К.В. Фролов - Технологии, оборудование и системы (1062200), страница 97
Текст из файла (страница 97)
На рис. 3.1.36 показан типовой нормализованный сверхвысоковакуумный ввод вращения марки ВЭС-5, с сияьфонной гермстизацией, предстюшюощий собой муфту, состошцую нз вращающихся в неподвижных опорах ведущего 1 и ведомого 3 эксцентриковых (или кривошипных) валов. Рабочий момент передается от ведущего вала, находшцегося в атмосфере, ведомому, находящемуся в вахууме, с помон1ью промежуточной втулкнЗ. Последющ Рве. 3.1.36. Саерзэиеекемэцулвмй эмжеатуааеамй ввод-лу$тэ эрмвеава е амзфээвей мриатвзаавей шубина захода зубьев, и; В - длина зубьев (находящаяся в зацеплении), и; Ю - целительный диаметр хесткого колеса, м; я - число зубьев жесткого колеса; у — скорость осевого поступательного дюскения, м/с; ар - угол профиля резьбы ведомого элемента в нормальном сечении; Рос - осевая нагрузка, н; гк - длина контактирующей части винта, и; Вг - упругая постоянная; (г - шаг резьбы, м; а - половина унга профиля резьбы, м; Х„- число заходов резьбы винта; ггРадиус резьбы винта, м; Р3 - радиус резьбы шйки, м; 1) - угол подъема резьбы; Р - внешний диаметР подшипника, и; г(- диаметР отвеРстиЯ (вэла), м; ()ю - диаметР шаРика, м; Р - Рюпгус пятна («кругла) контвкш, и; глв - приведеннъгй радиус кривизны контактирующих поверхностей, м; р - радиус хелоба кольца, м.
Глава 3.1. ВАКУУМНОЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ ОБОРУДОВАНИЕ ~ ] ~)1(6~з 9 10 ТЮвКс М= (е1 '1Рк1, 3.1. 16.'Каравтервстакв стаидартвых свльфоаов аз коррозвояво-стойкой стала, используемых в нормализованных вводах врюпевия Типоразмер сильфона имеет перегородку, отделяющую ведомый вал от ведущего и герметично соединенную с неподвижным корпусом 4 ввода с помощью сильфона 5. При вращении ведущего вала втулка 3 совершает круговое ллоскопараляельное (или прецессионное) колебательное движение, передавая вращение ведомому валу. Корпус 4 герметично присоединяется к рабочей камере вакуумной установки.
Момент (Ни), передаваемый муфтой колебательного типа с силъфонной герметизацией. где (е1 - допустимый эксцевтриситег снльфона, м; (Рх) — допустимая радиальная нагрузка для наиболее нагруженного (обычно первого со стороны атмосферы) вакуумного подшипника, Н. Ввиду низкой работоспособности подшипников в вакууме значение допустимой нагрузки (Н) значительно меньше значения, опредегиемого по методике для обычных подшипников и Лля заданной долговечности Х Согласно эмпирической формуле где об — контактные напряжения, соотмтствующие базовой долговечности Л~б, МПа; ( аб = 1860 МПа Шш подвппгников из коррозионно-стойкой стали со змейковым сепаратором); Фб = 104 - базовая долговечность, обороты; )У - число цивлов натруженна; я - число шариков в подшипнике; Ыш — диаметр шариков, мм.
Для шарикоподшипника серии 200ю, обеспечивающего долговечность ввода 1Оа оборотов, сопмсно эмпирической формуле Допустимый эксцентриситет для схемы деформирования снльфона, представленной на рис. 3.1.36; где и щ - предел выносливости материала сильфона дяя условной (базовой) долговечности, МПа, для коррозионно-стойкой стали 1Х18Н10Т и 16 = 380 МПа; ЛГ, Фб — соответственно заданная и базовая долговечность, циклы деформации; Х - интегральный коэффициент, характеризующий особенности цикла нюружения сильфона; Т, - длина рабочей (гофрированной) части сильфона, мм (табл. 3.1.16); Л - ЧИСЛО ГОфР СИЛЬфОНа; Г)а - ВНУГ- ренний диаметр сильфона по гофрам, мм; Е- модуль упругости, лля коррозионно-сгойкой стали и' = 2.10п Па; Ь - толщина стенки силь- фона, мм; дг - коэффициент, учитывающий глубину гофрировки онльфона.
