×
24.05.2023
223.018.6f61

Результат интеллектуальной деятельности: Термомеханический силовой привод

Вид РИД

Изобретение

Аннотация: Изобретение относится к силовым зажимным элементам и может быть использовано в качестве элемента закрепления заготовок в станочной оснастке. Термомеханический силовой привод содержит упругий элемент, торцы которого соединены элементами 2 из сплава с памятью формы, установленными вдоль оси упругого элемента, и ограничителями 3, не позволяющими упругому элементу удлиняться более величины, определяемой допустимой деформацией элементов 2. Упругий элемент выполнен в виде герметичного сильфона 1, заполненного газом повышенного давления. Изобретение направлено на создание компактного силового привода и на возможность устанавливать требуемое усилие, исходя из максимального силового воздействия. 6 ил.

Изобретение относится к силовым зажимным элементам и может быть использовано в качестве элемента закрепления заготовок в станочной оснастке. Позволяет управлять закреплением и раскреплением заготовок, производить его дистанционно в условиях автоматизированного производства, а также может быть использовано в различных малогабаритных устройствах, способных развивать большие усилия.

Известны различные силовые приводы содержащие элементы из сплавов с памятью формы, установленные последовательно в разных камерах, которые при различной температуре в камерах деформируются, приводя рабочий орган в возвратно поступательное движение. Например, в устройствах по патентам [RU 2392494 "Термомеханический силопривод"], [RU 2424106 "Манипулятор"].

Такое устройство может использоваться в качестве зажимного элемента, но требует подачи теплоносителя, что увеличивает его габариты и усложняет дистанционное управление.

Известны устройства с применением материалов с памятью формы, в которых рабочее тело, предварительно деформированное, нагревается электрическим током и при мартенситном превращении в материале развивает значительные усилия, достаточные для осуществления различных технологических воздействий. Так, в патентах на изобретение [RU 2158343 "Электротермический привод силового элемента"] и [RU 2367573 "Актюатор"] рабочее усилие развивается при нагревании элемента из материала с памятью формы и может поддерживаться при сохранении его температуры перехода в мартенситное состояние.

Известны устройства, в которых стержневые или проволочные элементы из материала с памятью формы расположены параллельно с упругими пружинными элементами, и деформация сжатия пружинных элементов осуществляется нагревом стержневых или проволочных элементов, выполненных из материала с памятью формы, например, по информации из [WO 2019/043599 A1 "Shape memory based actuator"], выбранном в качестве прототипа.

Недостатком прототипа являются увеличенные габариты и инерционность срабатывания, благодаря большой массе упругого и нагреваемых элементов.

Техническая проблема, решаемая изобретением - создание компактного силового привода закрепления, рабочее усилие в котором может устанавливаться, исходя из максимально возможного силового воздействия, и поддерживается не зависимо от теплового воздействия на элементы из сплавов с памятью формы.

Техническим результатом является создание компактного силового привода закрепления с использованием элементов с памятью формы и возможность устанавливать требуемое усилие, исходя из максимального силового воздействия.

Технический результат достигается тем, что в термомеханическом силовом приводе, содержащем упругий элемент, торцы которого соединены элементами из сплава с памятью формы, установленными вдоль оси упругого элемента, согласно изобретению, упругий элемент выполнен в виде герметичного сильфона, заполненного газом повышенного давления, при этом торцы сильфона соединены и ограничителями, не позволяющими сильфону удлиняться более величины, определяемой допустимой деформацией элементов из сплава с памятью формы.

На прилагаемых к описанию чертежах дано:

На фиг. 1 показана схема зажимного устройства в не сжатом состоянии. На схеме сильфон 1 со сжатым воздухом имеет торцы, между которыми находятся элементы из сплава с памятью формы 2 расположенные вдоль оси сильфона и находящиеся в псевдопластическом растянутом вдоль оси сильфона состоянии. Между торцами сильфона находятся ограничители 3, не позволяющие сильфону удлиняться более определенной величины, определяемой допустимой деформацией элементов из сплава с памятью формы.

