Термопривід з фіксацією положення

Термопривід з фіксацією положення, який містить шток, на якому встановлені два силових 3 ри і переходить в іншу, низькотемпературну фазу. Таке перетворення нагадує термопружне мартенситне перетворення. Якщо виріб із сплаву в мартенситному стані піддати повторній пластичній деформації (допускається ступінь деформації до 6% і більше), а потім його нагріти, переводячи знову у високотемпературну модифікацію, то завдяки зворотному мартенситному перетворенню він прийме свою первинну форму, що була надана йому при першій деформації у стані високотемпературної модифікації. Для порівняння подібних матеріалів наведемо основні характеристики нітинола-55 (55% Ni): нітинол-55 має температуру плавлення 1292°С, магнітну проникність менше 1,002, межа міцності 870Н/мм2, межа витривалості на базі 107 циклів 490Н/мм2. При нагріванні в процесі зворотного мартенситного перетворення сплав різко зміцнюється. Це проявляється в збільшенні модуля пружності в 3-4 рази до 8,4-104Н/мм2 та межі текучості в 6-7 разів до 630Н/мм2. Нітинол-55 після деформації у мартенситному стані на 6-8% завжди дає 100% вертання. Деформація матеріалу вище 8% дає до 80% вертання, що в більшості випадків задовольняє вимогам при застосуванні. Вертання до вихідної форми відбувається у дві стадії: пружне вертання, що складає біля 20% заданої деформації, та термопластичне вертання, коли знищуються залишки 80% вертання деформації. У проволоці діаметром 0,4-0,5мм, попередньо деформованій на 8%, у процесі вертання генерується напруга до 600Н/мм2. При цьому може виконуватися значна механічна робота на одиницю маси сплаву. Змінюючи в сплаві вміст титану та нікеля і, додаючи легуючі присадки, можна впливати на температуру фазового перетворення вмежах від 110 до 600°К [2]. Ефект пам'яті форми виявлено також у сплавах Cu-AI-Ni з 12-16% АІ, 0-10% Ni; Al-Fe-Cu з 1216,5% ΑΙ, 0,5-3,9% Fe, інше Сu; Cu-AI-Μn. Ці матеріали також характеризуються здатністю у вузькому температурному інтервалі ±10°К переходити з одного фазного стану (пластичного) в інший фазний стан (надпружний) і навпаки. Температура 14520 4 фазового перетворення визначається складом сплавів та їх термообробкою. Завдяки тому що нітинол має значну ударну в'язкість, високу межу витривалості, легко кується, добре демпфує вібрацію, не кородує навіть у морській воді, не окислюється при нагріванні до темпфатури 880°К, не розтріскується під напругою та немагнітний, із цього матеріалу можна виконувати силовий елемент приводу. Технічна суть запропонованого термопривода пояснюється кресленням, на якому зображено: Фіг. - конструкція приводу з фіксацією положення, розріз. Термопривід з фіксацією положення містить пружини із матеріалу з ефектом пам'яті форми 1, 9, рухомий шток 2, елемент із сферичною поверхнею 3, циліндри 4, регулювальні гвинти 5, 14, пружини 6, 13, стальні ковпаки 7, 12, шарики 8, контактні шайби 10, 11, 15, 16. Термопривід працює таким чином. При подачі імпульсу керування на силовий пристрій із матеріалу з ефектом пам'яті форми 1, виготовлений у формі пружини, він нагрвається до температури зворотного мартенситного перетворення (t=80...120°С) і довжина його збільшується. Шток 2 починає рухатися, створюючи зусилля F' на пружини 6,13. Коли елемент із сферичною поверхнею 3 пройде осьову лінію шариків 8, шток 2 переміщується практично миттєво в крайнє ліве положення на величину δ, виконуючи значну роботу із зусиллям. Імпульс керування можна зняти оскільки шток фіксується шариками 8. Якщо імпульс керування подати на пружину 9, шток 2 переміститься в крайнє праве положення із зусиллям F'. Порівняно з електромагнітними приводами термоприводи мають суттєві переваги: меншу масу, робота в широкому діапазоні температур, незначні габарити, плавне переміщення робочих органів, меншу вартість. Властивості матеріалу з ЕПФ гарантують надійну роботу апаратів протягом планового терміну служби і не обмежують цей час. Ці приводи можуть суттєво спростити хімічні виробництва, якщо на їх основі виготовити вентилі, клапани, золотники та інше регулююче обладнання. 5 Комп’ютерна верстка А. Рябко 14520 6 Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601