×
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 61-70 из 123.
09.06.2019
№219.017.7625

Способ обработки биопрепаратом сырых овощных полуфабрикатов для предотвращения роста нежелательной микрофлоры

Изобретение относится к биотехнологии и может быть использовано при обработке сырых овощных полуфабрикатов дозревающих культур для увеличения продолжительности их холодильного хранения. Способ предусматривает первичную обработку и нарезку овощей, приготовление защитного препарата, при котором...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002691028
Дата охранного документа: 07.06.2019
15.06.2019
№219.017.8347

24-режимная однопоточная вальная коробка передач "конфигурация-24"

Изобретение относится к коробкам передач с промежуточными параллельными валами и зубчатыми колесами. 24-режимная коробка передач (КП) содержит ведущий 0, промежуточные А, B, C и выходной X валы, расположенные параллельно друг другу. Валы А и B являются смежными с валом 0. На валах установлены...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002691506
Дата охранного документа: 14.06.2019
20.06.2019
№219.017.8cc4

20-режимная однопоточная вальная коробка передач "конфигурация-20"

Изобретение относится к коробкам передач с промежуточными параллельными валами и зубчатыми колесами. 20-режимная коробка передач (КП) содержит ведущий 0, промежуточные А, B, C и выходной X валы, расположенные параллельно друг другу в картере на подшипниках. Валы А и B являются супротивно...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002691678
Дата охранного документа: 17.06.2019
03.07.2019
№219.017.a474

Способ микропрофилирования поверхности многокомпонентных стёкол

Изобретение относится к способам получения наноструктурированных материалов, в частности к способу нанесения на поверхность стекол заданного рельефа с характерным латеральным разрешением порядка сотен нанометров. Способ микропрофилирования поверхности многокомпонентных стёкол включает...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002693097
Дата охранного документа: 01.07.2019
11.07.2019
№219.017.b266

Генетическая конструкция на основе двух индуцибельных экспрессионных векторов для экспрессии тиазол/оксазол модифицированного пептида в клетках бактерий e. coli; способ получения рекомбинантного штамма бактерий e. coli и способ получения модифицированного пептида на его основе

Изобретение относится к области биотехнологии и молекулярной генетики. Представлена генетическая конструкция для гетерологической экспрессии тиазол-оксазол модифицированного пептида клебсазолицина в клетках бактерий Е. coli на основе двух индуцибельных экспрессионных векторных плазмид - pBAD...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002694044
Дата охранного документа: 08.07.2019
14.07.2019
№219.017.b410

Способ извлечения липидов из микроводоросли chlorella sorokiniana

Изобретение относится к биотехнологии. Предложен способ извлечения липидов из биомассы микроводоросли Chlorella sorokiniana. Способ включает дезинтеграцию клеток биомассы в смеси гексан:этиловый спирт в соотношении 1-9:9-1 при соотношении сухой биомассы к растворителю 1:20 в СВЧ-поле мощностью...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002694405
Дата охранного документа: 12.07.2019
17.07.2019
№219.017.b4f9

Способ диагностики рака легкого на основе интеллектуального анализа формы, внутренней и внешней структур новообразований

Изобретение относится к медицине и предназначено для интеллектуальной диагностики рака легкого. Предложен способ обнаружения и диагностики рака легкого на основе интеллектуального анализа формы, структур злокачественных новообразований в легких, включающий обработку изображений легких пациента,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002694476
Дата охранного документа: 15.07.2019
23.07.2019
№219.017.b774

Способ получения пектиновых веществ из ряски lemna minor

Изобретение относится к способу получения пектиновых веществ из высшего водного растения ряски Lemna minor. Предложенный способ получения пектинов из ряски Lemna minor включает выдержку исходного сырья в подкисленной воде при рН 1-2 на водяной бане при температуре 80-100°С в течение 1-3 часов,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002694969
Дата охранного документа: 18.07.2019
26.07.2019
№219.017.b931

Способ фотограмметрии ледового поля в ледовом бассейне

Изобретение относится к области к цифровой прикладной фотограмметрии близких объектов и может быть использовано, в частности, для автоматизированного картирования поверхности ледового поля при проведении испытаний морских судов и сооружений в ледовых бассейнах. Способ фотограмметрии ледового...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002695596
Дата охранного документа: 24.07.2019
31.07.2019
№219.017.ba4c

Способ получения пигментного комплекса из биомассы одноклеточных водорослей рода chlorella

Изобретение относится к микробиологической и пищевой промышленности. Концентрируют клеточную суспензию микроводоросли рода Chlorella в щелочной среде 0,1н NaOH при рН 11-12. Фильтруют полученную суспензию, обезвоживают полученную сырую биомассу путем воздушной сушки при температуре 25-35°С....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002695879
Дата охранного документа: 29.07.2019
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