Пьезоактуаторы: сверхпрецизионные короткоходные линейные электроприводы
Пьезоактуаторы (пьезоактюаторы) – это специальные сверхпрецизионные короткоходные линейные электроприводы.
Они преобразуют электрическое напряжение в небольшое, но крайне точно контролируемое линейное перемещение
с высоким развиваемым усилием. В основе принципа их действия лежит обратный пьезоэлектрический эффект,
то есть механическая деформация кристалла при воздействии на него электрического поля.
При этом осуществляется возвратно-поступательное движение или другие его виды.
Наиболее распространенным типом пьезоэлектрических актюаторов является пакетный.
Внутри его корпуса находится пакет в виде цилиндрического столбца, набранный из большого
количества плоских пьезокерамических элементов, чередующихся с пластинами-электродами.
При подаче напряжения (сотни В) высота каждого элемента и, следовательно, всей стопки
немного изменяется, примерно на 0,1…0,2%. Таким образом, длину хода пакетного прецизионного
пьезоактуатора можно оценить на уровне 1 мкм или чуть больше на 1 мм его высоты.
Развиваемое усилие зависит от площади поперечного сечения столбца пьезокерамических
элементов и составляет 5-10 кН на 1 см2. Модификацией данного типа являются
многослойные пьезоактуаторы, в которых пьезокерамические элементы при изготовлении
сплавлены друг с другом в монолитный блок. Это позволяет на порядок увеличить усилие.
К прочим типам пьезоэлектрических актуаторов относятся:
- Монолитные – цельные прямоугольные бруски;
- Полосковые – изгибающиеся плоские пластины;
- Кольцевые – радиально сжимающиеся полые цилиндры.
Пьезоактуаторы используются в форсунках топливных систем, миниатюрных насосах, быстродействующих клапанах,
виброгасителях, и т.д. Значимой областью их применения является оптическая техника: микропривод, подстройка
и стабилизация линз, лазерных приборов, узлов оптоволоконных линий связи.
Главным преимуществом пьезоэлектрических актуаторов является беспрецедентная точность позиционирования –
сотые и даже тысячные доли нанометра. Кроме того, они надежны, долговечны, обладают отличным быстродействием,
развивают высокие ускорения и сочетают большое развиваемое усилие с компактностью. Очень важно и то,
что пьезоактюаторы не имеют вращающихся и скользящих частей, не требуют смазывания и обслуживания,
способны работать при низких температурах и в вакууме. Их недостатками являются небольшая длина хода,
ограничивающая область их использования, и высокая цена. При выборе между различными типами пьезоэлектрических
актуаторов следует обращать внимание на исполняемое движение и требуемые характеристики.
С учетом того, что пьезоактуаторы являются довольно специфическими изделиями, убедитесь, что вам нужны именно они.
Мы рассмотрим ваш запрос и при необходимости предложим альтернативу.
ПЬЕЗОАКТУАТОРЫ