На фиг. 2 показан первый этап создания зажимного элемента

Сильфон 1 при отсутствии внутри газа под избыточным давлением сжимают на заданную величину L после чего устанавливают, например, намоткой, элементы из сплава с памятью формы 2, располагая их в не деформированном состоянии вдоль оси сильфона (фиг. 2).

На фиг. 3 показан второй этап создания зажимного элемента

Сильфон, заполняют газом под давлением, например, через обратный клапан 4 (на фиг. 4 показано сечение обратного клапана), до увеличения длины сильфона L1, допустимой псевдопластической деформацией элементов из сплава с памятью формы, определяемой ограничителем 3 (фиг. 3), а давление газа в сильфоне устанавливают в соответствии с требуемым усилием, развиваемым приводом.

На фиг. 5 и 6 показана схема работы зажимного элемента.

При нагреве элементов из сплава с памятью формы, например, при пропускании через них электрического тока, они сжимаются и устройство может освобождать зажимаемую заготовку 5 или некоторый элемент машины или прибора (фиг. 5).

При остывании элементов из сплава с памятью формы происходит их растяжение под действием сильфона и закрепление заготовки 5 (фиг. 6).

При нагреве предварительно пластически растянутых элементов из сплава с памятью формы до критической температуры они могут укорачиваться на длину, определяемую допустимой относительной пластической деформацией. Например, для сплава «нитинол» она достигает δ=5%.

При этом возникающие в этом материале напряжения σ могут достигать 800 МПа. В то же время при растяжении этого сплава при температуре ниже критической его предел прочности при переходе в псевдопластическое состояние σ1 не велик и составляет не более 200 МПа.

Таким образом, при создании такого зажимного элемента можно задаться величиной рабочего хода элемента L1 - L (см. фиг. 2), что позволит определить исходную длину элемента:

Задавшись предварительно требуемым развиваемым усилием элемента F и его размерами Dн и Dв (см. фиг. 2), можно определить требуемое давление газа - для заполнения сильфона:

где S - суммарная площадь поперечного сечения растягиваемых элементов из сплава с памятью формы и учитывая, что (Dн+Dв)/2 действующая площадь, рассчитываемая по среднему диаметру сильфона, Dн - наружный диаметр сильфона, Dв - внутренний диаметр сильфона.

При заполнении сильфона газом он будет удлиняться до величины, определяемой ограничителем, при этом будет растягивать элементы из сплава с памятью формы. Для того, чтобы при нагреве этих элементов выше критической температуры произошло сжатие сильфона до первоначальной длины усилие ими развиваемое должно превышать усилие, развиваемое сильфоном F. Исходя из этого, может определяться суммарная площадь поперечного сечения растягиваемых элементов из сплава с памятью формы S>F/σ. Усилие, развиваемое приводом при охлаждении элементов из сплава с памятью формы, будет равно:

Таким образом, увеличивая давление газа, заполняющего сильфон, при обеспечении его прочности, и устанавливая суммарную площадь поперечного сечения элементов из сплава с памятью формы можно создавать малогабаритные зажимные устройства с высокими усилиями воздействия и имеющими малую массу и габариты.

Термомеханический силовой привод, содержащий упругий элемент, торцы которого соединены элементами из сплава с памятью формы, установленными вдоль оси упругого элемента, отличающийся тем, что упругий элемент выполнен в виде герметичного сильфона, заполненного газом повышенного давления, при этом торцы сильфона соединены и ограничителями, не позволяющими сильфону удлиняться более величины, определяемой допустимой деформацией элементов из сплава с памятью формы.
Термомеханический силовой привод
Термомеханический силовой привод
Термомеханический силовой привод
Термомеханический силовой привод
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 91-100 из 123.
16.01.2020
№220.017.f52e

Способ оценки устойчивости киберфизической системы к компьютерным атакам

Изобретение относится к вычислительной технике. Технический результат заключается в увеличении степени защищенности киберфизической системы от компьютерных атак. Способ оценки устойчивости киберфизических систем к компьютерным атакам, отличающийся тем, что в базе данных на сервере баз данных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002710985
Дата охранного документа: 14.01.2020
16.01.2020
№220.017.f558

