×
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 31-40 из 123.
13.02.2018
№218.016.265e

Способ получения магнитной жидкости на органической основе

Изобретение может быть использовано в электротехнике, машиностроении и химической промышленности. Способ получения магнитной жидкости на органической основе, не смешивающейся с водой, включает введение магнитной жидкости на водной основе, содержащей магнитные наночастицы FеO, в жидкость на...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002643974
Дата охранного документа: 06.02.2018
17.02.2018
№218.016.2b1e

Способ диагностики онкологических заболеваний

Изобретение относится к области медицины и предназначено для диагностики онкологических заболеваний. При исследовании образца, взятого у пациента, выделяют суммарную РНК, получают кДНК и амплифицируют ее с помощью полимеразной цепной реакции с праймерами, специфическими к нуклеотидной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002642989
Дата охранного документа: 29.01.2018
17.02.2018
№218.016.2d58

Способ планирования задач предобработки данных интернета вещей для систем анализа

Изобретение относится к способу планирования задач предобработки данных Интернета Вещей для систем анализа. Технический результат заключается в автоматизации планирования задач между узлами кластера. В способе выделяют наборы связанных задач по предварительной обработке данных, представляющих...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002643620
Дата охранного документа: 02.02.2018
10.05.2018
№218.016.3a0d

Композиционное полимерное раневое покрытие на основе нановолокон

Изобретение относится к химии высокомолекулярных соединений, а именно к композиционным полимерным раневым покрытиям на основе нановолокон. Изобретение предназначено для использования в медицине, ветеринарии и фармакологии в качестве раневых покрытий, в тканевой инженерии - в качестве матриц для...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002647609
Дата охранного документа: 16.03.2018
10.05.2018
№218.016.3a62

Способ изготовления меза-структуры полоскового лазера

Использование: микроэлектроника, технология полупроводниковых излучающих приборов, для изготовления меза-структуры полосковых лазеров. Сущность изобретения: способ включает формирование омического контакта к приконтактному слою p-типа проводимости лазерной гетероструктуры методом взрывной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002647565
Дата охранного документа: 16.03.2018
10.05.2018
№218.016.3ae4

Способ экспериментальной оценки терапевтического воздействия фокусированного ультразвука на сосуды животных

Изобретение относится к экспериментальной медицине, в частности к изучению терапевтического воздействия фокусированного ультразвука на сосуды. Способ экспериментальной оценки эффективности воздействия ультразвука включает использование каудальной вены кролика. Для этого, при выполнении...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002647481
Дата охранного документа: 15.03.2018
10.05.2018
№218.016.3e26

Способ получения магнитотвердого материала

Изобретение относится к порошковой металлургии и может быть использовано при получении магнитов с полимерной связкой и спеченных магнитов. Для получения магнитотвердого материала на основе нитридов интерметаллических соединений самария с железом и переходными металлами, выбранными из группы Ti,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002648335
Дата охранного документа: 23.03.2018
29.05.2018
№218.016.54d2

Способ обнаружения скрытых взаимосвязей в интернете вещей

Изобретение относится к области компьютерных систем, а именно к Интернету Вещей. Техническим результатом является обнаружение скрытых взаимосвязей в Интернете Вещей. Раскрыт способ обнаружения скрытых взаимосвязей в Интернете Вещей, включающий сбор данных с устройств, подключенных к сети...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002654167
Дата охранного документа: 16.05.2018
29.05.2018
№218.016.573b

Цифровой способ измерения фазы гармонического сигнала

Цифровой способ измерения фазы гармонического сигнала позволяет упростить реализацию определения фазы гармонического сигнала и повысить точность определения фазы при зашумленности исходного сигнала. Способ основан на приеме первичного сигнала x(t) с последующим аналого-цифровым преобразованием...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002654945
Дата охранного документа: 23.05.2018
09.06.2018
№218.016.5e37

Магнетронная распылительная головка

Изобретение относится к магнетронной распылительной головке. Охлаждаемая магнитная система магнетронной распылительной головки состоит из магнитов и магнитопровода и оснащена каналами охлаждения. Магнитная система зафиксирована в корпусе криволинейной формы. Верхняя часть магнитопровода...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002656318
Дата охранного документа: 04.06.2018
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