RU181819U1 - Мехатронный пьезомодуль для сборки с запрессовкой керамических деталей - Google Patents
Мехатронный пьезомодуль для сборки с запрессовкой керамических деталей Download PDFInfo
- Publication number
- RU181819U1 RU181819U1 RU2017128929U RU2017128929U RU181819U1 RU 181819 U1 RU181819 U1 RU 181819U1 RU 2017128929 U RU2017128929 U RU 2017128929U RU 2017128929 U RU2017128929 U RU 2017128929U RU 181819 U1 RU181819 U1 RU 181819U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- mechatronic
- assembly
- interference
- actuator
- rod
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23P—METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
- B23P19/00—Machines for simply fitting together or separating metal parts or objects, or metal and non-metal parts, whether or not involving some deformation; Tools or devices therefor so far as not provided for in other classes
- B23P19/02—Machines for simply fitting together or separating metal parts or objects, or metal and non-metal parts, whether or not involving some deformation; Tools or devices therefor so far as not provided for in other classes for connecting objects by press fit or for detaching same
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к устройствам для сборки неметаллических узлов и может найти применение в машиностроении и приборостроении для сборки конических керамических соединений с натягом. Техническая задача устройства - повышение качества сборки высокоточных конических керамических соединений с натягом. Задача решена применением мехатронного пьезомодуля, который содержит станину с установленным на ней столиком на регулируемой по высоте шаровой опоре и четыре стойки с закрепленной на них верхней неподвижной опорой. На верхней опоре установлена оправка, включающая в себя цилиндрический корпус с установленным в нем преднагруженным пьезоэлектрическим актуатором с совмещенными с ним силометрическим датчиком и тензометрическим датчиком положения, и направляющую головку, с установленным в ней подпружиненным пружиной штоком, при этом верхний торец штока совмещен с нижним торцом актуатора. Дополнительно устройство содержит блок управления, к измерительным входам и которого подключены выходы силометрического датчика и тензометрического датчика положения, а выход подключен через усилитель напряжения к актуатору. Положительный технический результат - значительное повышение качества сборки керамических соединений, за счет возможности регулирования осевого натяга с субмикронным разрешением.
Description
Полезная модель относится к устройствам для сборки неметаллических узлов и может найти применение в машиностроении и приборостроении для сборки конических керамических соединений с натягом.
Из уровня техники известно устройство для осуществления способа сборки деталей с натягом (RU 2508974 C1, МПК В23Р 11/02, В23Р 25/00, опубл. 10.03.2014) представляющее собой дуплексный инструмент в виде контактно-разогревающего инструмента и расположенного за ним деформирующе-калибрующего инструмента, установленного с натягом, равным 0.8 мм.
Недостатком известного технического решения является ограниченная возможность использования его для сборки керамических соединений с натягом.
Наиболее близким к заявленному техническому решению и выбранным в качестве прототипа признано устройство для осуществления способа сборки с натягом охватываемой и охватывающей деталей (JPH 09277122 A, МПК В23Р 19/02, опубл. 28.10.1997), которое содержит соосно смонтированные на станине технологическую оснастку для установки собираемых деталей и механизм запрессовки в виде силового привода возвратно-поступательного перемещения и связанного с ним запрессовочного инструмента, а также систему управления приводом.
Недостатком прототипа является его низкая технологичность, вследствие наличия в его конструкции большого количества сложных механических узлов. Кроме того система управления устройством не содержит датчики отрицательной обратной связи с собираемым изделием, что ограничивает возможность точного регулирования усилия, прилагаемого к сборке.
Технической задачей, на решение которой направлено заявленное устройство, является повышение качества сборки высокоточных конических керамических соединений с натягом путем субмикронного регулирования осевого натяга.
Указанная задача решена тем, что мехатронный пьеозомодуль для сборки с запрессовкой керамических деталей содержит станину с установленными на ней столиком и четырьмя стойками, закрепленную на стойках верхнюю неподвижную опору, на которой установлена оправка, состоящая из цилиндрического корпуса и направляющей головки с размещенным в ней штоком, связанным с механизмом его линейного перемещения, силометрический датчик и тензометрический датчик положения, при этом упомянутые датчики и механизм линейного перемещения выполнены с возможностью соответствующего подключения к микропроцессорному блоку управления. Отличается устройство тем, что упомянутый столик установлен на регулируемой по высоте шаровой опоре, а механизм линейного перемещения штока выполнен в виде предварительно сжатого пьезоэлектрического актуатора, расположенного в упомянутом цилиндрическом корпусе и связанного своим нижним торцом с верхним торцом штока, при этом упомянутые датчики размещены на пьезоэлектрическом актуаторе, а шток подпружинен относительно направляющей головки.
