RU172360U1 - Электротермический силовой привод - Google Patents
Электротермический силовой привод Download PDFInfo
- Publication number
- RU172360U1 RU172360U1 RU2016108679U RU2016108679U RU172360U1 RU 172360 U1 RU172360 U1 RU 172360U1 RU 2016108679 U RU2016108679 U RU 2016108679U RU 2016108679 U RU2016108679 U RU 2016108679U RU 172360 U1 RU172360 U1 RU 172360U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- power elements
- power
- housing
- fixed
- supports
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03G—SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS; MECHANICAL-POWER PRODUCING DEVICES OR MECHANISMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR OR USING ENERGY SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03G7/00—Mechanical-power-producing mechanisms, not otherwise provided for or using energy sources not otherwise provided for
- F03G7/06—Mechanical-power-producing mechanisms, not otherwise provided for or using energy sources not otherwise provided for using expansion or contraction of bodies due to heating, cooling, moistening, drying or the like
- F03G7/065—Mechanical-power-producing mechanisms, not otherwise provided for or using energy sources not otherwise provided for using expansion or contraction of bodies due to heating, cooling, moistening, drying or the like using a shape memory element
Landscapes
- Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)
Abstract
Устройство предназначено для использования в области штамповочных работ и испытательной техники по оценке механических и эксплуатационных свойств металла. Устройство содержит корпуса 1, 2, 3, каждый из которых состоит из неподвижной опоры 4, подвижной опоры 5 и силовых элементов 6, 7, 8, и ключей 9. Корпус 1 оснащен силовыми элементами 6, имеющими память на растяжение-сжатие, корпус 2 силовыми элементами 7 - на кручение, а корпус 3 силовыми элементами 8 - на изгиб. Устройство позволяет повысить производительность за счет совмещения нескольких технологических операций и создания требуемого вида нагружения, при сохранении управления величиной усилия. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.
Description
Полезная модель относится к приводным механизмам, в частности к устройствам преобразования тепловой энергии в механическую.
Из уровня техники известен термомеханический силопривод (патент РФ на изобретение №2392494, МПК F03G 7/06, опубл. 20.06.2010), состоящий из корпуса, в котором размещен шток с поршнем, делящим полость корпуса на две камеры, в каждой из которых установлен комплект цилиндрических пружин, состоящий из двух пружин большего и меньшего диаметра, причем пружины меньшего диаметра вставлены в пружины большего диаметра, все пружины выполнены из термочувствительного сплава с эффектом памяти формы и в начальном положении в одной камере установлены в сжатом состоянии, в другой - в растянутом, а каждая камера снабжена электромагнитными клапанами для впуска и выпуска горячей или холодной воды или другой жидкости, в зависимости от температуры мартенситных превращений термочувствительного сплава пружин. При этом пружины выполнены из нитинола, а корпус выполнен с термоизоляцией.
Недостатком известной конструкции является то, что она не позволяет развить существенное усилие, а также отличается достаточной сложностью и характеризуется трудностями обеспечения ее работы.
Известно также устройство для испытания материалов на твердость в условиях космического пространства (патент РФ на полезную модель №157417, МПК E05F 15/20, G01N 3/40, B64G 4/00, опубл. 10.12.2015), включающее подвижное и неподвижное основания, механизм нагружения и измерительный преобразователь, отличающееся тем, что содержит механизм перемещения образца, установленный на неподвижной основе, а механизм нагружения выполнен в виде проволоки из материала с памятью формы, натянутой между основанием крепления проволоки и кронштейном, на котором жестко зафиксирован один конец пальца, а другой конец, также жестко, зафиксирован с подвижным основанием, причем палец закреплен в неподвижном основании с возможностью перемещения по осевому направлению и снабжен возвратной пружиной.
Основным недостатком конструкции является использование силопривода механизма нагружения только на один вид памяти, например, растяжение-сжатие, что ограничивает возможности устройства.
Наиболее близким к заявляемой полезной модели по технической сущности является электротермический привод силового элемента (патент РФ на изобретение №2158343, МПК E05F 15/20, B60J 7/06 опубл. 27.10.2000), содержащий металлический корпус, в котором установлен силовой элемент, выполненный в виде изогнутой ленты из материала с обратимой термической памятью формы, один конец которого укреплен жестко в торце корпуса, а другой - в подвижном элементе в контакте со штоком. При этом внутри металлического корпуса, между корпусом и силовым элементом с тепловым контактом с ним установлены термоэлектрические модули, оба электрических вывода которых подсоединены через переключатели к источнику постоянного тока.
Недостатком устройства также является его малая функциональность из-за использования одного вида памяти формы.
