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 АндреевичПетращук Светлана Анатольевна(73) Патентообладатель Государственное научное учреждение Институт теплои массообмена имени А.В.Лыкова Национальной академии наук Беларуси(57) Электростатическое зажимное устройство, содержащее основание, электроды высокого потенциала, снабженные окисной пленкой, расположенные в углублениях основания заподлицо с его сторонами, источник тока, пленки электровязкой суспензии, расположенные на опорной и обратной сторонах основания в непосредственном контакте с ним и окисными пленками электродов высокого потенциала, отличающееся тем, что снабжено коммутатором, который с одной стороны соединен с образующими один полюс электродами высокого потенциала опорной и обратной сторон основания, установленными на размещенных по всей площади углублений основания диэлектрических прокладках, толщина которых составляет от 0,3 до 0,5 ширины электрода, причем ширина каждого из электродов высокого потенциала равна ширине промежутков основания между ними с другой стороны коммутатор соединен с источником тока, а основание, выполненное из легкого электропроводящего материала, образует другой полюс и заземлено. Техническое решение относится к преобразованию и распределению механической энергии при электрическом воздействии, в частности к электростатическим зажимным 92942013.06.30 устройствам, и может быть использовано в машиностроении и радиоэлектронике для временной фиксации токопроводящих и диэлектрических изделий при их механообработке и в качестве оснастки для вибростендов при виброиспытаниях. Известно электростатическое зажимное устройство 1 с использованием электровязкой суспензии. Электростатическое зажимное устройство содержит непроводящее (из диэлектрического материала) основание с электродами, одни из которых заземлены, а на другие электроды подается высокий потенциал (электроды высокого потенциала). Электроды высокого потенциала расположены на некотором расстоянии один относительно другого на опорной и обратной сторонах основания и выполнены (расположены) в углублениях основания заподлицо с его сторонами, присоединенными к источнику электрического тока, и пленки электровязкой суспензии, расположенные на опорной и обратной сторонах основания, причем каждый из заземленных электродов и электродов высокого потенциала снабжен окисной пленкой, а электровязкая суспензия имеет непосредственный контакт с окисными пленками заземленных электродов и электродов высокого потенциала, а также непроводящим основанием. Устройство крепится к станине станка или столу вибростенда обратной стороной основания, а изделие - на опорной стороне основания при подаче напряжения на электроды высокого потенциала. Недостатками указанного электростатического зажимного устройства являются низкая эффективность крепления его и изделий на нем, обусловленная неравномерностью электрического поля в электровязкой суспензии, возникающей из-за достаточно значительных промежутков между электродами высокого потенциала, обоих полюсов, которые разделены между собой основанием из диэлектрического материала, а также низкая жесткость основания и, как следствие, невысокие резонансные частоты, на которых проводят виброиспытания, из-за выполненного из диэлектрического материала основания. Задачей предлагаемого технического решения является улучшение качества и повышение эффективности крепления изделий и самого устройства на столе вибростенда за счет увеличения равномерности распределения электрического поля в электровязкой суспензии и повышения резонансной частоты устройства. Задача решается следующим образом. Известное электростатическое зажимное устройство содержит основание, электроды высокого потенциала, снабженные окисной пленкой, расположенные в углублениях основания заподлицо с его сторонами, источник тока, пленки электровязкой суспензии, расположенные на опорной и обратной сторонах основания в непосредственном контакте с ним и окисными пленками электродов высокого потенциала. Согласно предлагаемому техническому решению, оно снабжено коммутатором, который с одной стороны соединен с образующими один полюс электродами высокого потенциала опорной и обратной сторон основания, установленными на размещенных по всей площади углублений основания диэлектрических прокладках, толщина которых составляет от 0,3 до 0,5 ширины электрода,причем ширина каждого из электродов высокого потенциала равна ширине промежутков основания между ними с другой стороны коммутатор соединен с источником тока, а основание, выполненное из легкого электропроводящего материала, образует другой полюс и заземлено. Наличие в устройстве коммутатора позволяет проводить крепление зажимного устройства на столе вибростенда, а испытуемых изделий - на зажимном устройстве независимо друг от друга. Выполнение основания из легкого электропроводящего материала,имеющего большую жесткость, обеспечивает равномерность распределения электрического поля в электровязкой суспензии и позволяет расширить рабочий диапазон испытаний изделий в сторону верхних частот. На фигуре изображен общий вид электростатического зажимного устройства. 92942013.06.30 Электростатическое зажимное устройство содержит основание 5, которое изготовлено из легкого электропроводящего материала - дюралюминия. Основание может быть также выполнено, например, из титана или магниевых сплавов. На опорной и обратной сторонах основания 5 устройства расположены электроды 2 высокого потенциала, снабженные окисной пленкой, которые расположены в небольших углублениях основания 5 на установленных по всей площади углублений диэлектрических прокладках 6 и подключены отдельно через коммутатор 7 к источнику тока 8. На опорной и обратной сторонах основания 5 нанесены, в непосредственном контакте с основанием 5 и окисными пленками электродов 2 высокого потенциала, пленки электровязкой суспензии 3, с помощью которых крепятся исследуемые изделия 4, а также и само устройство на столе 1 вибростенда или станине станка. Основание 5 устройства образует один из полюсов источника тока 8 и заземлено, а другой полюс образуют электроды 2 высокого потенциала. Для равномерного распределения электрического поля в электровязкой суспензии 3 ширина каждого из электродов 2 высокого потенциала равна ширине промежутков основания 5 между ними, а толщина диэлектрических прокладок 6 составляет от 0,3 до 0,5 ширины электрода 2. Электростатическое зажимное устройство работает следующим образом. На стол 1 вибростенда или станину станка наносят электровязкую суспензию 3 в место расположения на нем электростатического зажимного устройства. Основание 5 устройства размещают на нанесенную на стол 1 суспензию 3 опорной стороной и подают потенциал на электроды 2 высокого потенциала опорной стороны основания 5 зажимного устройства,расположенные в углублениях на диэлектрических прокладках 6, через коммутатор 7 от источника тока 8 для его фиксации на столе 1 вибростенда. Затем наносят слой электровязкой суспензии 3 на обратную сторону основания 5, устанавливают на нее испытуемое изделие 4 и подают напряжение на электроды 2 высокого потенциала обратной стороны основания 5 устройства через коммутатор 7. Электровязкая суспензия 3 при этом схватывается, прочно фиксируя изделие 4 на электростатическом зажимном устройстве. В предлагаемом устройстве происходит частая смена полюсов за счет использования основания в качестве электродов одного из полюсов. Это приводит к более равномерному распределению электрического поля в электровязкой суспензии и дает возможность более равномерно распределять крепежное усилие между скрепляемыми объектами при пониженном напряжении питания, так как расстояние между электродами обеих полюсов зависит только от толщины диэлектрической прокладки. Кроме того, основание устройства, выполненное из легкого электропроводящего материала, например дюралюминия, придает большую жесткость устройству, что приводит к повышению частоты собственных колебаний устройства и, как следствие, к расширению рабочего диапазона испытаний в сторону верхних частот. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 3