Электростатическое зажимное устройство

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ(71) Заявитель Государственное научное учреждение Институт тепло- и массообмена имени А.В.Лыкова Национальной академии наук Беларуси(72) Авторы Коробко Евгения Викторовна Ройзман Вилен ПетровичМороз Виктор Андреевич(73) Патентообладатель Государственное научное учреждение Институт теплои массообмена имени А.В.Лыкова Национальной академии наук Беларуси(57) Электростатическое зажимное устройство, содержащее непроводящее основание,электроды, каждый из которых снабжен окисной пленкой, расположенные на некотором расстоянии один относительно другого и выполненные заподлицо со сторонами основания, источник тока, пленки электровязкой суспензии, расположенные на сторонах основания в непосредственном контакте с ним и окисными пленками электродов, отличающееся тем, что непроводящее основание выполнено в виде сплошного куба, при этом все стороны куба выполнены с электродами и снабжены пленками электровязкой суспензии, причем устройство снабжено коммутатором, который присоединен с одной стороны к источнику тока, а с другой отдельно присоединен к электродам каждой из сторон куба. 87872012.12.30 Техническое решение относится к преобразованию и распределению механической энергии, в частности к электростатическим зажимным устройствам, и может быть использовано в машиностроении и радиоэлектронике для временной фиксации проводящих или диэлектрических изделий при механообработке и в качестве оснастки вибростендов для виброиспытаний. Известно электростатическое зажимное устройство 1 с использованием электровязкой суспензии. Оно содержит непроводящее основание, электроды, расположенные на некотором расстоянии один относительно другого, выполненные заподлицо с опорной поверхностью основания и подключенные к источнику электрического тока высокого напряжения. На поверхность каждого электрода нанесена окисная пленка. Слой электровязкой суспензии расположен на поверхности непроводящего основания и имеет непосредственный контакт с окисными пленками электродов и непроводящим основанием. Закрепляемый объект (изделие) помещают на этот слой. После включения источника электрического тока (подачи напряжения на электроды) слой электровязкой суспензии схватывается и фиксирует изделие относительно устройства. Недостатком известного устройства является необходимость применения специальных средств крепления самого зажимного устройства на станине станка или столе вибростенда, например механических захватов, болтовых соединений, снижающих оперативность и универсальность электростатического зажимного устройства. Ближайшим к предлагаемому техническому решению (прототип) является электростатическое зажимное устройство 2. Электростатическое зажимное устройство содержит непроводящее основание и электроды, расположенные на некотором расстоянии один относительно другого на опорной и обратной стороне основания и выполненные заподлицо со сторонами основания. Стороны основания с электродами покрыты пленкой электровязкой суспензии, при этом каждый электрод покрыт окисной пленкой. Электроды, расположенные на опорной стороне основания и обратной стороне основания, подсоединены к источнику тока. Устройство крепится на станине станка или столе вибростенда обратной стороной основания, а деталь(изделие) - на опорной стороне основания при подаче высокого напряжения на электроды. Недостаток известного электростатического устройства состоит в том, что оно позволяет производить виброиспытания в направлении, пепендикулярном горизонтальной оси изделия, расположенного на горизонтальном основании устройства, тогда как вибрации действуют и по двум другим осям изделия, перпендикулярным к первой. Задачей предлагаемого технического решения является повышение точности виброиспытаний за счет возможности производить виброиспытания изделия по его горизонтальной и вертикальной осям, а также эффективности устройства, за счет увеличения количества одновременно испытуемых на вибростенде изделий. Задача решается следующим образом. Известное электростатическое зажимное устройство содержит непроводящее основание, электроды, каждый из которых снабжен окисной пленкой, расположенные на некотором расстоянии один относительно другого и выполненные заподлицо со сторонами основания, источник тока, пленки электровязкой суспензии, расположенные на сторонах основания в непосредственном контакте с ним и окисными пленками электродов. Согласно предлагаемому техническому решению, непроводящее основание выполнено в виде сплошного куба, при этом все стороны куба выполнены с электродами и снабжены пленками электровязкой суспензии, причем устройство снабжено коммутатором, который присоединен с одной стороны к источнику тока, а с другой отдельно присоединен к электродам каждой из сторон куба. Выполнение непроводящего основания в виде сплошного куба со сторонами, выполненными с электродами и снабженными пленками электровязкой суспензии, обеспечивает оперативность, универсальность и производительность работ на вибростенде путем ис 2 87872012.12.30 пользования горизонтальной и вертикальных сторон основания зажимного устройства для закрепления на них изделий и проведения испытаний на вибростенде всех изделий одновременно. Коммутатор, присоединенный с одной стороны к источнику тока, а с другой отдельно присоединенный к электродам каждой из сторон куба, позволяет крепить изделия на каждой стороне куба раздельно, а само устройство на столе вибростенда индивидуально. На чертеже показан общий вид электростатического зажимного устройства. Устройство содержит непроводящее основание, выполненное в виде сплошного куба 2 и установленное на столе 1 вибростенда. Основание в виде куба 2 изготовлено из токонепроводящего материала, например оргстекла. На всех сторонах куба 2 размещены на некотором расстоянии один относительно другого и выполнены заподлицо с его сторонами покрытые окисной пленкой электроды 3. Пленки электровязкой суспензии 4 с испытуемыми изделиями 5 расположены на всех сторонах куба 2 в непосредственном контакте с ним и окисными пленками электродов 3. Устройство также снабжено коммутатором 7, предназначенным для крепления изделий 5 на каждой стороне куба 2 раздельно, а само устройство на столе 1 вибростенда самостоятельно. Коммутатор 7 присоединен с одной стороны к источнику тока 6, а с другой отдельно присоединен к электродам 3 каждой из сторон куба 2. Устройство работает следующим образом. Для того чтобы установить изделия 5 на сторонах непроводящего основания в виде сплошного куба 2 устройства, его сориентируют так, чтобы сторона, на которую устанавливают испытуемые изделия 5, была горизонтальна. Затем наносят слой электровязкой суспензии 4 на данную сторону куба 2, устанавливают на нее изделия 5 и подают напряжение на электроды 3 данной стороны куба 2 от источника тока 6 через коммутатор 7. Электровязкая суспензия 4 при этом схватывается, прочно фиксируя изделия 5. После этого куб 2 поворачивают для установки изделий 5 на другую его сторону аналогичным образом. Таким образом, изделия 5 устанавливают на всех сторонах куба 2. А для фиксации самого куба 2 на столе 1 вибростенда, свободную от изделий 5 сторону куба 2 с нанесенной на нее электровязкой суспензией 4 устанавливают на стол 1 вибростенда и подают напряжение для фиксации куба 2 на столе 1 вибростенда. Предлагаемое устройство существенно снижает время фиксации устройства к столу вибростенда и испытуемых изделий к сторонам устройства составляет секунды. При этом повышается также производительность, так как одновременно с изделием, закрепленным на горизонтальной стороне электростатического зажимного устройства, испытаниям на вибрацию одновременно подвергаются и изделия, закрепленные на вертикальных сторонах зажимного устройства, что повышает эффективность устройства. Виброиспытания на столе вибростенда показывают, что данное электростатическое зажимное устройство свободно выдерживает без искажений коэффициента передачи механических нагрузок в диапазоне частот от 7 до 2000 Гц. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 3