Тепловое силовое устройство Советский патент 1992 года по МПК B30B13/00 B30B15/34 

С/)

с

Использование: может применяться в качестве термического пресса, домкрата, штампа, захватного устройства. Сущность изобретения: устройство содержит составной корпус, платформу с тягой, набор цилиндрических элементов и упругий элемент. Корпус выполнен в виде двух адаптерных головок, промежуточных цилиндров, Т-образных колец и каркаса. Каркас состоит из трех стержней, жестко соединенных с одной головкой и подпружиненных относительно другой. Платформы размещены внутри одной из головок, в другой головке установлена гайка. Между корпусом и набором цилиндрических элементов установлен нагреватель. При этом промежуточные цилиндры корпуса и набор цилиндрических элементов выполнен из материала с памятью формы. 10 з.п. ф-лы, 2 ил

Изобретение относится к кузнечно- прессовому оборудованию, а именно к конструкциям тепловых силовых элементов термических прессов, домкратов, штампов, захватных устройств.

Известно устройство для преобразования энергии линейного расширения твердого тела в энергию поступательного перемещения тела, содержащее основание, обойму, рычаг и ппатформу.

Недостатками устройства являются повышенная прецеоионность исполнения и ограниченность применения.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является тепловое силовое устройство, содержащее цилиндрический корпус, размещенную соосно с корпусом с возможностью возвратно-поступательного перемещения в осевом направлении платформу с тягой, имеющей на конце опорный диск, установленный концентрично корпусу набор кольцевых элементов, а также упругий элемент, одним концом связанный с тягой.

К недостаткам устройства относятся ограниченность функциональных возможностей, как в силу ограниченности коэффициентов линейного расширения конструкционных материалов, особенностей взаимодействия конструктивных элементов с объектами, так и в силу недостаточных рабочих усилий.

Целью предлагаемого изобретения яв- ляетс.я расширение функциональных возможностей устройства.

Поставленная цель достигается тем, что тепловое силовое устройство, содержащее цилиндрический корпус, размещенную соосно с корпусом с возможностью возвратно-поступательного перемещения в осевом направлении платформу с тягой, имеющей на конце опорный диск, установленный концентрично корпусу набор кольцевых элеXI(Л

8

О

ментов и упругий элемент, связанный одним концом с тягой, оно снабжено нагревателем, расположенным в кольцевом зазоре между внутренней поверхностью корпуса и наружной поверхностью кольцевых элементов, корпус выполнен составным в виде двух концевых адептерных головок, промежуточных цилиндров, расположенных между ними Т-образных колец и каркаса, состоящего по меньшей мере из трех стержней, жестко связанных с одной адаптерной головкой и подпружиненных относительно другой, платформа размещена внутри одной из адаптерных головок, а другая головка снабжена установленной внутри нее гайкой, с которой связан другой конец упругого элемента, набор кольцевых элементов расположен между платформой и торцом гайки и выполнен в виде цилиндров и установленных между ними дополнительных Т-образ- ных колец, при этом промежуточные цилиндры корпуса и цилиндры набора выполнены из материала с памятью формы.

Кроме того, внутренняя кольцевая полость устройства может быть связана с системой газового охлаждения, при этом дополнительные Т-образные кольца и гайка имеют радиальные каналы, Нагреватель может быть выполнен из углеграфитного волокнистого материала или в виде упругой спирали, а адаптерные головки и платформа снабжены соединительными элементами. Промежуточные цилиндры корпуса и цилиндры набора могут иметь различную термоциклическую память на сжатие, растяжение и скручивание и могут быть выполнены из различного материала.

На фиг.1 представлено устройство, общий вид; на фиг.2 - варианты конкретного применения устройства в виде штампа (а), пресса (б), домкрата (в), съемника (г), устройства для натяжения (д), которые не исключают другие варианты его применения.

Устройство содержит корпус, состоящий из первой 1 и второй 2 концевых адаптерных головок, промежуточных цилиндров 3 и 4, Т-образных колец 5, оасположенных между ними, и наружного стержневого каркаса, состоящего из подпружиненных относительно головки 2 посредством упругих элементов б стержней 7. один конец которых жестко соединен с адаптерной головкой 1, а другой проходит через опорное отверстие 8 адаптерной головки 2, при этом тело каждого стержня 7 скользит по наружной поверхности колец 5; набор кольцевых элементов, выполненных из цилиндров 9- 11, между которыми расположены дополни- тельные Т-образные кольца 12 с радиальными отверстиями; платформу 13;

подпряженный с помощью упругого элемента 14 шток тяги 15 заканчивающийся опорным диском 16; гайку 17, в которую с одной стороны упирается цилиндр 11 набора кольцевых элементов а с другой - упругий элемент 14; нагреватель 18, выполненный, например, из углеграфитового тканого материала УУТ-2, расположенный в кольцевом зазоре между внутренней поверхностью

0 корпуса и наружной поверхностью цилиндров 9-11 набора кольцевых элементов и предназначенный для их нагрева

Кроме того, устройство содержит уплот- нительные кольца 19 и 20. Кольцо 19 выпол5 нено с продольными каналами для прохода газового охладителя и токоподводов. Устройство содержит также переходной стакан 21, связанный посредством резьбового соединения с платформой 13. Гайка 17 имеет

0 радиальные каналы 22, с помощью которых устройство соединено с системой газового охлаждения и питания. Адаптерные головки 1 и 2, платформа 13 с переходным стаканом 21 и опорный диск 16 снабжены внутренней

5 и наружной резьбой, а также отверстиями 23 для соединения со станиной, с объектами, подвергаемыми силовому воздействию, и зажимными устройствами, в зависимости от назначения формируемого устройства.

