Зажимное устройство токоподвода установки для электроконтактного нагрева

 

Изобретение относится к конструкциям установки электроконтактного нагрева пруткового материала. Цель изобретения - повышение долговечности работы устройства. Зажимное устройство содержит держатель с отверстием 2 по его оси для установки пруткового материала (образца) и тремя открытыми радиально расходящимися разрезами 4, разделяющими крепежную часть держателя на три лепестка, зажимной термочувствительный элемент из сплава с обратимой памятью формы, выполненный в виде пружины из прутка и установленный на держателе. Конец 7 пружины введен в емкость 8 с хладагентом 9. В поверхности отверстия 2 выполнены проточки для обеспечения лучшего контакта поверхности отверстия 2 с закрепляемым образцом. Положительный эффект достигается путем использования в качестве зажимного термочувствительного элемента материала, обладающего эффектом обратимой памяти формы. 4 з.п. ф-лы, 11 ил.

СОНИ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (1) С 21 В 1/40

2 изобретения — повышение долговечнос- ти работы устройства. Зажимное устройство содержит держатель с отверстием 2 по его оси для установки пруткового материала 1образца1 и тремя открытыми радиально расходящимися раэрезамн 4, разделяющими крепежную часть держателя на три лепестка, эажимной термочувствительный элемент из сплава с обратимой памятью формы, выполненный в виде пружины из прутка и установленный на держателе, Конец

7 пружины введен в ем ;ость 8 с хладагентом 9. В поверхности отверстия 2

r выполнены проточки для обеспечения лучшего контакта поверхности отверстия 3 с закрепляемым образцом. Поло— жительный эффект достигается путем использования в качестве зажимного, термочувствительного элемента материала, обладакк его эффектом обратимой памяти формы, 4 з,п, ф-лы, 11 ил.

1 (Я Я

1 (21) 4310769/31-02 (22) 29.09.87

{46) 07.02.90.Бюл. В 5 (71) Опытное конструкторско-.технологическое бюро с опытным производством Института металлофизики АН УССР (72) Ю.Н.Коваль, Е.А.Москаленко, Л.М.Неганов, Н„Е.Синицкий, P.В,Телевич и В.И,Филиппов (53) 621. 783. 077 (088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР

N - 890564, кл. Н 05 В 7/102, 1975.

Эффект памяти формы в сплавах./

/Под ред. В. А. Зайковского, Перевод с англ.М,Л.Бернштейна. — М.: Металлургия, 1979, с.432-434. (54) ЗАЖИМНОЕ УСТРОЙСТВО ТОКОНОДВОДА

УСТАНОВКИ ДЛЯ ЭЛЕКТРОКОНТАКТНОГО

НАГРЕВА (57) Изобретение относится к конструкциям установки электроконтактного нагрева пруткового материала, Цель

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ll0 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЬГ1 ИЯМ

ПРИ fNHT СССР

„„SU„„15412 3 1541283

Изобретение относится к нагревательным приборам, в частности к конструкции установок для электроконтактного нагрева пруткового материала

I 5 и мояет быть использовано в научном приборостроении, в электрических печах электроконтактного нагрева а

У также в станкостроительной промышленности в качестве устройства зажима пруткового материала при обработке резанием.

Целью изобретения является повы шение долговечности работы устройства. !5

На фиг.l приведены зажимное ;стройство и держатель, осевой разрез первый вариант);, на фиг,2 — вид

Л на фиг. I; на фиг. 3 — то же, (второй вариант); на фиг,4 — гидравличес -г0 кая комбинированная czeMa подачи хладагента в пружину (третий вариант); на фиг,5 — зажимное устройство, вид сбоку, (четвертый вариант); на фиг.6 — вид Б на фиг,5; на фиг, 7 — 25 развертка цилиндрического кольца (четвертый вариант);,на фиг.8 - вид

Б на фиг.5 (пятый вариант); на фиг.9 - зажимное устройство и держа.тель, осевой разрез (шестой вариант); 30 на фиг.10 — то же, седьмой вариант. .,на фиг,ll — вид В на фиг.i0.

