RU2732020C2 - Способ сборки высокоточных конических керамических соединений с натягом - Google Patents
Способ сборки высокоточных конических керамических соединений с натягом Download PDFInfo
- Publication number
- RU2732020C2 RU2732020C2 RU2018120988A RU2018120988A RU2732020C2 RU 2732020 C2 RU2732020 C2 RU 2732020C2 RU 2018120988 A RU2018120988 A RU 2018120988A RU 2018120988 A RU2018120988 A RU 2018120988A RU 2732020 C2 RU2732020 C2 RU 2732020C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- control unit
- mandrel
- actuator
- assembly
- mechatronic
- 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)
- Automatic Assembly (AREA)
- Press-Shaping Or Shaping Using Conveyers (AREA)
Abstract
Изобретение относится к способу сборки конического соединения керамических деталей и может найти применение в машиностроении и приборостроении. Способ включает установку на столик, закрепленный на станине мехатронного пьезомодуля, деталей конического соединения, регулирование соосности деталей и оправки, установленной на верхней неподвижной опоре мехатронного пьезомодуля. Перед началом сборки в блок управления мехатронным пьезомодулем вводят параметры режима работы преднагруженного пьезоэлектрического актуатора оправки. Затем приводят блок управления в действие и, воздействуя через управляющий выход блока управления и усилитель напряжения на актуатор оправки, изменяют его длину и создают усилие, необходимое для осуществления запрессовки. Одновременно измеряют усилие запрессовки с помощью силометрического и тензометрического датчиков, совмещенных с актуатором оправки и подключенных к измерительным входам блока управления. Вычисляют ошибку регулирования, корректируя усилие запрессовки, выполняя замкнутый цикл автоматического регулирования технологического процесса. Технический результат состоит в повышении качества сборки высокоточных конических керамических соединений с натягом путем субмикронного регулирования осевого натяга. 3 ил.
Description
Изобретение относится к способам сборки неметаллических узлов и может найти применение в машиностроении и приборостроении для получения конических керамических соединений с натягом.
Из уровня техники известен способ образования технологических соединений при сборке герметичных конструкций (SU 1638383 A1, МПК F16B 5/02), включающий выполнение технологических отверстий в элементах конструкции, подготовку сопрягаемых поверхностей элементов конструкции к нанесению на них герметика или клея, нанесение последних на упомянутые поверхности, сборку элементов конструкции в пакет и стяжку их с заданным усилием технологическим крепежом. Отличительными особенностями способа является то, что технологические отверстия выполняют в два этапа: сначала выполняют отверстие диаметром, равным среднему диаметру резьбы технологического крепежа, во всех элементах конструкции, образующих пакет, а затем разделывают отверстия на больший диаметр во всех упомянутых элементах, кроме одного, расположенного со стороны, противоположной установке технологического крепежа, а в процессе стяжки пакета в отверстии меньшего диаметра ввинчивают технологический крепеж.
Недостатком известного способа являются ограниченные возможности его использования для сборки высокоточных конических керамических соединений.
Наиболее близким техническим решением к заявленному изобретению и выбранным в качестве прототипа признан способ сборки конических соединений с натягом (SU 1470489 A1, МПК В23Р 11/02, опубл. 08.12.1986), заключающийся в запрессовке охватываемой детали в охватывающую, осуществляемой с одновременным их относительным поворотом, при этом поворот осуществляют на угол от 5 до 30 град.
Недостатком способа является низкое качество получаемого соединения, вследствие необходимости использования для получения сборочного узла деталей из различных материалов, что может привести в результате к появлению микротрещин.
Технической задачей, на решение которой направлено заявленное изобретение, является повышение качества сборки высокоточных конических керамических соединений с натягом путем субмикронного регулирования осевого натяга.
Указанная задача решена тем, что способ сборки включает в себя установку на столик, закрепленный на станине мехатронного пьезомодуля, деталей конического соединения, регулирование соосности деталей и оправки, установленной на верхней неподвижной опоре мехатронного пьезомодуля. Отличает способ от известных то, что перед началом технологического процесса сборки в блок управления мехатронным пьезомодулем вводят параметры режима работы преднагруженного пьезоэлектрического актуатора оправки, затем приводят блок управления в действие и, воздействуя через управляющий выход блока управления и усилитель напряжения на актуатор оправки, изменяют его длину и создают усилие, необходимое для осуществления запрессовки; одновременно с этим измеряют усилие запрессовки с помощью силометрического и тензометрического датчиков, совмещенных с актуатором оправки и подключенных к измерительным входам блока управления, вычисляют ошибку регулирования, корректируя усилие запрессовки, выполняя замкнутый цикл автоматического регулирования технологического процесса сборки.
Положительным техническим результатом, обеспечиваемым раскрытой выше совокупностью признаков способа, 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 с помощью силометрического и тензометрического датчиков.
Изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 показан общий вид мехатронного пьезомодуля, с помощью которого осуществляется способ; на фиг. 2 показана оправка в разрезе; на фиг. 3 приведена обобщенная структурная схема блока управления.
Способ осуществляют с помощью мехатронного пьезомодуля, имеющего следующую конструкцию.
Модуль 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 подпружиненым 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.
Актуатор выполнен в виде 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 выполнен в виде микропроцессорной системы на основе любого известного восьми- или тридцатидвухразрядного микроконтроллера, например ATMega128L или STM32.