Технической задачей настоящей полезной модели является создание работоспособного силового привода, способного, одновременно или последовательно, прикладывать нагрузки различного характера, и применяемого в заготовительно-штамповочном производстве и испытательной технике.
Технический результат, достигаемый при осуществлении настоящей полезной модели заключается в повышении производительности, за счет совмещения нескольких технологических операций и создания требуемого вида нагружения, при сохранении управления величиной усилия.
Задача, положенная в основу настоящей полезной модели, с достижением заявленного технического результата, решается тем, что электротермический силовой привод, содержащий подвижную и неподвижную опоры, в которые установлены силовые элементы, выполненные из материала с обратимой термической памятью формы и расположенные между этими опорами, включает несколько неподвижных и подвижных опор, которые соединены последовательно и имеют силовые элементы с различной памятью формы, при этом между каждой из неподвижных опор установлен ключ, с возможностью замыкания и размыкания цепи.
Кроме того, силовые элементы выполнены в виде проволоки из нитинола диаметром 1-3 мм.
Кроме того, силовые элементы выполнены в виде листов из нитинола толщиной до 1 мм.
Выполнение силового привода с несколькими неподвижными и подвижными опорами с различными силовыми элементами, позволяет, одновременно или последовательно, прикладывать нагрузки различного характера для одной и той же заготовки или испытуемого образца в короткий промежуток времени, что существенно увеличивает производительность привода.
Установка ключей между каждой из неподвижных опор силового привода позволяет регулировать прохождение электрического тока через силовые элементы для их нагрева и срабатывания, которые необходимы на данный момент для работы, что увеличивает количество возможных вариантов обработки заготовки или испытания образцов.
Выполнение силовых элементов в виде проволоки или «тонких» листов из нитинола позволяет обеспечить малые габаритные размеры устройства и упрощает технику подвода и съема тепла (нагрев - охлаждение силового привода) с каждого тонкого силового элемента, а также не требует использования мощного испытательно-силового оборудования, для создания памяти, так как ее наведение - осуществляется для каждого силового элемента отдельно.
Предлагаемая конструкция иллюстрируется чертежом, где представлен общий вид электротермического силового привода.
Устройство содержит неподвижные опоры 1, каждая из которых соединена с соответствующей подвижной опорой 2 с помощью силовых элементов 3, 4, 5. Также устройство содержит ключи 6, установленные между неподвижными опорами 1. Силовой элемент 3 имеет, например, память на растяжение-сжатие, силовой элемент 4 - на кручение, а силовой элемент 5 - на изгиб.
Электротермический силовой привод работает следующим образом.
При проведении каких-либо штамповочных работ или испытаний материалов в условиях сложного нагружения в конструкцию установки монтируется силовой привод с элементами из материала с памятью формы. В неподвижные опоры 1 устанавливают один конец заготовки детали, а другой конец заготовки, либо в необходимой ее части, закрепляют с подвижными опорами 2 устройства. С помощью ключей 6, которые установлены между неподвижными опорами, осуществляется регулировка того, как и в какой последовательности должны сработать силовые элементы 3, 4, 5. В качестве силовых элементов может быть использована проволока из нитинола диаметром 1-3 мм или листы из нитинола толщиной до 1 мм. Силовые элементы между неподвижными и подвижными опорами устанавливаются параллельно друг другу, позволяя суммировать усилия, развиваемые каждым элементом, при их использовании в едином силоприводе. Количество элементов также зависит от усилия, которое нужно создать. Так, например, развиваемое каждым силовым элементом из проволоки толщиной в 1 мм усилие при нагреве до 100°С составляет 0,28-0,32 кН. Усилие, развиваемое силоприводом, состоящим из трех таких элементов, составляет 0,85-0,95 кН. После проведения всех настроек установка готова к работе. От сети, в зависимости от того какие были произведены настройки и как будут работать ключи 6, на силовые элементы 3, 4 и 5 подается напряжение порядка 0,7 В, в течение 2-3 секунд, чего достаточно для нагревания до 100°С. Эта температура необходима для структурного изменения, которое позволяет металлу «вспоминать» созданную в нем ранее форму (размер) и задавать усилие. Соответствующее усилие передается на заготовку. Усилия могут передаваться как одновременно, так и раздельно. После проведенных манипуляций подача напряжения прекращается и осуществляется охлаждение сжатым воздухом.
Claims (3)
1. Электротермический силовой привод, содержащий подвижную и неподвижную опоры, в которые установлены силовые элементы, выполненные из материала с обратимой термической памятью формы и расположенные между этими опорами, отличающийся тем, что включает несколько неподвижных и подвижных опор, которые соединены последовательно и имеют силовые элементы с различной памятью формы, при этом между каждой из неподвижных опор установлен ключ, с возможностью замыкания и размыкания цепи.