Зажимное устройство содержит цанговый держатель с отверстием 2 .по его оси для установки пруткового материала 3 !образца,г и тремя открытыми радиально расходящимися разрезами 4, разделякцими крепежную часть держателя 1 на три лепестка 5, зажимной термочувствительный элемент

6,из сплава с обратимой памятью формы, выполненный в виду пружины из прутка и установленный на держателе

1. При этом глубина радиально расходящихся разрезов 4 рассчитывается по известным зависимостям для цанговых зажимов. Каждь.й виток пружины 6 в сверхупругом состоянии поджат радиально по отношению к лепесткам 5, а в мартенситном состоянии образует за- 50 зор между внешней поверхностью держа-теля 1 и внутренней поверхностью пружины 6 равный 20-80 максимального хода элемента в радиальном направлении, при этом конец 7 пружины

6 введен в емкость 8 с хладагентом

9. Причем зазор, составляющий величину менее 2ОУ от максимального хода .термочувствительного элемента в радиальном направлении, приводит к резкому росту сил сопротивления скольжению из-за преобладающей нагрузки в радиальном направлении на лепестки цанги, а зазор, составляющий величину более 80Х от максимального хода термочувствительного элемента в ре диальном направлении, не обеспечивает достаточную жесткость зажима образцов, поскольку при этом уменьшается эффективность работы термочувствительного зажима.

В поверхности отверстия 2 выполнены проточки 10 для обеспечения лучшего контакта поверхности отверстия 2 с закрепляемым образцом 3, Зажимное устройство по второму варианту отличается от первого тем, что и второй конец 11 пружины 6 (фиг.3) введен в емкость с хладаген" том 9, Пружина 6 зажимного устройства по третьему варианту выполнена иэ трубчатого материала и подключена к магистрали 12, подающей хладагент 9 через вентиль 13 второй конец 11 пружины 6 подключен к магистрали 14 сброса хладагента 9.

Зажимное устройство по четвертому варианту отличается от первого тем, что зажимной термочувствительный элемент 6 представляет собой разрезное цилиндрическое кольцо фиг.5), края которого в месте разреза выполнены в виде встречных гребенок 15 и

16, зубья !7 а 18 xoTopstx cpsaay7e по отношению друг к другу и заходят друг в друга, чередуясь с зазором„ величина которого в сверхупругом состоянии равна 5 — 257 максимального встречного хода зубьев 19 и 20 по поверхности держателя 1, при этом . гребенка. 15 имеет по крайней мере два зуба 17 а гребенка 16 — по крайней мере три зуба 18, крайниг- . иэ которых введен в емкость 8 с хладагентом 9 °

Зажимное устройство пс пятому ва рианту отличается ат четвертого варианта тем, что обе гребенки I5 и 16 имеют одинаковое количество зубьев

17 и 18 — по три. При этом два из них, диагонально расположенные, введены в емкость 8 с хладагентом 9. Совершенно очевидно, что количество зубьев гребенок в четвертом и пятом вариантах может быть и большим, при этом зубья гребенок, предназначенные

5 !г/! 1 для ввода в емкость 8 с хладагентом

9, выполняются большей длины (фиг. /)

В эажимном устройстве по шестому варианту на держателе I эа местом рас5 положения зажимного термочувствительного хода элемента 6 (кольца или спирали, выполнена проточка 19, глубина которой равна 05-125Х максимально возможного хода элемента в радиальном направлении, а ее ширина больше ширины элемента 6.

Выполнение проточки на держателе позволяет после смещения в район проточки зажимного термочувствительногс элемента обеспечить разгрузку цангового зажима в паузе между рабочими циклами устройства, что увеличивает продолжительность эксплуатации термочувствительного элемента из-за устра- 20 нения напряженного состояния .в материале. Действительно, глубина проточки, составляющая величину 105 — 125X максимально возможного хода зажи ного элемента в радиальном направлении, 25 позволяет по окончании эксплуатации механизма устранить действие внутренних напряжений, связанных с дальнейшим обжатием цангового зажима в состоянии сверхупругости. В- указанных 30 пределах отсутствуют реакции связи, т.е. силы воздействия тел на точки механической системы„ Глубина проточ— ки, составляющая величину меньше

100Х, вызывает появление реакций связи, что приводит к возникновению упругонапряженного состояния материала цангового зажима. Глубина проточки, составляющая больше 125Х, вызывает ослабление поперечного сечения лепестков цанги, что приводит к снижению упругих свойств цангового зажима.

