Винахід відноситься до випробувальної техніки і може бути використано для вібраційних випробувань різних виробів. П'єзоелектричний вібратор містить корпус, п'єзоелемент і систему підведення електричної напруги до п'єзоелементів, п'єзоелемент виконаний у вигляді пакета пьезокерамических кілець, що спираються на підставу, і до внутрішньої поверхні яких опозитно один одному прикріплені шпонкові елементи, що входять до відповідних пази в циліндричній оправці, що має у фронтальному перерізі Т-подібний профіль. Вісь симетрії оправлення перпендикулярна основи, а диск, жорстко з'єднаний з оправкой і розташований у верхній частині оправки перпендикулярно її осі, контактує своєї нижньої поверхнею з верхнім п'єзокерамічним кільцем пьезоелемента. На верхній поверхні диска встановлені вимірювальні п'єзоелементи, що контактують з двоступінчастим циліндричним диском, до верхньої частини якого за допомогою кріплення приєднаний наконечник, передає зміна лінійного розміру пакета пьезокерамических кілець на деталь верстата. Зовнішній діаметр диска дорівнює зовнішньому діаметру пакета пьезокерамических кілець, а підстава являє собою прямокутної форми пластину з чотирма пазами для кріплення до досліджуваного об'єкта, до верхньої площини якої прикріплений роз'єм, через який подається електрична напруга на п'єзоелемент, і нижня п'єзокерамічним кільце якого спирається на верхню площину підстави, а нижня площину оправлення розташована з зазором по відношенню до верхньої площини підстави. Струмонепровідними корпус, виконаний у вигляді циліндричної обичайки, охоплює п'єзоелемент, нижній торець обичайки спирається на кільце, жорстко прикріплене до верхньої площини підстави, співвісно оправці, а верхній її торець закритий кришкою з центральним отвором під наконечник. У нижній частині основи виконана порожнина, вісь якої співвісний з оправкой і отвором, виконаним у верхній деформируемой частини підстави, на площині якої, зверненої до порожнини, наклеєні тензодатчики, контролюючі величину статичного зусилля. Похилі отвори, виконані в підставі, служать для прокладки проводів до тензодатчиків. Технічний результат - розширення частотного діапазону віброприскорень при додатку заданого спектра віброзбудження, розширення динамічного навантаження при контактному віброзбудженню об'єктів. 2 мул.
Винахід відносяться до випробувальної техніки і може бути використано для вібраційних випробувань різних виробів, включаючи комплексні випробування на металорізальних верстатах в умовах одночасного впливу широкосмугового вібрації і інтенсивних фізичних факторів різної природи (механічної, електричної та теплової).
Найбільш близьким технічним рішенням з технічної сутності і досягається результату є п'єзоелектричний вібратор за патентом РФ № 2334966, який містить корпус з п'єзоелементом, віброплатформу для установки випробуваного об'єкта, пов'язану з вібратором через елемент передачі коливань, і засіб центрування віброплатформи щодо корпусу і вібратора. В вібратор додатково введено закріплений в корпусі пружний елемент у вигляді діафрагми, на яку встановлено п'єзоелемент. Елемент передачі коливань виконаний у вигляді стрижня, з'єднаного з центральною частиною діафрагми, а засіб центрування віброплатформи виконано у вигляді, принаймні, однієї прорізний мембрани.
Недолік відомого технічного рішення полягає в порівняно вузькому частотному діапазоні віброприскорень при динамічному навантаженні і при контактному віброзбудженню об'єктів верстатобудування.
Технічний результат полягає в розширенні частотного діапазону віброприскорень при додатку заданого спектра віброзбудження, а також в розширенні динамічного навантаження при контактному віброзбудженню об'єктів верстатобудування.
Це досягається тим, що в п'єзоелектричному вибраторе, що містить корпус, п'єзоелемент систему підведення електричної напруги до п'єзоелементів, п'єзоелемент виконаний у вигляді пакета пьезокерамических кілець, що спираються на підставу, і до внутрішньої поверхні яких опозитно один одному прикріплені шпонкові елементи, що входять до відповідних пази в циліндричної оправці, що має у фронтальному перерізі Т-подібний профіль, при цьому вісь симетрії оправлення перпендикулярна основи, а диск, жорстко з'єднаний з оправкой і располож енний в верхній частині оправки, перпендикулярно її осі, контактує своєї нижньої поверхнею з верхнім п'єзокерамічним кільцем пьезоелемента, а на верхній поверхні диска встановлені вимірювальні п'єзоелементи, що контактують з двоступінчастим циліндричним диском, до верхньої частини якого за допомогою кріплення приєднаний наконечник, передає зміна лінійного розміру пакета пьезокерамических кілець на деталь верстата, при цьому зовнішній діаметр диска дорівнює зовнішньому діаметру пакета пьезокерамических кілець, а осн вання являє собою прямокутної форми пластину з, принаймні, чотирма пазами для кріплення до досліджуваного об'єкта, до верхньої площини якої прикріплений роз'єм, через який подається електрична напруга на п'єзоелемент, і нижня п'єзокерамічним кільце якого спирається на верхню площину підстави, а нижня площину оправлення розташована з зазором по відношенню до верхньої площини підстави, причому струмонепровідними корпус, виконаний у вигляді циліндричної обичайки, охоплює п'єзоелемент, при цьому нижній то ец обичайки спирається на кільце, жорстко прикріплене до верхньої площини підстави, співвісно оправці, а верхній її торець закритий кришкою з центральним отвором під наконечник, при цьому в нижній частині підстави виконана порожнина, вісь якої співвісний з оправкой і отвором, виконаним у верхній деформируемой частини підстави, на площині якої, зверненої до порожнини, наклеєні тензодатчики, контролюючі величину статичного зусилля, при цьому похилі отвори, виконані в підставі, служать для прокладки проводів до тензодатчиків.
