×
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 11-20 из 123.
25.08.2017
№217.015.c697

Поглощающий аппарат автосцепки

Изобретение относится к железнодорожному транспорту, а именно к полимерно-фрикционным поглощающим аппаратам автосцепных устройств вагонов и локомотивов. Поглощающий аппарат автосцепки содержит корпус в виде цилиндрической втулки с днищем, с установленными в нем упругим элементом и нажимным...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002618668
Дата охранного документа: 05.05.2017
25.08.2017
№217.015.c6c8

Механизм распределения мощности в трансмиссии автомобиля

Изобретение относится к дифференциальным механизмам распределения мощности. Механизм распределения мощности (МРМ) в трансмиссии автомобиля содержит двухстепенную редукторную часть. Входное звено МРМ опосредованно связано с двигателем, а выходные звенья опосредованно, например через полуоси, - с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002618830
Дата охранного документа: 11.05.2017
25.08.2017
№217.015.d347

Семейство пептидов - ингибиторов активности белка reca, блокирующих sos-ответ у бактерий

Изобретение относится к области биотехнологии, конкретно к новым пептидным структурам, обладающим антибактериальными свойствами, и может быть использовано в медицине. Заявляется семейство пептидов, обладающих ингибирующей активностью против бактериальных белков RecA, а также свойством...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002621862
Дата охранного документа: 07.06.2017
26.08.2017
№217.015.d55f

Способ получения тонкопленочного катода

Изобретение относится к способу получения структуры тонкопленочного катода на основе системы LiFeMnSiO и позволяет получить катод с монокристаллической бездефектной структурой с равномерным распределением химического состава по объему. Повышение удельной емкостью и циклической...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002623104
Дата охранного документа: 22.06.2017
26.08.2017
№217.015.d678

Способ получения тонкопленочного анода

Изобретение относится к области электротехники, а именно к способу получения тонкопленочного анода, и может быть использовано при изготовлении литий-ионных аккумуляторных батарей. Повышение циклической стабильности анода с сохранением его высокой удельной емкости и монокристаллической...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002622905
Дата охранного документа: 21.06.2017
26.08.2017
№217.015.d97c

Установка для электролитно-плазменной обработки турбинных лопаток

Изобретение относится к области электрохимической обработки рабочих и направляющих турбинных лопаток. Установка содержит рабочую ванну и ванну коррекции электролита с нагревательным элементом, которые соединены между собой трубопроводом стока электролита с насосом для перекачки электролита,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002623555
Дата охранного документа: 27.06.2017
26.08.2017
№217.015.e934

Способ термомеханической обработки микролегированных сталей

Изобретение относится к области металлургии. Для получения однородной ультромелкозернистой феррито-перлитной структуры с высоким комплексом механических свойств при сокращении времени обработки и энергозатрат способ включает нагрев заготовки со скоростью от 0,01 до 50°С/с до температур Ас±15°С,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002627715
Дата охранного документа: 10.08.2017
29.12.2017
№217.015.f0c2

Способ прогнозирования безопасности в достижимых состояниях грид-систем

Изобретение относится к вычислительной технике. Технический результат заключается в повышении скорости обработки пользовательской задачи в грид-системе за счет уменьшения количества анализируемых состояний грид-системы. Указанный технический результат достигается за счет применения способа...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002638005
Дата охранного документа: 08.12.2017
29.12.2017
№217.015.f0e6

Способ получения нанокомпозиционных порошковых катодных материалов для литий-ионных аккумуляторов

Изобретение относится к электротехнической области и может быть использовано в транспортных и космических системах. Выбирают наноразмерный порошок катодного материала на основе соединения LiMeSiO, либо LiMeSiO, либо LiMePO, либо LiMeO, где Me - переходные металлы, например Fe, Со, Ni, Mn, после...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002638955
Дата охранного документа: 19.12.2017
29.12.2017
№217.015.f1db

Топливная форсунка авиационного двигателя

Изобретение относится к авиастроению, в частности к способам и устройствам для распыла различных видов жидкого углеводородного топлива и подготовки топливно-воздушной смеси перед ее сжиганием. Топливная форсунка авиационного двигателя, в которой одним из электродов, соединенным через один из...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002636947
Дата охранного документа: 29.11.2017
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