Конструкции ВКА, разработанные на основе синтезированных

4.4. Конструкции ВКА, разработанные на основе синтезированных

структур.

4.4.1. Конструкции ВКА, разработанные на основе синтеза ее

структуры на уровне типов основных ФМ.

Сопоставительный анализ сформированного с учетом морфологии

ВКА множества ее обобщенных вариантных структур (с использованием

программного модуля "VP1") и существующих конструкций ВКА показал

отсутствие ВКА плоского типа с использованием электромагнитного

привода. Данный факт определил цель проектирования соответствующей

конструкции затвора. В связи с тем, что величина хода штока типо-

вого электромагнитного привода не позволяет обеспечить сложного

- 129 -

движения и требуемых перемещений уплотнительного диска для перек-

рывания проходного отверстия и герметизации УП в плоских уст-

ройствах, в качестве прототипа была выбрана разработанная нами ба-

зовая конструкция сверхвысоковакуумного затвора с двумя исполни-

тельными органами и электропневматическим приводом [153]. Приняв

за основу структуру, генерируемую по правилу (3.22), получаем из

выражения (3.30) искомую формулу строения создаваемого устройства:

Общий вид разработанного затвора представлен на рис. П.6,

П.6А. Для согласования функциональных параметров сопрягаемых

основных ФМ совместно с электромагнитным приводом использован гид-

равлический усилитель, т.е. образован комбинированный привод, поз-

воляющий применять подобное решение и для устройств с цельнометал-

лической УП. Проведенный анализ множества позволил модифициро-

вать описываемую конструкцию за счет использования для перемещения

уплотнительного диска принципиально нового для ВКА ввода движения

- упруго деформируемого полого элемента - трубки Бурдона. Подобное

выполнение конструкции позволило упростить управление работой зат-

вора, повысить его быстродействие и уменьшить дестабилизирующее

воздействие элементов затвора на вакуумную среду [154].

Дальнейшее развитие конструкций ВКА, включающих вводы движе-

ния - механизмы непосредственного действия, не содержащие пары

трения в вакуумной полости, обусловило необходимость получения

структуры с одним исполнительным органом. Формула строения данного

устройства получена из выражения (3.32) :

Общий вид конструкции сверхвысоковакуумного затвора , реали-

зующей данную цель, приведен на рис. П.7, П.7А-В.

Подобное выполнение затвора позволило использовать в структу-

ре только один исполнительный орган при сохранении достоинств вы-

- 130 -

шеописанной конструкции [155].

4.4.2. Конструкции ВКА, разработанные на основе синтеза ее

механизмов.

Необходимость синтеза механизмов обусловлена, как правило,

использованием электромеханического или ручного привода, а также

сложным видом движения при перекрывании и герметизации проходного

отверстия, что особенно актуально для плоских и проходных затво-

ров. Рассмотрим конструкции ВКА, полученные с использованием раз-

личных путей синтеза ее механизмов (см. п. 3.4.1.).

Кинематическая схема поворотного затвора, полученная на осно-

ве анализа трехконтурной формы цепи (с использованием ППП "SSVC"),

реализованной посредством плоских рычажных механизмов, приведена

на рис. П.8. Формулу строения данного устройства, согласно (3.35),

можно представить в виде:

Проработка и практическое воплощение полученной схемы меха-

низма совмещенной структуры (рис. П.9) обеспечили рациональное

движение уплотнительного диска при перекрывании и герметизации

проходного отверстия: поступательное его движение на стадии герме-

тизации и поворот уплотнительного диска на 90 на стадиях открыва-

ния и закрыванияя затвора при небольшом ходе ведущего звена приво-

да.

Подобное выполнение устройства приводит к повышению ресурса и

надежности работы затвора за счет исключения неравномерности сжа-

тия уплотнителя и его трения о седло, а также обеспечения фиксиро-

ванного положения уплотнительного диска в каждый момент работы

затвора, что устраняет возможность его перекосов [120].

- 131 -

Дальнейшая доработка рассмотренной конструкции обусловлена

оптимизацией созданного механизма по критерию Ф (выражение

(2.21)). Оптимизация проводилась для механизма, расположенного вне

вакуумной полости затвора и являющегося собственно его приводом (с

использованием ППП "Р4"). Целью проектирования явилась необходи-

мость обеспечения различных передаточных функций на стадиях перек-

рывания и герметизации проходного отверстия. Указанная цель реали-

зована посредством использования двух взаимодействующих типовых

элементарных механизмов - попеременно работающих эксцентриков

(рис. П.10), причем на стадии перемещения уплотнительного диска,

требующей значительных перемещений при малых усилиях, работает

эксцентрик с большим эксцентриситетом, а герметизация затвора про-

изводится эксцентриком с маленьким эксцентриситетом. Подобное вы-

полнение устройства позволяет существенно уменьшить приводное уси-

лие для получения требуемого усилия герметизации [156].