0 Цилиндры 3, 4, 9-11, посредством которых осуществляется генерирование механической энергии при их нагреве, выполнены из сплавов с эффектом памяти формы, например, ТН-1 и его модификаций, отличающих5 ся температурой прямого и обратного мартенситного превращений

Тепловое силовое устройство работает следующим образом.

В зависимости от выполняемой функ0 ции, например, при сьеме колеса нагнетателя газоперекачивающего агрегата (фиг.2,г), производится предварительное термоцик- лироаание (многократное охлаждение и нагрев вокруг температуры мартенситного

5 превращения) цилиндров 3 и 4 для задания термомеханической памяти на сжатие и цилиндров 9-11 для задания термомеханической памяти на растяжение Далее производится сборка силового устройства.

0 После сборки осуществляется монтаж его на колесе, при этом адаптерная головка 1 жестко соединяется со ступицей колеса 24 через переходное зажимное устройство 25, а стакан 21 центрируется и упирается в торец

5 вала крыльчатки 26, Адаптерная головка 2 вместе с гайкой 17 жестко соединяются с неподвижной станиной 27 (элементы показаны условно).

По окончании монтажа подается питание на нагреватель 18 и проводится нагрев

цилиндров 3.4.9-11 до 120-200°С. в результате чего происходит вспоминание формы, при этом цилиндры 3 и 4 сжимаются, адаптерная головка 1 со ступицей 24 подтягиваются к адаптерной головке 2 с помощью 5 подпружиненных стержней 7. В это же время цилиндры 9-11 удлиняются, давят на платформу 13 и посредством стакана 21 выталкивают вал крыльчатки 26 из ступицы колеса 24. По завершении съема силовые 10 цилиндры охлаждаются путем отключения питания нагревателя. Кроме того, для повышения эффективности охлаждения в полость устройства может подаваться воздух или инертный газ. В результате цилиндры 15 принимают первоначальную форму (происходит возврат формы) и подготавливаются к следующему циклу работ,

Аналогично работает устройство при выполнении других функций (подъема, ежа- 20 тия, натяжения, прессования, скручивания и др.). Отличие состоит в относительном направлении задания термомеханической памяти в цилиндрах 3-4 и 9-11, а также в конструктивных особенностях крепления 25 адаптерных головок, платформы и опорного диска.

Предлагаемое устройство по сравнению с базовым позволяет увеличить рабочие усилия до 50-200 т за счет применения 30 двухпараллельных силовых элементов (корпуса и внутренней сборки из набора кольцевых элементов), регулировать ход перемещения силовых элементов и увеличить его до 10-20 мм за счет изменения 35 количества цилиндров в корпусе и внутренней сборке, а также за счет возможности осуществления их взаимно противоположного перемещения Разборная конструкция устройства, отличающаяся легкостью мон- 40 тажа и демонтажа, позволяет использовать его в качестве основного силового элемента в различном кузнечно-прессовом, испытательном, другом оборудовании, повышая их эффективность, компактность и экономич- 45 ность. Устройство может быть использовано для выпрессовки различных деталей, обтяжки фланцев, облегчения свинчивания резьбовых соединений тарированной затяжки болтов и шпилек, предварительного 50 натяжения строительных конструкций и для других целей в различных областях промышленности.

Формулаизобретения55

имеющей на конце опорный диск, установленный концентрично корпусу набор кольцевых элементов и упругий элемент, связанный одним концом с тягой, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, оно снабжено нагревателем, расположенным & кольцевом зазоре между внутренней поверхностью корпуса и наружной поверхностью кольцевых элементов, корпус выполнен составным в виде двух концевых адаптерных головок, промежуточных цилиндров, расположенных между ними Т-образных колец и каркаса, состоящего по меньшей мере из трех стержней, жестко связанных с одной адаптерной головкой и подпружиненных относительно другой, платформа размещена внутри одной из адаптерных головок, а другая головка снабжена установленной внутри нее гайкой, с которой связан другой конец упругого эле- , набор кольцевых элементов расположен между платформой и торцом гайки и выполнен в виде цилиндров и установленных между ними дополнительных Т-образных колец, при этом промежуточные цилиндры корпуса и цилиндры набора выполнены из материала с памятью формы

4Устройство поп.1,отличающее- с я тем. что нагреватель выполнен из угле- графитового волокнистого материала

5Устройство поп 1,отличающее- с я тем, что нагреватель выполнен в виде упругой спирали.

185

JLX

J 5

Л-Л

S

s/sss/f/fSsA ffvv

//////////Мб//////////,

12

Ю 12 11 7 В $ W 2322 Фиг,1

нической памятью на сжатие, а цилиндры набора - на растяжение.

4 5 217 т

SSgSw fe/x

//////7

I

4

w

а.

jjxajug psn.

В2

- Y I. I М , Ч

- --S--- A ГУ

V

г.

Фиг.2.

////

Ш

В.

Ј

Д.