2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что силовые элементы выполнены в виде проволоки из нитинола диаметром 1-3 мм.
3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что силовые элементы выполнены в виде листов из нитинола толщиной до 1 мм.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016108679U RU172360U1 (ru) | 2016-03-10 | 2016-03-10 | Электротермический силовой привод |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016108679U RU172360U1 (ru) | 2016-03-10 | 2016-03-10 | Электротермический силовой привод |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU172360U1 true RU172360U1 (ru) | 2017-07-05 |
Family
ID=59310316
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2016108679U RU172360U1 (ru) | 2016-03-10 | 2016-03-10 | Электротермический силовой привод |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU172360U1 (ru) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4887429A (en) * | 1989-05-04 | 1989-12-19 | Design & Manufacturing Corporation | Electro-thermal actuator |
| RU2158343C1 (ru) * | 1999-10-28 | 2000-10-27 | Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" им.С.П. Королева | Электротермический привод силового элемента |
| WO2009079460A1 (en) * | 2007-12-14 | 2009-06-25 | University Of Florida Research Foundation, Inc. | Electrothermal microactuator for large vertical displacement without tilt or lateral shift |
| RU99578U1 (ru) * | 2009-01-27 | 2010-11-20 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" | Привод линейных перемещений |
-
2016
- 2016-03-10 RU RU2016108679U patent/RU172360U1/ru active IP Right Revival
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4887429A (en) * | 1989-05-04 | 1989-12-19 | Design & Manufacturing Corporation | Electro-thermal actuator |
| RU2158343C1 (ru) * | 1999-10-28 | 2000-10-27 | Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" им.С.П. Королева | Электротермический привод силового элемента |
| WO2009079460A1 (en) * | 2007-12-14 | 2009-06-25 | University Of Florida Research Foundation, Inc. | Electrothermal microactuator for large vertical displacement without tilt or lateral shift |
| RU99578U1 (ru) * | 2009-01-27 | 2010-11-20 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" | Привод линейных перемещений |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Schmidt et al. | Scientific test setup for investigation of shape memory alloy based elastocaloric cooling processes | |
| Fumagalli et al. | SmartFlex NiTi wires for shape memory actuators | |
| KR101472698B1 (ko) | 급속 캐패시터 방전 단조에 의한 금속성 유리의 형성 | |
| CN110196199B (zh) | 利用双向电磁驱动同步组装的高温Hopkinson压杆试验系统及方法 | |
| US11193866B2 (en) | Cylindrical heating apparatus | |
| Degeratu et al. | Thermal study of a shape memory alloy (SMA) spring actuator designed to insure the motion of a barrier structure | |
| Georges et al. | Characterization and design of antagonistic shape memory alloy actuators | |
| RU172360U1 (ru) | Электротермический силовой привод | |
| Tanaka et al. | Transformation start lines in TiNi and Fe-based shape memory alloys after incomplete transformations induced by mechanical and/or thermal loads | |
| Shayanfard et al. | Numerical and experimental investigation on electro-thermo-mechanical behavior of NiTi shape memory alloy wires | |
| WO2009112904A3 (en) | Scan adiabatic resistive calorimeter (sarc) with ohm heating in the sample | |
| Degeratu et al. | Thermal characteristics of Ni–Ti SMA (shape memory alloy) actuators | |
| RU163932U1 (ru) | Электротермический силовой привод | |
| Silva et al. | An innovative electromagnetic compressive split Hopkinson bar | |
| Isalgue et al. | Behavior of NiTi wires for dampers and actuators in extreme conditions | |
| Motzki et al. | Energy-efficient SMA vacuum gripper system | |
| CN106053259B (zh) | 一种薄板高温成形极限试验装置 | |
| Kohl et al. | SMA microactuators for microvalve applications | |
| Schmidt et al. | Experimental investigation on the efficiency of a control dependent NiTi-based cooling process | |
| Pilch et al. | Final thermomechanical treatment of thin NiTi filaments for textile applications by electric current | |
| CN101598648B (zh) | 双空间材料冷热模拟实验装置 | |
| Kim et al. | A simple smart wing actuator using Ni-Ti SMA | |
| Suzumori et al. | Novel actuator driven with phase transition of working fluid for uses in wide temperature range | |
| Nath et al. | Investigation on thermo-mechanical behavior of SMA spring under the influence of different actuation medium | |
| Czechowicz et al. | Superelastic shape memory elements using intrinsic sensor effects |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM9K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20190311 |
|
| NF9K | Utility model reinstated |
Effective date: 20210511 |