Магнитная ударная головка
MAGNETIC IMPACT HEAD

Изобретение относится к станкостроению и предназначено для обработки твердой плоской поверхности, преимущественно при выполнении художественных или декоративных работ.
Известна магнитная ударная гравировальная головка по патенту РФ 2378991, которую по конструктивным признакам можно принять за прототип. Указанная гравировальная головка содержит корпус, магнитопровод с полюсами, на которых установлены электромагниты, и сердечник из немагнитного материала с гравировальной иглой и постоянными магнитами. Сердечник подвижно размещен в зазоре между полюсами магнитопровода. Сердечник при помощи механического резонатора (демпфера, выполненного из упругого материала) и несущего стержня прикреплен к корпусу гравировальной головки. Принцип работы ударной головки основан на том, что при подаче на электромагниты управляющего сигнала заданной амплитуды и частоты, возникшее в них переменное магнитное поле взаимодействует с магнитными полями постоянных магнитов, установленных на сердечнике, заставляя сердечник совершать возвратно-поступательные движения в вертикальном направлении.
Недостаток приведенной конструкции заключается в том, что механический резонатор, предназначенный для удержания сердечника в исходном (нейтральном) положении относительно корпуса ударной головки и его возврата в первоначальное положение после снятия управляющего сигнала, снижает быстродействие ударной головки. Связано это с тем, упругость резонатора в какой-то степени мешает связанному с ним сердечнику производить возвратно-поступательные движения, то есть оказывает механическое противодействие передвижению сердечника.
Техническая задача, возложенная на предложенную конструкцию, заключается в увеличении быстродействия ударной головки.
Поставленная цель достигается путем снижения механического воздействия на сердечник ударной головки, препятствующего его свободному перемещению. Для этого сердечник размещают между двумя (в предложенной конструкции) антифрикционными направляющими обкладками. Такое конструкторское решение способствует снижению силы трения сердечника с остальными элементами устройства. Как следствие, снижение силы трения сердечника способствует увеличению быстродействия изделия. Сердечник ударной головки в данной конструкции удерживается в нейтральном положении (неподвижно зависает между полюсами магнитопровода в отсутствии управляющего сигнала) и возвращается в исходное положение после снятия с электромагнитов управляющего сигнала. Объясняется это взаимодействием магнитных полей, образованных вокруг электромагнитов и постоянных магнитов. Причем зависание обеспечивается без применения опорного элемента, функцию которого в прототипе выполняет механический резонатор. Кроме того, для предотвращения попадания внутрь корпуса посторонних примесей и взвесей, сердечник со стороны гравировальной иглы соединен с корпусом ударной головки пылеулавливающей мембраной, выполненной из гибкого эластичного материала (например, из тонкой ткани) и не препятствующей совершению сердечником возвратно-поступательных движений.
Устройство магнитной гравировальной головки приведено на чертежах.
На Фиг. 1 приведен общий вид устройства.
На Фиг 2 приведен вид устройства сверху.
На Фиг. 3 приведен вид сердечника в сборе.
Магнитная ударная гравировальная головка содержит корпус 1, внутри которого установлен магнитопровод 2 и сердечник 3. Магнитопровод содержит полюса 4, направленные друг к другу. Сердечник из композитного немагнитного материала 3 размещен подвижно в зазоре между полюсами 4 и удерживается в заданном положении направляющими антифрикционными обкладками 5 и магнитными полями. На сердечнике установлены постоянные магниты 6, полюса которых направлены в противоположные стороны. Количество постоянных магнитов 6 на сердечнике и полюсов 4 магнитопровода 2 зависит от расчетной мощности удара гравировальной иглы. На полюсах магнитопровода установлены электромагниты 7. Сердечник снабжен гравировальной иглой 8 и пылеулавливающей мембраной 9.
Магнитная ударная гравировальная головка работает следующим образом: Управляющий сигнал, протекая по обмоткам электромагнитов 7, создает в полюсах 4 магнитопровода 2 знакопеременное магнитное поле. Возникшее переменное магнитное поле в зазоре между полюсами 4 и магнитное поле постоянных магнитов 6 на сердечнике заставляет последний совершать возвратно-колебательные движения вдоль направляющих антифрикционных обкладок. После снятия управляющего сигнала сердечник 3 возвращается в исходное (нейтральное) положение. Частота колебаний сердечника 3 соответствует частоте источника  переменного тока, т.е. управляющего сигнала.
Приведенное выше конструкторское решение способствует синхронизации колебаний электрической и механической частей гравировальной головки и позволяет существенно сократить потери на преодоление силы трения сердечника 3. Повышает быстродействие изделия и реакцию на одиночные импульсы, увеличивает наработку на отказ всего изделия за счет герметизации его деталей и узлов от неблагоприятных внешних воздействий.