412302

4 2302 Союз Советских Социалистических РеспубликОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ идетельства- ( 1701194/22-1) Зависимое от авт Заявлено 29, Х.19. Кл. С 23 с) вки-с присоединением з осударстеенныи комитетСоаета Иинистров СССРпо делам изобретенийи открытий риоритет -публиковано 25,1.1974. Бюлл ДК 621,793,14.0 ,52 (088,8) икования описания 11.Х 1.1974 Дат вторызобретеция ф, Скляров, В. А. Борискин и Г бк аявит ЛИНЕЙНОГОНАНЕСЕНИ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЯМО ЕРЕМЕЩЕНИЯ ДЕТАЛИ ПРИ ПОКРЫТИЙ В ВАКУУогр анни дли- перемеот миребует пругих ва, что едлагаемое Изобретение относится к области нанесения покрытий в вакууме и может быть использовано для перемещений технологических масок, подложек или других объектов в условиях высокого и сверхвысокого вакуума, например в колпаках напылительных установок и электронных микроскопах.Известно устройство для прямолинейного перемещения детали при нанесении покрытий в вакууме, содержащее корпус, внутри которого расположена каретка, укрепленная на упругих опорах, выполненных в виде жестко заделанных обоими концами в корпусе упругих стержней, длина которых одновременно и в ровной степени изменяется; по заданной программе, а средние части последних соединены жестко между собой посредством каретки. Длина упругих стержней изменяется, например, путем нагрева при пропускании через них электрического тока.Каждая из упругих опор, получив удлинение, испытывает действие реакций со стороны корпуса и подвергается продольному изгибу. При величине сил, действующих вдоль оси, равных так называемым критическим, указанные стержни теряют устойчивость, принимая устойчивую форму в виде полуволцы синусоиды, При этом малыеудлицения вдоль оси преобразуются в увеличенные перемещения средней точки каждой из опор в ц ом к оси.Однако такое устройство имеетченную величину хода. Например, пр це опор 100 мм и нагреве на 100 Сщение каретки составляет несколько с крон. Дальнейшее увеличение хода т существенного увеличения длины у опор или увеличения степени их нагре це всегда допустимо.Цель изобретения - увеличение хода. Дляэтого устройство снабжено дополнительными каретками, расположенными симметрично относительно основной, причем упругие опоры каждой предыдущей каретки жестко закреплены противоположными концами в последующей, а упругие опоры последней - в корпусе.На фиг. 1 и 2 изображено прустройство и схема его работы.Устройство состоит из корпуса 1, основной каретки 2, укрепленной ца упругих опорах 3 и 4, дополнительных кареток б, б и 7, каждая из которых жестко соединена со средними точками упругих опор 8, 9, 10 и 11, 12, 13 с помощью накладок 14, винтов 15 и штифтов 16. Рабочий объект 17 крепится на каретке 2. Упругие опоры последней каретки 7 жестко закреплены в неподвижном корпу- ЗО се 1. Закрепление концов упругих опор, атакже соединение опор с каретками также возможно осуществить с помощью сварки, пайки и склейки. Таким образом, каждая предыдущая каретка, начиная с каретки 2, покоится на упругих опорах, закрепленных жестко обоими концами в каждой последующей каретке. Конструктивно каретки могут располагаться в одной или разных плоскостях. Количество кареток зависит от хода. Упругие опоры выполнены в виде, например, плоских пружин, плоскость наименьшей жесткости которых перпендикулярна к направленшо движения каретки 2. Устройство подключено к источнику тока.С целью исключения пластических деформаций при потере устойчивости упругих опор в условиях повышенных температур материал для последних выбирается с высокими ,механическими свойствами, например сплав Н 36 ХТЮ. Каретки изготовляются из материала с существенно отличающимся коэффициентом линейного расширения, например из ипвара.Устройство работает следующим образом. При подаче напряжения электрический ток проходит от каретки 2 через все упругие опоры к корпусу 1. При этом последние вследствие выделения джоулева тепла получают температурные удлинения, пропорциональные степени нагрева. Так как температуры упругих опор существенно отличаются от температуры кареток, а в случае выравнивания указанных температур коеффцциенты линейного расширения существенно отличаются, то каждая из упругих опор подвергается распорцым усилиям н работает как упругая балка, защемленная обоими концами и подвергаемая продольному изгибу. Из курса сопротивления материалов известно, что при величине продольных усилий, равной критическим, балка теряет устойчивость в плоскости наименьшей жесткости и занимает новое устойчивое положение в виде полу- волны синусоиды. При этом средняя точка каждой из балок получает перемещение в направлении, перпендикулярном к первоначальной оси.Кроме того, каждая балка работает как множительный механизм, преобразуя малые температурные удлинения вдоль продольной оси в увеличенные в несколько раз перемещения средней точки. Если сила, действующая вдоль балки, больше критической, то малым приращениям длины, как известно, соответствуют значительные перемещения средней точки. Например, при нагреве всех упругих опор ца 100 С каретка 2 получит перемещение:+ (1 з М а) 1+(14 М а) К,где 1 ь 1 ь 6, 1, - длина соответственно упругих опор д, 8, 9, 10, мм;Л 1 - изменение температурыупругих опор Са - коэффициент линейногорасширения для сталиН 36 ХТЮ, 17 101/град;- передаточное отношениеединичной упругой опоры,равное 4.После преобразования имеем5 = Ы а (1,+1,+1 з+ 1,) =100 С 17 О1/град 4 (100+ 95+90+ 85) ==100 17 . 10-" 4 370=2,516 мл. При увеличении температуры нагрева до200 С рабочий столик получит перемещение 5,032 мл и т.д.С целью восприятия каждой последующейкареткой опорных реакций со стороны упругих опор каждой предыдущей каретки жесткость упругих опор, начиная с опор каретки б, увеличивается. Таким образом, опоры 10 и И имеют наибольшую жесткость, что достигается увеличением толщины опор при прочих равных размерах.Предлагаемый механизм це содержит кинематцчвских пар с внешним трением, поэтому может быть применен в условиях высоких температур, сверхвысокого вакуума, а также в агрессивных средах. В каждом конкретном случае применения следует подобрать соответствующие материалы.Для нагрева упругих опор возможно применение нагревательных спиралей, навитых на указанные опоры, и других способов цаг рева. В случае использования для упругихопор материалов, обладающих магнитострикциоцным эффектом, и помещения последних в электромагнитное поле, возможно получить механизм, обладающий значительно боль шим быстродействием, нежели в случае использования температурного удлинения.Предмет изобретенияУстройство для прямолинейного переме щения детали при нанесении покрытий в вакууме, содержащее корпус, внутри которого расположена каретка, укрепленная на упругих опорах, отличающееся тем, что, с целью увеличения хода, оно снабжено дополнитель ными каретками, расположенными симметрично относительно основной, причем упругие опоры каждой предыдущей каретки жестко закреплены противоположными концами в послед 5 ющей, а упругие опоры по следней - в корпусе.Корректор Н. Аук Редактор Г. фадеева Заказ 1184 Изд.427 Тираж 875 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5