Электростатическое зажимное устройство Советский патент 1977 года по МПК H02N13/00 B23Q3/15 

Изобретение относится « электротехнике и может найти при менение в .машиностроении, полиграфии и других отраслях техники, где требуется временная фиксация проводяш,их или диэлектрических деталей.

Известны электростатические крепежные устройства, содержащие диэлектрическое основание и электроды, один из которых выполнен в виде слоя металла «а Нижней стороне основания, второй - в виде контактного узла, с которым соприкасается закрепляемая деталь 1, или в виде полосок металла на внешней поверхности основания 2. Такие крепежные устройства обладают небольшим закрепляющим усилием.

Гораздо большими зак;рвпляющИ|МИ усилиями обладают электрореологические (электровязкие) зажимные устройства. Известно, что отдельные жидкости, так называемые электрореологичеакие (электровязкие) суспензии, обратимо изменяют свою вязкость при наложении электрического поля. Это их свойство и используется в вышеназванных устройствах.

Известное электростатическое зажимное устройство содержит непроводящее основание, электроды, расположенные на некотором расстоянии 01ДИН относительно другого, выполнеппые заподлицо с опорной поверхностью основания и подключенные к источнику электрического тока высокого папряжения.

На иаверхиость непроводящего основания нанесен слой металличеоких титанатов (титаиат бария, кальция, строищия или их смесь), являющийся опорной поверхностью устройства, поверх которого нанесена лленка электровязкой суспензии. Закрепляемый объект помещают иа эту пленку. После подачи напряжения на электроды электровязкая суспензия «схватывается и ф пксирует объект относительно устройства 3.

Известное устройство позволяет достигнуть следующих силовых характеристик: усилие сдвига 150-180 гс/см, усилие отрыва 1200-1500 гс/см.

Недостат1к01М известного устройства является относительная сложность и нетехпологичность изготовления указанного диэлектрического покрытия (на основе титанатов) из-за необходимости вакуумирования его в процессе изготовления для устранения БОЗ.МОЖИОСТИ появления воздушных зазоров. Еще один недостаток устройства, существенный при миогократной механической обработке закрепляемых деталей, заключается в малопрочности слоя диэлектрика опорной (поверхности устройства, вследствие общеизвестной хрупкости титанатов, их слабой устойчивости к растягивающим и изгибающим внешним нагрузкам.

Цель изобретения - упрощение конструкции и увеличение ее прочности и жесткости.

Поставленная щель достигается тем, что в предлагаемом электрическом зажимном устройстве каждый электрод .снабжен окисной пленкой, а пленка электровязкой суспензии имеет непосредственный контакт с акисными плевками электродов и непроводящим основанием.

Такое решение позволяет упростить конструкцию зажимного устройства, устранив иетехнолагИЧ-ный в изготовлении слой диэлектрика из металлических или смешанных титанатоБ, ;повысить прочность и жесткость этих устройств за счет того, что При толщине окисной 1пленки 30-70 мкм микротвердость ее состапляет около 300-500 кгс/мм, а диэлектрическая -проницаемость е 8-10.

На чертеже изображено ирадлатаемое зажимное устройство, поперечный разрез.

Электроды /-5, объединенные в группы при помощи средств присоедииепия 5 и 7 « источниху электрического тока 8 (например, к однофазному источнвку переменного потенциала), расположены на некотором расстоянии один относительно другого, ноддерживаются непроводящим осно ванием 9 и выиблнены Зй1подл«цо с его опорной товерхностью. Непроводящее основание изготовлено из материала с высоким сопротивлением изоляции (например, эпоксидной композиции на основе омолы ЭД-5 с у|дельнЫ(М объемным электрическим сопротивлением 10 ). Электроды могут быть изтотовлены «з алюЛ№нневых сплавов (например, АК-4) и лок.рыты окисной нлега-ой 10 толщиной 30-70 Л1км. На основание нанесена электровяэкая суспензия 11 и установлен закрепляемый объект 12.

Злактрооязкая суспензия пре,дставляет собой неполяр.ную дисперсную ераду и твердую днйперсную -фазу, ла-пример:

Ма.сло траноформаториое45,8%

Дигт0|мнт50%

Олениовая кислота4,2%

Устройство работает еледующи1М Образом.

На оиорную поверхность устройства наносится -пленка электровязкой суспензии 11. Закрепляемый объект размещается на пленке суспензии 11. Включается источник 8 питания.

обеспечивающий появление электрического иол я требуемой иа-иряженности. Электровязкая суспензия //, контактирующая с окисными пленками W электродов 1-5 и непроводящим осиованием 9, «схватывается, фиксируя закрепляемый объект 12 относительно устройства. При отключении источника 5 шитания суснензня // вновь становится жидкотекучей и .репляемый объект 12 свободно снимается с опорной поверхности зажимното устройства.

Испытания -макета устройства с электродами, имеющими окисвую .пленку толщиной 30- 70 мкм, иоказало возможность устранить слой

Гу1атериала с весьма высокой диэлектрической н)оницаемостью и тем самьгм упростить конструкцию устройства, повысив его механическую прочность н л ест1кость, л получить силовые характеристики устройства, не уступающие характеристикам прототвиа.

Фор м у л а II 3 о б р е т е н и я

Электростатическое заждамное устройство, содержащее непроводящее основание, электроды, расположенные на некоторо.м расстоянии один относительио другого, выполненные заподлнцо с опорной поверхностью основания it 1прпсоединенаые к источнику электрнческотО тока, и пленку электровяэкой суспензии, расположенную на поверхности основання, о тл и чающееся тем, что, с целью упрощения jiOHCTpyiKiUHH и увеличения ее прочиости и жесткости, каждый электрод сна-бжен окисмой пленкой, а пленка электровязкой суспензии Имеет не.посредственный контао т с окисиь 1ми иленками электродов и непроводящим основанием.

РГсточник-н информации, принятые во внимание при экспертизе изобретения:

1.Авторское свидетельство СССР Л 257270, М. Кл. В 23q 3/15, 1969.

2.Авторскоесвидетельство СССР 454654, М. Кл. Н 02 N 13/00, 1974.

3.Патент США № 3253200, кл. 317-262, 1966 - (ПрототнП.

Л

//