Эту же задачу можно решить вводом между внутренней поверхностью термочувствительного элемента 6 и внешней поверхностью держателя 1 разрезного кольца 20, толщина которого равна

5 - 25/ максимального хода элемента 6 в радиальном направлении, а зазор ,между его концами равен 5 — 25Х мак- 50 симального встречного хода его концов по поверхности держателя 1 при переходе элемента 6 в сверхупругое состояние, В качестве сплава,.из которого 55 изготовлен зажимай элемент 6, может быть использован сплав системы медьалюминий-никель. В качестве хладагента 9 может быть использован жид83 6 кий азот или углекислый газ. Держа тель 1 может быть выполнен из брон зы или (в случае применения в станкостроительной промьппленности) из стапи марки 60Г, .

Устройство работает следующим образом (по первому, второму, четвер-.îìó и пятому вариантам), Концы 7 и - спирали Г или кольца;

6 вводят в емкость 8 с хладагентом 9 и охлаждают ее ниже температуры конца прямого . ар-.енситного превращения, при котором она принимает исходное положение, т,е, образует зазор

S между внутренней поверхностью пружины б и внешней поверхностью цангового зажима держателя 1„,В отверстие

2 вставляют образец 3 и выводят концы 7 и 11 эажимного элемента 6 из емкости 8, Для ускорения процесса сжатия в этом периоде работы устройства зажимной элемент можно подогревать индуктором или пропуская через него электрический ток, После разогрева зажимного элемента 6 вьппе температуры конца обратного мартенситного превращения происходит объемное сжатие держателя и фиксирование в его отверстии 2 образца 3. Для удаления образца 3 из держателя 1 зажимной элемент 6 охлаждают ниже температуры конца прямого мартенситного превращения,, происходит его объемное расширение, держатель 1 "разжимает" лепестки и образец 3 снимают, Совер-. шенно очевидно, что при определенных геометрических размерах поперечного сечения лепестков (достаточно малых), например, в условиях теплофизических исследований образцов в вакууме возможен их прямой нагрев от проходящего по ним тока.

Работа устройства по третьему варианту отличается от предыдущих только методом подачи хладагента 9, который в данном случае поступает через напорную магистраль 12, вентиль 13 внутрь полой пружины 6 и затем в магистраль сброса, Предлагаем е техническое ретение поэволяе сох",анять- высокую стабильность зажатия образцов после 12—

14 тыс,ч. работы, Повьппение долговечности работы устройства обусловлено тем, что в разработанной конструкции применен сплав, для которого характерными чертами являются: когерентность решеток фаз, высокие прочностные

l54l283 свойства матрицы, скользящие межфазные границы, наличие весьма узкого гистереэиса, отсутствие релаксационных процессов, а также достаточно хорошая зависимость запасаемой при прямом мартенситном превращении упругой энергии от величины модуля сдвига и величины макроскопического сдвига, большой фактор анизотропии в момент превращения., Введение проточки н разрезного кольца позволит разгрузить держатель от рабочих напряжений в период между рабочими циклами устройства, Формула изобрет",íëí

l, Зажимное устройство токоподвода установки для электроконтактного нагрева, содержащее держатель образца в виде цангового зажима с лепест:.. ками и хвостовиком, зажимной термочувствительный элемент, размещенный на внешней поверхности цангового за- 25 -.жима,. и приспособление для охлаждения элемента, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения долговечности работы устройства зажим ной элемент выполнен из материала с обратимой памятьв формы, 2-, Устройство по п,1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что эажимной элемент выполнен в виде трубчатой спирали, концы которой соединены с патрубкаьи подачи и отвода хладагента, 3, Устройство по п.1, о т л ич 8 ю щ е е с я тем что зажимной элемент выполнен 6 виде разъемного кольца„ концы которого имеют вид гребенок, при этом зубья гребенок сдвинуты по отношению друг к дру-:

=у и заходят друг в друга, причем часть зубьев расположена в приспособлении для охлаждения„

Устройство по пп. l-З, о т л ич а ю щ е е с я тем, что на лепестках цангового захвата мехщу эажимным элементом н хвостовиком выполнена проточка,. ширина которой больше ширины зажимного элемента.

5. Устройство по пп,l-З, о т л ич а ю щ е е с я тем, что оно снабжено разрезным кольцом, расположенным под зажимным элементом на лепестках цангового зажима.

154 1283

154 I 283

Фиг.8

8иР8

Составитель Б,Фатеев

Редактор С,Пекарь Техред М.Ходанич Корректор С. Черни

Заказ 573 Тираж 5I4 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГЕНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Рауиккая наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 161