Положительным техническим результатом, обеспечиваемым раскрытой выше совокупностью признаков устройства, является значительное повышение качества сборки керамических соединений, за счет возможности регулирования осевого натяга с субмикронным разрешением. Точность достигается за счет использования при регулировании силы натяга физических свойств пъезокерамики и микропроцессорного управления с отрицательной обратной связью, реализованной в виде силометрического и тензометрического датчиков.
Полезная модель поясняется чертежами, где на фиг. 1 показан общий вид мехатронного пьезомодуля; на фиг. 2 показана оправка в разрезе; на фиг. 3 приведена обобщенная структурная схема блока управления.
Мехатронный пьезомодуль состоит из станины 1 с установленным на ней столиком 2 на регулируемой по высоте шаровой опоре 3 и четырех стоек 4, с закрепленной на них верхней неподвижной опорой 5. На верхней опоре 5 установлена оправка 6, включающая в себя цилиндрический корпус 7, с установленным в нем преднагруженным пьезоэлектрическим актуатором 8 с совмещенными с ним силометрическим датчиком 9 и тензометрическим датчиком положения 10, и направляющую головку 11, с установленным в ней подпружиненным пружиной 12 штоком 13, при этом верхний торец штока совмещен с нижним торцом актуатора 8. Дополнительно устройство содержит блок управления 14, к измерительным входам 15 и 16 которого подключены выходы силометрического датчика 9 и тензометрического датчика положения 10, а выход 17 подключен через усилитель напряжения 18 к актуатору 8.
Сравнительный анализ конструкций линейных актуаторов показал, что целесообразно применение актуатора пакетной конструкции, которая состоит из n дисков с начальной длиной l0, площадью сечения - S0. Длина пакета под действием электрического напряжения U изменяется на величину Δl. Для повышения механической жесткости, пьезопакет, защищенный термоусадочной трубкой, помещен в упругий корпус, в котором предусмотрена возможность его предварительного сжатия. В предлагаемой конструкции пакет состоит из не менее чем 150 дисков толщиной 0.72 мм, соединенных друг с другом через медные электроды, выполненные на дисках с помощью магнетронного напыления в вакууме, посредством токопроводящего клея.
Блок управления может быть выполнен в виде микропроцессорной системы на основе любого известного восьми- или тридцатидвухразрядного микроконтроллера, например ATMega128L или STM32.
Устройство используют следующим образом.
На столик 2 устанавливают детали конического соединения. Затем регулируется их соосность с оправкой 6. Далее, в зависимости от параметров конического соединения, в блок управления 14 вводят режимы технологического процесса сборки, к которым, в частности, относятся напряжение (U), его градиент (G), скорость (v) и время запрессовки (t), вид зависимости изменения силы запрессовки [F] от времени, осевой натяг (Δl), частота тока (f) и его максимально допустимая величина.
Затем оператором с помощью блока управления 14 пьезомодуль приводится в действие. Блок управления при этом с помощью выхода 17 через усилитель напряжения 18 воздействует на актуатор 8, изменяя его длину и создавая усилие, необходимое для осуществления запрессовки. Одновременно с этим с помощью измерительных входов 15 и 16 блоком управления 14 опрашиваются датчики обратной связи 9 и 10. Далее на основе управляющей программы микроконтроллера блока управления 14 реализуется замкнутый цикл автоматического регулирования процесса запрессовки, при этом пружина 12 выполняет функцию апериодического звена первого порядка. По достижении времени окончания технологического процесса запрессовки t с помощью блока управления 14 останавливают пьезомодуль, снимают полученное сборочное соединение со столика 2 и выполняют контроль его качества.
Claims (2)
1. Мехатронный пьезомодуль для сборки с запрессовкой керамических деталей, содержащий станину с установленными на ней столиком и четырьмя стойками, закрепленную на стойках верхнюю неподвижную опору, на которой установлена оправка, состоящая из цилиндрического корпуса и направляющей головки с размещенным в ней штоком, связанным с механизмом его линейного перемещения, силометрический датчик и тензометрический датчик положения, при этом упомянутые датчики и механизм линейного перемещения выполнены с возможностью соответствующего подключения к микропроцессорному блоку управления, отличающийся тем, что упомянутый столик установлен на регулируемой по высоте шаровой опоре, а механизм линейного перемещения штока выполнен в виде предварительно сжатого пьезоэлектрического актуатора, расположенного в упомянутом цилиндрическом корпусе и связанного своим нижним торцом с верхним торцом штока, при этом упомянутые датчики размещены на пьезоэлектрическом актуаторе, а шток подпружинен относительно направляющей головки.