На фіг.1 показаний загальний вид п'єзоелектричного вібратора, зокрема фронтальний розріз, а на фіг.2 - перетин, перпендикулярний до осі симетрії п'єзоелектричного вібратора.
П'єзоелектричний вібратор (фіг.1 і 2) містить п'єзоелемент, виконаний у вигляді пакета пьезокерамических кілець 3, що спираються на підставу 1, і до внутрішньої поверхні яких опозитно один одному прикріплені шпонкові елементи 14, що входять до відповідних пази в циліндричній оправці 4, що має у фронтальному перетині Т-подібний профіль. Вісь симетрії оправлення 4 перпендикулярна основи 1, при цьому диск 10, жорстко з'єднаний з оправкой 4 і розташований у верхній частині оправки 4, перпендикулярно її осі, контактує своєї нижньої поверхнею з верхнім п'єзокерамічним кільцем 3 пьезоелемента, а на верхній поверхні диска 10 встановлені вимірювальні п'єзоелементи 6, що контактують з двоступінчастим циліндричним диском 11, до верхньої частини якого за допомогою кріплення 13 приєднаний наконечник 5, передає зміна лінійного розміру пакета п'єзокерамічним х кілець 3 на деталь верстата. При цьому зовнішній діаметр диска 10 дорівнює зовнішньому діаметру пакета пьезокерамических кілець 3.
Підстава 1 являє собою прямокутної форми пластину з, принаймні, чотирма пазами 18 для кріплення до досліджуваного об'єкта, до верхньої площини якої прикріплений роз'єм 7, через який подається електрична напруга на п'єзоелемент, нижнє п'єзокерамічним кільце 3 якого спирається на верхню площину підстави 1, а нижня площину оправлення 4 розташована з зазором по відношенню до верхньої площини підстави 1.
Струмонепровідними корпус 2, виконаний у вигляді циліндричної обичайки, що охоплює п'єзоелемент, захищає дослідника від високої напруги, що подається на п'єзоелемент, при цьому нижній торець обичайки спирається на кільце 19, жорстко прикріплене до верхньої площини підстави 1, співвісно оправці 4, а верхній її торець закритий кришкою 12 з центральним отвором під наконечник 5.
У нижній частині основи виконана порожнина 17, вісь якої співвісний з оправкой 4 і отвором 9, виконаним у верхній деформируемой частини 16 підстави, на площині якої, зверненої до порожнини 17, наклеєні тензодатчики 8, контролюючі величину статичного зусилля. Похилі отвори 15, виконані в підставі 1, служать для прокладки проводів до тензодатчиків 8 від роз'єму 7.
П'єзоелектричний вібратор працює наступним чином.
Змінна зусилля створюється п'єзокерамічними кільцями 3, на які подається електрична напруга через роз'єм 7. Через це напруги змінюється товщина пьезоелемента. Зміна лінійного розміру стовпчика п'єзоелементів через оправлення 4, вимірювальні п'єзоелементи 6, наконечник 5 передається на деталь верстата, на яке потрібно подати силовий вплив. Величина статичного зусилля контролюється за допомогою тензодатчиків 8, наклеєних на деформується частина підстави 1. струмонепровідними корпус 2 захищає дослідника від високої напруги, що подається на п'єзоелементи.
формула винаходу
П'єзоелектричний вібратор, що містить корпус, п'єзоелемент і систему підведення електричної напруги до п'єзоелементів. відрізняється тим, що п'єзоелемент виконаний у вигляді пакета пьезокерамических кілець, що спираються на підставу, і до внутрішньої поверхні яких опозитно один одному прикріплені шпонкові елементи, що входять до відповідних пази в циліндричній оправці, що має у фронтальному перерізі Т-подібний профіль, при цьому вісь симетрії оправлення перпендикулярна основи, а диск, жорстко з'єднаний з оправкой і розташований у верхній частині оправки, перпендикулярно її осі, контактує своєї нижньої поверхнею з верхнім п'єзокерамічним коли ом пьезоелемента, а на верхній поверхні диска встановлені вимірювальні п'єзоелементи, що контактують з двоступінчастим циліндричним диском, до верхньої частини якого за допомогою кріплення приєднаний наконечник, передає зміна лінійного розміру пакета пьезокерамических кілець на деталь верстата, при цьому зовнішній діаметр диска дорівнює зовнішньому діаметру пакета пьезокерамических кілець , а підстава являє собою прямокутної форми пластину з по крайней мере, чотирма пазами для кріплення до досліджуваного об'єкта, до верхньої площини якої прикріплений роз'єм, через який подається електрична напруга на п'єзоелемент, і нижня п'єзокерамічним кільце якого спирається на верхню площину підстави, а нижня площину оправлення розташована з зазором по відношенню до верхньої площини підстави, причому струмонепровідними корпус, виконаний у вигляді циліндричної обичайки, охоплює п'єзоелемент, при цьому нижній торець обичайки спирається на кільце, жорстко прикріплене до верхньої площини підстави, співвісно оправці, а верхній її торець закритий до ишкой з центральним отвором під наконечник, при цьому в нижній частині підстави виконана порожнина, вісь якої співвісний з оправкой і отвором, виконаним у верхній деформируемой частини підстави, на площині якої, зверненої до порожнини, наклеєні тензодатчики, контролюючі величину статичного зусилля, при цьому похилі отвори, виконані в підставі, служать для прокладки проводів до тензодатчиків.