Комплекс средств для использования собаки под управлением кинолога в операции по временной нейтрализации человека или иного биологического объекта

Изобретение относится к электрошоковым устройствам. Комплекс средств для использования собаки под управлением кинолога содержит взаимосвязанные намордник и ошейник, поводок на силовой механической гибкой основе и со средствами фиксации и средство дозированного нейтрализующего воздействия на...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002710868
Дата охранного документа: 14.01.2020
16.01.2020
№220.017.f56a

Способ защиты экипажа и оборудования наземного бронированного транспортного комплекса с колёсной самоходной обитаемой эвакокапсулой

Изобретение относится к способу защиты экипажа наземного бронированного транспортного комплекса с самоходной обитаемой эвакокапсулой. Наземный бронированный транспортный комплекс содержит самоходную обитаемую эвакокапсулу (3). Эвакокапсула снабжена подвеской (5) с упругими и демпфирующими...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002710867
Дата охранного документа: 14.01.2020
17.01.2020
№220.017.f6e0

Гусеничная машина

Изобретение относится к гусеничным транспортным средствам с бортовыми коробками передач. Гусеничная машина содержит гусеничный движитель с задними (2, 3) и передними (4, 5) ведущими колесами, тепловой двигатель (8) в составе гибридной силовой установки параллельного типа, с приводом (9-15) на...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002711105
Дата охранного документа: 15.01.2020
22.01.2020
№220.017.f80d

Дисковый револьвер с откидным корпусом

Изобретение относится к ручному огнестрельному короткоствольному оружию, конкретно – к револьверам с дисковыми барабанами, названными авторами «плоскими револьверами», преимущественно полицейского и гражданского видов. Дисковый револьвер с откидным корпусом содержит взаимосвязанные корпус...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002711588
Дата охранного документа: 17.01.2020
23.02.2020
№220.018.04e6

Способ производства желейных продуктов

Изобретение относится к пищевой промышленности. Предложен способ производства желейного продукта на основе экстракта из выжимок ягод черники, клюквы, голубики, брусники, согласно которому в композицию экстрактов из выжимок ягод добавляют желатин и оставляют в покое на 40 минут. Затем...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002714839
Дата охранного документа: 19.02.2020
23.02.2020
№220.018.053e

Способ контроля доступа между устройствами в межмашинных сетях передачи данных

Изобретение относится к технике связи и может использоваться при построении межмашинных сетей передачи данных с возможностью контроля доступа между устройствами. Техническим результатом является создание способа контроля доступа к информации между устройствами в межмашинных сетях передачи...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002714853
Дата охранного документа: 19.02.2020
23.02.2020
№220.018.05c5

Способ получения биогаза

Изобретение относится к способам переработки органических отходов с использованием остаточной биомассы ряски в биотехнологических процессах с целью получения биогаза с повышенным содержанием метана. Предложенный способ реализуется с использованием органических отходов, активного ила и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002714815
Дата охранного документа: 19.02.2020
27.02.2020
№220.018.0682

Парогазовая установка с охлаждаемым диффузором

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано в энергетических газопаровых установках бинарного типа. Парогазовая установка содержит газотурбинную установку с выходным диффузором оптимальной геометрии, паровой котел-утилизатор, в газоходе которого расположены...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002715073
Дата охранного документа: 25.02.2020
29.02.2020
№220.018.078e

Способ создания заготовки гребного винта

Изобретение относится к области технологии судового машиностроения, а именно к изготовлению гребных винтов. Сущность изобретения заключается в применении метода прямого лазерного выращивания для создания заготовки гребного винта с предварительным созданием 3D модели заготовки гребного винта, ее...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002715404
Дата охранного документа: 27.02.2020
Показаны записи 1-1 из 1.
27.05.2023
№223.018.70fb

Термомеханический силовой привод

Изобретение относится к силовым зажимным элементам и может быть использовано в качестве элемента закрепления заготовок в станочной оснастке. Позволяет управление закреплением и раскреплением заготовок производить дистанционно в условиях автоматизированного производства, а также может быть...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002775658
Дата охранного документа: 06.07.2022
+ добавить свой РИД