2. Мехатронный пьезомодуль по п. 1, отличающийся тем, что пьезоэлектрический актуатор выполнен в виде пакетной конструкции, состоящей из не менее чем 150 дисков толщиной 0.72 мм, соединенных друг с другом через медные электроды, выполненные на дисках.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017128929U RU181819U1 (ru) | 2017-08-14 | 2017-08-14 | Мехатронный пьезомодуль для сборки с запрессовкой керамических деталей |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017128929U RU181819U1 (ru) | 2017-08-14 | 2017-08-14 | Мехатронный пьезомодуль для сборки с запрессовкой керамических деталей |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU181819U1 true RU181819U1 (ru) | 2018-07-26 |
Family
ID=62981814
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2017128929U RU181819U1 (ru) | 2017-08-14 | 2017-08-14 | Мехатронный пьезомодуль для сборки с запрессовкой керамических деталей |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU181819U1 (ru) |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2043897C1 (ru) * | 1991-07-16 | 1995-09-20 | Самарский филиал Института машиноведения им.А.А.Благонравова РАН | Устройство для сборки с натягом охватываемой и охватывающей деталей |
JPH09277122A (ja) * | 1996-04-15 | 1997-10-28 | Denso Corp | 圧入連結部材の製造方法及び製造装置 |
JP2000263351A (ja) * | 1999-03-17 | 2000-09-26 | Denso Corp | 圧入装置及び圧入方法 |
RU2182065C2 (ru) * | 2000-01-06 | 2002-05-10 | Самарский государственный технический университет | Способ запрессовки деталей и устройство для его осуществления |
JP2008041983A (ja) * | 2006-08-08 | 2008-02-21 | Denso Corp | 圧電アクチュエータ |
JP2009279723A (ja) * | 2008-05-23 | 2009-12-03 | Denso Corp | 圧電部品を製造するための圧入装置および圧電部品の製造方法 |
-
2017
- 2017-08-14 RU RU2017128929U patent/RU181819U1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2043897C1 (ru) * | 1991-07-16 | 1995-09-20 | Самарский филиал Института машиноведения им.А.А.Благонравова РАН | Устройство для сборки с натягом охватываемой и охватывающей деталей |
JPH09277122A (ja) * | 1996-04-15 | 1997-10-28 | Denso Corp | 圧入連結部材の製造方法及び製造装置 |
JP2000263351A (ja) * | 1999-03-17 | 2000-09-26 | Denso Corp | 圧入装置及び圧入方法 |
RU2182065C2 (ru) * | 2000-01-06 | 2002-05-10 | Самарский государственный технический университет | Способ запрессовки деталей и устройство для его осуществления |
JP2008041983A (ja) * | 2006-08-08 | 2008-02-21 | Denso Corp | 圧電アクチュエータ |
JP2009279723A (ja) * | 2008-05-23 | 2009-12-03 | Denso Corp | 圧電部品を製造するための圧入装置および圧電部品の製造方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN108512457B (zh) | 具有位移感知功能的直线式惯性压电作动器及作动方法 | |
CN109459456B (zh) | 三自由度样品杆 | |
CN103963033B (zh) | 基于应力刚化原理的刚度频率可调一维微动平台 | |
WO1993009911A1 (en) | Feed screw device and precisely positioning micromotion feed system | |
CN104467526B (zh) | 一种实现单向运动的惯性粘滑式跨尺度运动平台 | |
CN108161978B (zh) | 一种保持输出力恒定的力控制关节装置 | |
CN103009192B (zh) | 细长杆二维切削振动的测控装置 | |
RU181819U1 (ru) | Мехатронный пьезомодуль для сборки с запрессовкой керамических деталей | |
CN109075686A (zh) | 具有建立电枢至磁场间隙的机械柔性部的力矩马达 | |
CN105729182A (zh) | 一种用于薄板类回转铣削加工零件的拉紧夹具 | |
EP1167552A3 (en) | A fixturing device for holding a workpiece | |
CN106989886A (zh) | 一种力学结构碰撞性能模拟实验平台 | |
RU2489238C1 (ru) | Устройство для электрохимической обработки вибрирующим электродом-инструментом | |
CN107052895A (zh) | 一种基于超磁致伸缩致动器的切削加工颤振抑制装置 | |
CN113477806A (zh) | 一种嵌入式自适应智能调节集成模具 | |
TW201736016A (zh) | 用於對連接元件施加施力之裝置 | |
CN208383105U (zh) | 一种压簧测试装置 | |
RU2732020C2 (ru) | Способ сборки высокоточных конических керамических соединений с натягом | |
WO2014189401A1 (ru) | Устройство для электрохимической обработки вибрирующим электродом-инструментом | |
CN204228402U (zh) | 一种外置限位作动器 | |
CN204504870U (zh) | 一种预拉伸力可控的滚珠丝杠轴向预紧装置 | |
CN108918122B (zh) | 高精度恒压阀加工工艺及其生产线 | |
CN206804260U (zh) | 一种力学结构碰撞性能模拟实验平台 | |
CN114244182B (zh) | 含力与位移双传感的直线式压电作动器及其作动方法 | |
CN103871303B (zh) | 微动力的调节实验装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM9K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20190815 |