Тепловой двигатель

)5 Р 0367(ГОСПАТЕНТ СССОП ЗОБРЕТЕНИ ИСА У ЕТЕЛ ленный в корпусе мент из материа ханической пам звено, установле вратно-поступа связанное с тер том. Двигатель т мере одно пружи в корпусе и устан прохождения ме нии выходногоположения в дру ме ное во естроительныи азов, И.С.Боря и меншей нное СС 80. еего вигатель содере один закреп стержни 5, которые одним концом закреплены в шарнире 6 штока 3, а другим установлены во втулке 7 с наружной реэьбовой поверхностью, которая закреплена в шарнире 8, Между тарелками втулки 7 и шарнира б установлена пружина 9 сжатия,Подготовка ТД к работу осуществляется следующим образом. После закрепления ТЧЭ 1 стержни 5 с установленными поверх них пружинами 9 вставляют во втулку 7 и закрепляют в шарнирах б. Вращением втулок 7 добиваются одинакового поджатия штока 3 к направляющим 4, что регулируется поджатием пружин 9. После регулировки поджатия ТД готов к работе.ТД работает следующим образом, При нагреве ТЧЭ в нем генерируются реактивные напряжения возврата формы. Начинается движение штока 3 с преодолением сил внешнего и внутреннего сопротивлений, а также сил сопротивления со стороны пружин 9. После прохождения мертвой точки баланс сил изменяется: пружины 9 начинают работать как источник движущей силы, что приводит к разгрузке ТЧ Э 1 и ускорению движения штока 3,Изобретение относится к машинострое ,нию, а более конкретно к тепловым двигате,. лям (ТД) с термочувствительнымиэлементами (ТЧЭ) иэ материала, обладаю- ,1 щего термомеханической памятью формы, и , .может быть использовано в различных ме ханических системах, например, для заме н ы пиропатронов, в устройствах ; коммутации электрических цепей и испол: нительных механизмах, в качестве привода и т.д,Целью изобретения является повыше ние надежности ТД.На фиг.1 и 2 схематично показана конструкция заявляемого ТД; на фиг.3 - рабо, чая диаграмма ТД с эпюрами напряжений.ТД содержит ТЧЭ 1, изготовленный иэматериала, обладающего термомеханической памятью формы, например из никелидз титана, который обоими концами , прикреплен к корпусу 2, а за середину длины прикреплен к выходному звену в виде штока 3, который установлен в направляющих 4 с возможностью осевого перемещения. Кроме того, ТД содержит расположенные симметрично оси штока 3(57) Сущность изобретения: джит корпус, по меньшей мер термочувствительный ла, обладающего терм ятью формы, и выхо нное с возможностью тельного перемещен мочувствительным эле акже содержит по мен нное звено, закрепле овленное с возможно ртвой точки при перем звена из одного край гое, 2 э.п, ф-лы, 3 ил.Конструктивное исполнение ТД может быть самое различное: с контртелом, с антифазной установкой ТЧЭ, с комбинированным циклом, Во всех случаях крайние. положения штока 3 жестко фиксированы б пружинами 9.Работа устройства иллюстрируется рабочей диаграммой механизма и эпюрами напряжений в ТЧЭ. Взаимосвязь нагрузок иперемещений в материалах с термомеханичесой памятью формы характеризуется диаграммой рабочего цикла, которая получается путем измерения деформации в аустенитном и мартенситном состояниях 1 б материала при различных уровнях нагрузки. Соединив между собой точки в аустенитном и точки в мартенситном состояниях, получа. ем диаграмму рабочего цикла. Кинематика реальных механизмов обеспечивает редукцию сил и перемещений, После пересчета по уравнениям связи диаграммы рабочего цикла на кинематику используемого механизма получаем рабочую диаграмму ТД, которая характеризует взаимосвязь усилий и перемещений штока 3 с напряжениями и деформациями ТЧЭ 1,На фиг.2 показана рабочая диаграмма ТД с ТЧЭ из сплава никеля с титаном эквиатомного состава (сплав ТН). Линиями на О рабочей диаграмме показаны иэобары, на которых цифрами указано значение механических напряжений в МПа. Эпюра внешних сил показана относительно оси 01-01 (самый общий случай - постоянная по величине нагрузка). Эпюра упругих сил в пружине 9 показана относительно оси 02-02, После прохода мертвой точки напряжения в дружине 9 меняют знак и иэ сил сопротивления превращаются в движущую силу Как видно 40 иэ эпюр, в крайних положениях выходное звено фиксируется пружиной 9 и перемещение будет обеспечено после прохода мертвой точки даже при отключении нагрева. Кроме того, перемещение увеличивается с величины Й до Й эа счет устранения неупругого недовозврата формы в аустенитном состоянии ТЧЭ.Использование изобретения дозволит получить положительный эффект, который 5 О будет складываться из следующих факторов: повысится надежность ТД за Счет сни. жения уровня напряжений в ТЧЭ, что приведет к уменьшению накопления пластических деформаций и к увеличению долговечности;повысится эксплуатационная надежность ТД эа счет поджатия выходного звена пружинами 9 в крайних положениях;повысится надежность работы ТД за счет того, что накопленные пластические деформации не вызывают отказа ТД, лишь расширяют диапазон перемещения;расширится относительный диапазон перемещения выходного звена эа счет устранения недовоэврата деформации путем наведения в ТЧЭ напряжений со стороны пружин 9,дополнительно повысится эксплуатационная надежность при использовании ТД в качестве привода коммутаторов тока эа счет увеличения скорости перемещения на выходном участке,Формула изобретения 1, Тепловой двигатель, содержащий корпус, по меньшей мере один закрепленный в корпусе термочувствительный элемент из материала, обладающего термомеханической памятью формы, выходное звено, установленное с возможностью возвратно-поступательного перемещения и связанное с термочувствительным элементом и по меньшей мере с одним пружинным звеном, закрепленным в корпусе, о т л и ч аю щ и,й с я тем, что, с целью повышения надежности, пружинное звено установлено с возможностью перехождения мертвой точки при перемещении выходного звена иэ одного крайнего положения в другое.2. Двигатель по п.1, о т л и ч а ю щ и й с я темчто он снабжен дополнительным пружинным звеном, установленным симметрично .первому пружинному звену относительно линии перемещения выходного звена,УЗ.Двигатель попп.1 и 2,отл ичающи- Я с я тем, что пружинное звено выполнено в ври втулки и размещенного в ее отверстии стержня, снабженных тарелками, между которыми установлена цилиндрическая пружина сжатия, причем втулка и стержень связаны соответственно с корпусом и выходным звеном при помощи шарниров, 1837118Составитель А.ОстапенкоТехред М.МоргенталКорректор М.Ткач Тираж Подписноеарственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раущскэя наб., 4/5