По отношению к используемым механизмам, особенно расположен-

ным в вакуумной полости, наиболее критичны сверхвысоковакуумные

конструкции, качество которых зачастую определется дестабилизирую-

щим влиянием на рабочую сверхвысоковакуумную среду (величиной

привносимой дефектности). В связи с этим одной из основных целей

проектирования сверхвысоковакуумных клапанов и затворов является

уменьшение числа тяжелонагруженных пар трения в механизмах, рабо-

тающих в вакуумной полости ВКА, либо полное их устранение, что на-

иболее труднодостижимо для конструкций плоского типа. Другим важ-

ным аспектом разработки конструкций с электромеханическим приводом

является использование только одного привода для их функционирова-

ния, что определило цели проектирования описываемых ниже конструк-

ций сверхвысоковакуумных прямопролетных плоских затворов.

На рис. П.11, П.11А,Б представлен общий вид сверхвысоковаку-

умного затвора, в котором механизм, расположенный в вакуумной по-

- 132 -

лости, обеспечивает поворот уплотнительного диска для перекрывания

проходного отверстия, что не требует больших усилий, а герметиза-

ция осуществляется механизмом, расположенным вне вакуумной по-

лости. Формула строения при этом имеет вид:

Подобная конструкция является устройством переменной структу-

ры с отключением механизма перемещения при герметизации:

Достоинством разработанного механизма перемещения уплотни-

тельного диска (рис. П.11Б) является его большое передаточное от-

ношение при незначительных габаритах, что приводит к минимизации

критерия Ф [157].

Вместе с тем, рассмотренная конструкция достаточно сложна, а

механизм перемещения из-за расположения в вакуумной полости труд-

норегулируем, что определило цель проектирования - удаление меха-

низма из вакуумной полости (замена его механизмом непосредственно-

го действия), т.е. генерацию структуры по выражению (3.33). При

этом формула строения принимает вид:

Указанная проектная цель была достигнута в разработанном

сверхвысоковакуумном затворе с электромеханическим приводом путем

синтеза зубчато-кулачкового механизма, расположенного вне вакуум-

ной полости (рис. П.12, П.12А,Б).

Рассматриваемый затвор является конструкцией нового, ранее не

описанного типа устройств с механизмами переменной структуры: с

отключением механизма герметизации при перекрывании проходного от-

верстия и с отключением механизма перемещения уплотнительного

диска при его герметизации, что отмечено при разработке структур-

- 133 -

но-конструктивной классификации ВКА (п. 1.3), а формально было

предопределено при анализе множества возможных формул строения ВКА

(выражение (3.33)).

Подобное выполнение устройства позволило исключить механизмы

из вакуумной полости, что повышает ресурс работы затвора, упрощает

его управление и наладку при сохранении автономного (в сравнении с

пневмоуправляемыми конструкциями) привода [158].

Похожие работы

Вакуумная коммутационная аппаратура

Скачать

42765

0

0

... модели функционирования ВКА и критерии оптимальности конструкций ВКА. 6. Новый класс ВКА переменной структуры и конструкции ВКА. I. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ РАБОТ ПО СОЗДАНИЮ ВАКУУМНОЙ КОММУТАЦИОННОЙ АППАРАТУРЫ I.I. Анализ связей ВКА с оборудованием электронной техники. Основные требования, предъявляемые к ВКА. Вакуум как рабочая среда технологических процессов и научных исследований находит ...

Блок обмена сообщениями коммутационной станции

Скачать

148336

19

1

... сборки и маршрутные карты приведены в приложении. 9. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ   9.1 Краткая экономическая характеристика проектируемого устройства Разрабатываемое в дипломном проекте устройство представляет собой блок обмена сообщениями аналоговой ЭАТС. В развитых зарубежных странах широкое применение нашли аналоговые ЭАТС типа IBM 1750 (США), DST1 (Италия), ЕК-50 (Япония), АТС 501 ...

Разработка конструкции и технологии изготовления модуля управления временными параметрами

Скачать

138399

23

10

... УЛПМ-901. 11 Визуальный контроль качества сборки при увеличении 2,5. ГГ6366У/012. Маршрутная карта на техпроцесс изготовления печатной платы приведена в приложении. 8 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ДИПЛОМНОГО ПРОЕКТА 8.1 Характеристика изделия «Модуль управления временными параметрами». Обоснование объема производства и расчетного периода Модуль управления временными параметрами – ...

Блок интерфейсных адаптеров

Скачать

183285

12

5

... : ¾   температура, °С +25±10; ¾   относительная влажность воздуха, % 45...80; ¾   атмосферное давление, мм рт. ст. 630...800. Так как блок интерфейсных адаптеров предназначен для работы в нормальных условиях, в качестве номинальных значений климатических факторов указанные выше принимают нормальные значения ...