Мартенситный двигатель колебательного движения Советский патент 1988 года по МПК F03G7/06 

13

&д 615 00 00 СО

СП

Я

Изобретение относится к машиностроению, а именно к тепловым двигателям, в которых для получения механической энергии используются тепло- вые деформации твердых рабочих элементов с термомеханической памятью, и может быть использовано, например, при создании средств автоматизации производственных процессов.

Цель изобретения - обеспечение разнообразия возможных вариантов перемещения подвижного держателя путем реализации эффекта памяти формы в усный теплоносители, что вызывает в рабочем элементе 4 соответственно обратное и прямое мартенситные превращения. В зависимости от характера предварительного натяга пружины 7 и памяти формы,.заданной элементу 4 (продольная деформация и/или кручение вокруг продольной оси) подвижный держатель 5 совершает либо возвратно- поступательное, либо вращательное или винтовое, т.е. пространственное движение. При этом, меняя характер натяга пружины 7 перед охлаждением

-Изобретение м.б. использовано при создании средств автоматизации производственных процессов. Цель изобретения - обеспечение разнообразия возможных вариантов перемещения подвижного держателя путем реализации эффекта памяти формы в условиях многокомпонентного напряженного и деформированного состояний, а также повышение надежности и ремонтопригодности. В поперечных отверстиях 9 держателей 5 и 6 установлены вкладыши 10, неподвижнр соединенные с держателями. В каждом вкладьше вьшолнены отверстия 12, расположенные в собранном виде эксцентрично продольным отверстиям 8 держателей. В зависимости от характера предварительного натяга пружины 7 и памяти формы, заданной элементу 4 (продольная деформация и/или кручение вокруг продольной оси), подвижный держатель 5 будет совершать либо возвратно поступательное, либо вращательное , либо винтовое движение. Меняя характер натяга пружины перед охлаждением элемента, можно для данного нагрева изменить х-р движения держателя 5. Использование резьбы в отверстиях 12 в виде двух встречных конусов позволяет немного изогнуть элемент посредством затягивания гаек 11, что предотвращает его от выскальзывания и поворота в затянутом . состоянии. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

ловиях многокомпонентного напряженно- 15 рабочего элемента 4, можно для данного и деформированного состояний, а также повышение надежности и ремонтопригодности.

На чертеже представлен лредлагае- мый двигатель, частичный осевой разрез.

Двигатель содержит полый корпус.1 с патрубками 2 и 3 для теплоносителей. В полости корпуса 1 установлен тепловой рабочий элемент 4 из материала с эффектом памяти формы с закрепленными на концах элемента 4 соответственно подвижным держателем 5, установленным с возможностью вращения и поступательного перемещения, и неподвижным держателем 6. На корпусе 1 установлен упругий элемент - пружина 7, закрепленная одним концом на корпусе 1, а другим - на подвижном держателе 5. Память элемента 4 выражена в его продольной деформации и/или кручении вокруг продольной оси.

В держателях 5 и 6 выполнены продольные отверстия 8 и поперечные отверстия 9. В поперечных отверстиях 9 установлены вкладыши 10, неподвижно соединенные с держателями 5 и 6 при помощи гаек 11, навинченных на резьбу, выполненную на концах держа40 чивании гаек 11 дает возможность лег ко .извлечь рабочий элемент 4 или его части из устройства. Это обеспечивает простую форму рабочего элемента 4 например цилиндрическую, что позволя

телей 5 и 6. В каждом вкладыше 10 вы- 45 ет использовать материал в наиболее полнены отверстия 12, расположенные распространенной форме сортамента

в собранном виде эксцентрично продольным отверстиям 8 держателей 5 и 6, а концы рабочего элемента 4 пропущены через отверстия. 12 вкладьшей 10 и продольные отверстия 8 держателей 5 и 6. Отверстия 12 вкладышей 10 выполнены в виде двух встречных конусов. Между корпусом 1 и подвижным держателем 5 установлено уплотнение 13.

В процессе работы устройства в корпус 1 через патрубки 2 и 3 поочередно подается то горячий, то холодго нагрева изменить характер движения держателя 5. Для того, чтобы разместить элемент 4 в отверстиях 8 держателей 5 и 6 и смещенных отверстиях 12 вкладьшей 10, он должен быть в соответствующих местах изогнут; это обстоятельство мешает осевому и вращательному движению рабочего элемен- т а 4 в отверстиях 8 и 12 даже при

полной релаксации напряжений в процессе прямого мартенситного превращения.

Таким образом, описываемый двига- тель повьш1ает эффективность использования материала рабочего элемента 4 за счет реализации эффекта -памяти формы в условиях кручения и растяжения. Использование резьбы и отверстия 12 во вкладьше 10 в виде двух встречных конусов позволяет немного изогнуть рабочий элемент 4 посредством затягивания гаек 11, что надежно предотвращает его от выскальзывания и поворота в затянутом состоянии, а при отворачивании гаек 11 дает возможность легко .извлечь рабочий элемент 4 или его части из устройства. Это обеспечивает простую форму рабочего элемента 4, например цилиндрическую, что позволяпоставки, а также оперативное извлечение рабочего,элемента 4 с целью его замены или восстановления свойств

с помощью отжига. Таким образом, перечисленные возможности позволяют существенно повысить надежность и ремонтопригодность описываемого двигателя .

Описываемое устройство опробовано в лабораторных условиях. В экспериментах использована проволока диаметром 4 мм с длиной активной зоны 50 мм. Испытания подтвердили эффективное непользование материала рабочего мента 4: достигнуты одновременно значения 400 кГ линейного усилия и 10 кГ см вращательного момента.

Таким образом, предлагаемое изобретение позволяет существенно повысить эксплуатационные и потребительские характеристики двигателя, например, при решении робототехнических задач, характеризующихся разнообразием траекторий составных частей конструкции.

Формула изобретения 15

5

0

печения разнообразия возможных вариантов перемещения подвижного держателя путем реализации эффекта памяти формы в условиях многокомпонентного напряженного и деформированного состояний, а также повышения надежности, память элемента выражена в его продольной деформации и/или кручении вокруг продольной оси, в держателях выполнены продольные и поперечные отверстия, .в поперечных отверстиях дополнительно установлены вкладыши, неподвижно соединенные с держателями, гфичем в каждом вкладьше выполнены отверстия, расположенные в собранном виде эксцентрично продольньт отверстиям держателей, а концы рабочего элемента пропущены через отверстия вкладьшей и продольные отверстия держателей.

2. Двигатель по п. 1, о т л и ч а- ю щ и и с я тем, что, с целью повы- шения ремонтопригодности, соединение вкладышей с поперечными отверстиями держателей выполнено .резьбовым, а отверстия вкладышей - в виде двух встречных конусов.