Пристрій для різання монокристалів

1. Пристрій для різання монокристалів, який містить вільний алмазний відрізний круг з внутрішньою різальною крайкою, торцевий асинхронний електродвигун, який включає у себе один або два кільцевих статори з обмотками, покладеними з боку алмазного відрізного круга, корпус та основу для кріплення монокристала з можливістю переміщення уздовж власної осі, обмотки кільцевих статорів покладені під кутом нахилу до радіуса від 0° до 90°, при цьому кути нахилу обмоток верхнього і нижнього статорів можуть не збігатися, зовнішній діаметр алмазного відрізного круга дорівнює зовнішньому діаметру нижнього статора, а внутрішній діаметр алмазного відрізного круга більше внутрішнього діаметра нижнього статора на вели U 2 (19) 1 3 льний момент на відрізному крузі, а сила dFr забезпечують його стійке обертання. В процесі різання злитка сили різання прагнуть змістити круг від положення рівноваги, а рівнодіюча сил dFr протидіє їм і, тим самим, утримує інструмент у межах робочої зони. Відрізувана пластина проходить у радіальному напрямі через робочий зазор торцевого асинхронного електродвигуна, знаходячись при цьому між пилою і робочою поверхнею нижнього статора. Для підвищення товщини відрізуваної пластини необхідно збільшувати робочий зазор електродвигуна. Це приводить до зменшення магнітної індукції у зазорі і до зниження величини електромагнітних сил dF і dFr, що діють на відрізний круг, внаслідок чого падає обертальний момент електричної машини і знижується стійкість інструменту, що є основним недоліком відомого пристрою. В основу корисної моделі поставлено завдання удосконалення пристрою для різання монокристалів на пластини шляхом створення керованого розподілу електромагнітних сил у робочому зазорі дискового асинхронного двигуна, що дозволить виконати його статори незамкнутими. Це забезпечить широкий діапазон зміни товщини відрізуваних заготовок, тобто дозволить відрізувати як тонкі пластини, так і мірні заготовки. Поставлене завдання досягається тим, що в пристрої для різання монокристалів на пластини, який містить вільний алмазний відрізний круг з внутрішньою ріжучою крайкою, торцевий асинхронний електродвигун, який включає один або два статори з обмотками, покладеними з боку алмазного відрізного круга під кутом нахилу до радіусу від 0° до 90°, згідно корисної моделі, статори електродвигуна виконано з несиметричними вирізами для виходу монокристала, що розрізається, кожен статор містить по три розподілені трифазні обмотки, які живляться від незалежних джерел змінного струму. Дві обмотки кожного із статорів розташовано осесиметрично один щодо одного, а третю симетрично вирізу статора. Технічним результатом корисної моделі, що заявляється, є усунення обмеження на товщину відрізуваних заготовок і підвищення стійкості обертання алмазного відрізного круга. Суть корисної моделі пояснюється ілюстративним матеріалом, де на Фіг.1 показана фронтальна проекція пристрою для різання монокристалів; на Фіг.2 - горизонтальна проекція (верхній статор не показаний). Пристрій для різання монокристалів (див. Фіг.1 і Фіг.2) містить вільний алмазний відрізний круг 1, виготовлений з немагнітного струмопровід-ного матеріалу, нижній статор 2 і верхній статор 3. Статори 2 і 3 виконано з несиметричними вирізами. У похилих пазах [3] статорів 2 і 3 розміщені незалежні трифазні обмотки 4, 5 і 6. Усередині торцевого асинхронного електродвигуна, який включає один або два статори, розташований монокристал 7, що розрізається, його закріплено на кристалотримачі 8, який може переміщати кристал, як в осьовому, так і в радіальному напрямах. 65294 4 Обмотки 4 і 5 мають осьову симетрією одна відносно іншої, а обмотка 6 симетрична вирізу у статорі 2. Для верхнього статора 3 розташування обмоток аналогічно нижньому статору 2. Обмотки 4, 5 та 6 утворюють одну або декілька пар полюсів. Кутова протяжність вирізів у статорах 2 і 3 повинна забезпечити безперешкодне переміщення монокристала у радіальному напрямі. Пристрій для різання монокристалів працює наступним чином. Для створення обертального магнітного поля обмотки 4,5 та 6 статорів 2 і 3 підключаються до роздільних джерел змінного струму, які узгоджені по частоті і фазі. Перед початком процесу різки включаються обмотки 4 і 5. Спільно вони створюють обертальне магнітне поле, при взаємодії якого з ротором 1 виникають рушійні електромагнітні сили. Рівнодіюча сил, створюваних обмоткою 4, має тангенціальну F1 і радіальну Fr1 складові, а сила, створювана обмоткою 5, розкладається на складові F2 і Fr2 (див. Фіг.2). У режимі холостого ходу головна центральна вісь інерції відрізного круга співпадає з віссю статорів 2 і 3. Сили F1 і Fr2, так як Fr1 і Fr2 рівні по величині і протилежні по напряму. Під дією Fr1 і Fr2 ротор 1 приводиться у обертальний рух і розгонюється до номінальної частоти обертання, а сили Fr1 і Fr2 взаємно компенсуються. Монокристал 7 по засобах кристалотримача 8 переміщається у осьовому напрямі на задану довжину відрізуваної заготовки, а потім починає рух у радіальному напрямі. При контакті монокристала 7 з ріжучою крайкою відрізного круга 1 виникають сили різання Frp і Fp, під дією яких центр кільцевого інструменту зміщується відносно центру статорів 2 і 3. Для протидії силі Frp вмикається обмотка 6, яка створює сили F3 і Fr3. Компенсація Frp досягається за рахунок зміни величини стабілізуючої сили Fr3 по засобах управління струмом в цій обмотці: чим більше зсув відрізного круга 1, тим більше струм, а, отже, і Fr3. Усунення впливу сили Fp здійснюється регулюванням струму в обмотках 4 і 5. Причому якщо струм в одній з обмоток збільшується, то в іншій пропорційно зменшується. В результаті на ротор діятиме стабілізуюча сила рівна різниці Fr1 і Fr2, намагаючись повернути його у положення рівноваги. Співвідношення сил Fr1 і Fr2 визначається величиною і напрямом зсуву інструменту, який спричинений силою Fp. По закінченню процесу різання відрізний круг 1 під дією стабілізуючих сил повертається в положення рівноваги, після чого обмотка 6 відключається. Використання даного пристрою дозволить розрізати монокристали не тільки на тонкі пластини, але й на мірні заготовки. При цьому підвищуються стійкість вільного відрізного круга, якість відрізуваних заготовок, і знижуються витрати дорогого матеріалу. Джерело інформації: 1. Патент України №76825 МПК H01L21/461 B28D 5/00 Опубл. 15.09.06, Бюл. №9. - 3с. 2. Ерошин С.С. Определение сил, действующих на кольцевую пластинку, находящуюся во вращающемся магнитном поле // Збірник наукових 5 праць Східноукраїнського державного університету. - Луганск: Вид-во СУДУ- 1998. - №2. - Сю13-21. Комп’ютерна верстка Н. Лисенко 65294 6 3. Патент на корисну модель №34551 МПК (2006) Н02К17/02 Н02К41/025 Опубл. 11.08.2008, Бюл. №15.-4с. Підписне Тираж 23 прим. Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601