量正壓力的變化情況。對正壓力的調整，可以在定子與轉子的裝配過程中進行，也可以在超聲電機實際運轉後，發現正壓力不合適，不用拆卸超聲電機，進行正壓力的調節。在後一種情況下，可以先取下鎖緊螺母，調節好預緊螺母后，再旋上鎖緊螺母即可。這種正壓力的調節方式簡單可靠，對裝配操作的要求較之現有專利號 20102021943910 簡單。上述轉子的外邊緣還均勻刻有豎條紋，在底座上安裝一對紅外發射接收裝置，通過紅外發射接收裝置的發射部件發出紅外光，紅外發射接收裝置的接收部件感知被轉子反射回的紅外光強弱，並輸出相應的電平；通過檢測單位時間內電平的跳變次數來計算轉子的轉速。定子和轉子之間的微觀摩擦界面的變化和發熱導致電機的轉速在施加電信號不變的情況下發生波動，為實時穩定控制電機的速度，往往需要外加旋轉編碼器，導致整套裝置的體積和成本上升，採用在轉子外邊緣刻條紋的方法，體積和成本幾乎沒有明顯增加。上述超聲電機還包括一個位於底座和定子空隙之間，且安裝於定子上的溫度傳感器。由於超聲電機是依靠摩擦驅動，摩擦發熱和壓電陶瓷的發熱對超聲電機的工作性能和壽命影響很大，在定子附近安置溫度傳感器，可以實時監測超聲電機內部的溫度，當溫度達到某個限定值時，性能指標變得惡劣，可以將電機強制停轉一段時間。

圖1為本發明的結構示意圖；圖2為圖1中轉子(7)的編碼條紋示意圖。圖中標號名稱1、輸出軸，2、下軸承，3、底座，4、壓電陶瓷，6、定子，7、轉子，8、阻尼材料，9、上軸承，10、外殼，11、摩擦材料層，21、預緊螺母，22、防松螺母，31、溫度傳感器，41、 紅外發射接收裝置。
具體實施方式
以下結合附圖對本發明作更進一步的說明。如圖1所示，本發明的一種螺母調節預壓力的旋轉型行波超聲電機，包括定子6、 轉子7、輸出軸1、底座3和與底座3連接的外殼10，所述定子6安裝在底座3上，定子6下表面粘貼有壓電陶瓷4，壓電陶瓷4的引線5通過外殼10與底座3之間預留的縫隙引出；所述轉子7安裝在輸出軸1上，轉子7上端粘貼有阻尼材料8，轉子7下端面粘貼有摩擦材料層11並與定子6接觸；所述輸出軸1頂端通過上軸承9安裝在外殼10的端蓋上，輸出軸1 下端通過下軸承2定位在底座3上。輸出軸1下端還通過螺紋方式安裝預緊螺母21和防松螺母22，且預緊螺母21緊靠於下軸承2下方，防松螺母22緊靠於預緊螺母21下方。如圖1和圖2所示，上述轉子7的外邊緣均勻刻有豎條紋，在底座3上安裝一對紅外發射接收裝置41，通過紅外發射接收裝置41的發射部件發出紅外光，紅外發射接收裝置 41的接收部件感知被轉子7反射回的紅外光強弱，並輸出相應的電平；通過檢測單位時間內電平的跳變次數來計算轉子的轉速。如圖1所示，螺母調節預壓力的旋轉型行波超聲電機還包括一個位於底座3和定子6空隙之間，且安裝於定子6上的溫度傳感器31。以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出對於本技術領域的普通技術人員來說， 在不脫離本發明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護範圍。
權利要求1.一種螺母調節預壓力的旋轉型行波超聲電機，包括定子(6)、轉子(7)、輸出軸(1)、 底座(3)和與底座(3)連接的外殼(10)，所述定子(6)安裝在底座(3)上，定子(6)下表面粘貼有壓電陶瓷(4)，壓電陶瓷(4)的引線(5)通過外殼(10)與底座(3)之間預留的縫隙引出；所述轉子(7)安裝在輸出軸(1)上，轉子(7)上端粘貼有阻尼材料(8)，轉子(7)下端面粘貼有摩擦材料層(11)並與定子(6)接觸；所述輸出軸(1)頂端通過上軸承(9)安裝在外殼(10)的端蓋上，輸出軸(1)下端通過下軸承(2)定位在底座(3)上；其特徵在於輸出軸 (1)下端還通過螺紋方式安裝預緊螺母(21)和防松螺母(22)，且預緊螺母(21)緊靠於下軸承(2)下方，防松螺母(22)緊靠於預緊螺母(21)下方。
2.根據權利要求1所述的螺母調節預壓力的旋轉型行波超聲電機，其特徵在於上述轉子(7 )的外邊緣均勻刻有豎條紋，在底座(3 )上安裝一對紅外發射接收裝置(41)，通過紅外發射接收裝置(41)的發射部件發出紅外光，紅外發射接收裝置(41)的接收部件感知被轉子(7)反射回的紅外光強弱，並輸出相應的電平；通過檢測單位時間內電平的跳變次數來計算轉子的轉速。
3.根據權利要求1所述的螺母調節預壓力的旋轉型行波超聲電機，其特徵在於上述超聲電機還包括一個位於底座(3 )和定子(6 )空隙之間，且安裝於定子(6 )上的溫度傳感器 (31)。
專利摘要本實用新型公開了一種螺母調節預壓力的旋轉型行波超聲電機，屬於超聲電機技術領域。包括定子(6)、轉子(7)、輸出軸(1)、底座(3)和與底座(3)連接的外殼(10)，所述定子(6)安裝在底座(3)上，其特徵在於輸出軸(1)下端還通過螺紋方式安裝預緊螺母(21)和防松螺母(22)，且預緊螺母(21)緊靠於下軸承(2)下方，防松螺母(22)緊靠於預緊螺母(21)下方。本實用新型具有預緊力調節方便可靠、預緊力易於維持的優點。
文檔編號H02N2/16GK202111634SQ20112019876
公開日2012年1月11日 申請日期2011年6月14日 優先權日2011年6月14日
發明者吳富勇, 孫志峻, 朱華, 梁大志, 趙淳生 申請人:南京萬瑪超聲電機有限公司, 南京航空航天大學