Способ осуществляют 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 (ƒ) 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. Актуатор воздействует на детали конического соединения, осуществляя сборку, 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 (1)
- Способ сборки конического соединения керамических деталей, включающий сборку керамических деталей с натягом путем запрессовки, отличающийся тем, что используют мехатронный пьезомодуль, состоящий из станины с закрепленным на ней столиком, верхней неподвижной опоры, верхней неподвижной опоры, оправки с преднагруженным пьезоэлектрическим актуатором и блоком управления, причем перед сборкой в блок управления мехатронного пьезомодуля вводят параметры режима работы преднагруженного пьезоэлектрического актуатора оправки, затем на столик устанавливают упомянутые керамические детали, осуществляют регулирование соосности деталей и оправки, которую устанавливают на верхней неподвижной опоре мехатронного пьезомодуля, и воздействием через управляющий выход блока управления и усилитель напряжения на актуатор оправки изменяют его длину и создают усилие запрессовки, при этом измерение усилия запрессовки осуществляют с помощью силометрического и тензометрического датчиков, совмещенных с актуатором оправки и подключенных к измерительным входам блока управления, вычисляют ошибку регулирования и корректируют усилие запрессовки до выполнения замкнутого цикла регулирования процесса сборки.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018120988A RU2732020C2 (ru) | 2018-06-06 | 2018-06-06 | Способ сборки высокоточных конических керамических соединений с натягом |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018120988A RU2732020C2 (ru) | 2018-06-06 | 2018-06-06 | Способ сборки высокоточных конических керамических соединений с натягом |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2018120988A3 RU2018120988A3 (ru) | 2019-12-09 |
RU2018120988A RU2018120988A (ru) | 2019-12-09 |
RU2732020C2 true RU2732020C2 (ru) | 2020-09-10 |
Family
ID=68834264
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2018120988A RU2732020C2 (ru) | 2018-06-06 | 2018-06-06 | Способ сборки высокоточных конических керамических соединений с натягом |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2732020C2 (ru) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1470489A1 (ru) * | 1986-12-08 | 1989-04-07 | МВТУ им.Н.Э.Баумана | Способ сборки конических соединений с нат гом |
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 |
RU2182065C2 (ru) * | 2000-01-06 | 2002-05-10 | Самарский государственный технический университет | Способ запрессовки деталей и устройство для его осуществления |
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 |
-
2018
- 2018-06-06 RU RU2018120988A patent/RU2732020C2/ru active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1470489A1 (ru) * | 1986-12-08 | 1989-04-07 | МВТУ им.Н.Э.Баумана | Способ сборки конических соединений с нат гом |
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 |
RU2182065C2 (ru) * | 2000-01-06 | 2002-05-10 | Самарский государственный технический университет | Способ запрессовки деталей и устройство для его осуществления |
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 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2018120988A3 (ru) | 2019-12-09 |
RU2018120988A (ru) | 2019-12-09 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN104297065B (zh) | 一种压电驱动微拉伸测试装置 | |
CN111188942B (zh) | 一种自感知力和位移的压电阀及位移控制方法 | |
DE102007020633B4 (de) | Positioniervorrichtung | |
CN107271283B (zh) | 一种获取大坝混凝土轴拉峰后软化段的测定装置及方法 | |
DE10234494B4 (de) | Vorrichtung und Verfahren zum Ausgleichen von axialen Verschiebungen und Schwingungen an einer Welleneinrichtung einer Schneidmaschine | |
KR102128876B1 (ko) | 금속 제품을 안내하기 위한 기기 및 방법 | |
GB2196743A (en) | Axial loading material testing | |
KR0145149B1 (ko) | 와이어 클램퍼 | |
EP0042371A1 (de) | Messwertaufnehmer zur Messung von Verformungen an Hohlkörpern | |
RU2732020C2 (ru) | Способ сборки высокоточных конических керамических соединений с натягом | |
EP2408590A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zum einrichten einer maschine | |
CN109075686A (zh) | 具有建立电枢至磁场间隙的机械柔性部的力矩马达 | |
DE102005058677A1 (de) | Verfahren zur Herstellung eines Druckdetektors | |
US4475403A (en) | Device to preload loading connections | |
CN105041761B (zh) | 一种伺服作动器零位调整装置 | |
CN101890699B (zh) | 燃气轮机拉杆式转子的拉杆螺栓调整机构及其工作方法 | |
US20040071809A1 (en) | Force detecting controlling device of a screw for an injection molding machine | |
US6971172B2 (en) | Piezoelectric control valve adjustment method | |
RU181819U1 (ru) | Мехатронный пьезомодуль для сборки с запрессовкой керамических деталей | |
DE102008011540B4 (de) | Verfahren zum zentrierten Montieren einer ersten Komponente an einer zweiten Komponente | |
CN209354497U (zh) | 传感器贴片按压装置 | |
US20190160614A1 (en) | Workpiece holder device | |
CN110605539A (zh) | 一种杆端轴承的生产工艺及生产用断料设备 | |
EP2887039B1 (de) | Vorrichtung und Verfahren zum Messen des Kompressionsdruckes von Kompressionsstrümpfen und Kompressionsbandagen | |
KR200488615Y1 (ko) | 내부케이싱 정렬장치 |