NM / Тема_10

137

применяется также сплав Сu – Zn – А1.

Материалы с ЭПФ могут быть использованы не только для монтажа, но и для ремонта трубопроводов, находящихся в аварийном состоянии (рисунок

10.7).

Рисунок 10.7 – Схема устройства для ремон- та трубы с трещиной:

1 – труба; 2 – разъемная вставка; 3, 4 – эле- менты из материала с ЭПФ (I, II, III – после- довательность сборки)

На участок трубы с трещиной надвигают разъемную вставку, которую обжимают свертывающимися в кольцо спиральными лентами или проволокой из материала с ЭПФ.

Для неподвижного соединения деталей обычно применяются заклепки и болты. Однако, если невозможно осуществлять какие-либо действия на проти-

воположной стороне скрепляемых деталей (например, в герметичной пустоте-

лой конструкции), выполнение операций крепления вызывает трудности. Сто-

поры из сплава с эффектом памяти формы позволяют в этих случаях осущест-

вить крепление с использованием пространственного восстановления формы.

Стопоры изготавливаются из сплава с эффектом памяти формы, причем в исходном состоянии стопор имеет раскрытый торец (рисунок 10.8, а).

Рисунок 10.8 – Принцип действия стопора с эффектом памяти формы

Перед осуществлением операции крепления стопор погружается в сухой лед или жидкий азот и в достаточной степени охлаждается, после чего выпрям-

ляются торцы (рисунок 10.8, б). Стопор вводится в неподвижное отверстие для

138

крепления (рисунок 10.8, в), при повышении температуры до комнатной проис-

ходит восстановление формы, торцы штифта расходятся (рисунок 10.8, г), и

операция крепления завершается.

Сплавы с ЭПФ используют в качестве силовых элементов блокировочных устройств, срабатывающих, как на запирание (собственно блокировка), так и в обратном направлении. Обычно это приводы одноразового срабатывания для приведения в действие исполнительных механизмов (рисунок 10.9).

Рисунок 10.9 – Приводы одноразового сра- батывания для расстыковки блоков косми- ческих кораблей (сверху) и разблокировки запирающего (замкового) устройства (вни- зу):

а – исходное положение; б – положение по- сле нагрева элемента с ЭПФ; 1 – стопор; 2 – контейнер; 3 – запорная шайба; 4 – пружина с ЭПФ

Сплавы с ЭПФ используют в силовых конструкциях прессов, домкрактов.

Трубчатый силовой элемент пресса с наружным диаметром 14 мм и толщиной стенки 1 мм развивает усилие до 2 т. С целью экономии полезного пространст-

ва можно использовать комбинированные конструкции, в которых все рабочие элементы являются активными. Примером такой конструкции является теле-

скопический малогабаритный домкрат, в котором простые цилиндры развивают деформацию сжатия, а фигурные – деформацию растяжения (рисунок 10.10).

Особенностью исполнительных элементов из сплавов с памятью является их миниатюрность. Это обусловлено простотой механизма их действия, а также тем, что элемент состоит из одного сплава. На действие таких исполнительных механизмов не влияет среда или атмосфера, а влияет только температура. Сле-

довательно, возможна установка этих элементов в таких средах, как вакуум или вода, при этом нет необходимости в герметизированном подвижном узле, как при установке двигателей или гидропневматических цилиндров.

Материалы с ЭПФ могут применяться в простых тепловых двигателях,

139

Рисунок 10.10 – Телескопический малогабаритный домкрат, состоящий из про- стых (в) и фигурных (г) цилиндров:

а – компактный вид (исходное состояние); б – после восста- новление формы; в – элементы, восстанавливающие деформа- цию сжатия; г – элементы, восстанавливающие деформацию растяжения

использующих разность температур горячей и холодной воды или горячей во-

ды и холодного окружающего воздуха. Такие двигатели работают за счет пре-

образования в механическую энергию низкотемпературной бросовой тепловой

энергии, например энергии горячей отходящей воды, геотермической или сол-

нечной энергии.

Принцип действия двигателя с кривошипно-шатунным механизмом на

основе сплавов с ЭПФ (рисунок 10.11) такой же, как у обычных бензиновых и

дизельных двигателей.

Рисунок 10.11 – Схема двигателя Гинеля с кривошипно-шатунным механизмом;

1 – Спираль из сплава Ti – Ni; 2 – горячая вода; 3 – подшипник; 4 – фиксированные оси

Двигатель действует с помощью шести спиралей из сплава Ti – Ni. Оси

рабочего колеса и кривошипного вала смещены одна относительно другой. Уд-

линение и сокращение спиралей в зависимости от разности температур горячей

140

и холодной сред, составляющей 10 – 20°С, действуют так же, как возвратно-

поступательное движение поршня в обычных двигателях, и вызывают враще-

ние рабочего колеса.