Так, лдя сильфона НС 52 х 14 х 0,14, использованного во вводе ВЗС-5 (Хс = 1,36), для долговечности 10г циклов согласно эмпиричесхой формуле 1 !О 1 9.10 89.14.33,5 1,36 [е]-380 —,! 10 12 2 10 .0,14 8 = 4,4 мм. Таким образом, номинальный крутящий момент, передаваемый вводом ВЭС-5, лри долговечности самого мало надежного подшипника 104 оборотов и прп 10-кратном запасе долговечности свльфона составляет М= 4,4.206 = 8,8 Н м. ТИПЫ ПРИВОДОВ ИСПОЛНИТЕЛЬНЫХ МЕХАНИЗМОВ ОБОРУДОВАНИЯ 289 Ряг.
3.1.37. Иелебатгльеыб аыюегарае-рембеееб заел еестуаатгльаеге делывала ПРВ-Збб В отличие от передач двгскения через отверстие, когда конструкции вращательных и поступагельных вводов почти ндентйчны, колебательные вводы поступательного движения конструктивно резко отличаются от вводов вращешш. На рнс. 3.1.37 показана целънометаллическая конструкция планетарно-резьбово го ввода (ПРВ) поступательного движения с снльфонной шрметизавией. Принцип дейстюш основан на преобразовании вращения эксцентриковой обоймы 1 в корпусе 2 на подшипниках 3 в круговое колебшельное движение гайки 4 (без ее вращения), находящейся в одностороннем зацеплении с резьбой штока 5, являющегося ведомым элементом. Герметизация подвижной шйкн 4 осуществляется (О Згг ю снлъфонами 6, приваренными одной стороной к шйке, а другой - к корпуоу.
Резьбовой шток фиксируется от поворота ползуном 7, скользящим по шпонке 8. Преимуществом ввода перед традиционной винтовой парой является примерно 30- кратное уменьшение пути трения в резьбовой паре, что позволяет снизить газовьщеление и увеличить долговечнооп привода. Для прецизионных поступательных приводов с замкнутой системой управление используют тонкостенные резиновые оболочки (ТРО), с помощью которых можно герметизировать любой поступательный механический привод. Наиболее перспективно иопользованне ТРО в качестве герметизатора гидропривода. Высокая эластичность ТРО, отсутствие контакта штока с цилиндром позволяют использовать в качестве рабочих агентов магнитореологические жидкости и обеспечивать простоту управления, высокие быстродействие и точность.
На рис. 3.1.38 показана простейшая конструкдия вакуумного гидродвигатюгя одностороннего действия на базе ТРО, использованного при модернизации установки электронной литографии (см. рис. 3.1.26). Рабочая жидкосп подается в рабочий гидроцилиндр 1 (см. рис. 3.1.38) нли вьпесняется из него через штуцер 2, воздействуя на шток 3, герметично соединенный с корпусом дюпателя (т.е. стенкой вакуумной камерм) с помощью ТРО 4.
Герметичное соединение торцевой части ТРО со штоком осуществляется с помощью нажимной втулки 6, воздействующей на торец уплотннтгльного кольца 8, наружная поверхносп которого прижимает ТРО к бандажному кольцу 10. Герметичное соединение ТРО с корпусом осуществляеюя за счет поджяма уплотннтельного кольца 7 к другому концу ТРО и бандажному кольну 9. Волновые вакуумные вводы вначале имели форму одноступенчатых зубчатых редукторов и получили среди этого вида передач наив+ в в гв Аелвсргвре ю в Рее.
ЗЛ.38. Веаууыаыб гвЮрещлвед леегуеательвеге деюкеляа с ТРОг 1 — рабочий пыроцвлюыр; 3 - штуцер; 3 - шток; 4- ТРО; 5, 6- налныные втулки; 7, 8- уллотавтгльные кольца; 9, 10- бвндюзше кольна Глава 3.1. ВАКУУМНОЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ ОБОРУДОВАНИЕ 290 Рве. 3.!.39. Сверхвиееяеаааууввый аелаевей зубчатый введ враыевва ВГЗП-42 (7 хе Ге Гу большее распространение. В нормализованной волновой герметичной зубчатой передаче ВГЗП-42 (рис. 3.1.39) гибкое колесо 3 выполнено за одно целое с оболочкой-стаканом, которая герметично приварена к корпусу 6. Рабочий момент от ведущего эксцентрикового вала 1, находящегося в атмосфере, передается генератору волн, состоящему нз эксцентрично установленных дисков 2, которые деформируют герметичную гибкую оболочку колеса 3, придавая ее зубчатому венцу эллиптическую форму. Деформированный зубчатый венец гибкой оболочки при вращении ведущего вала обкпываегся по зубчатому венцу жесткого колеса 4, передавая ему и выходному валу 5 вращательное двняение.
Небольшая разность числа зубьев гибкого и жесткого колес обеспечивает получение большого передаточного отношения тле Ге, ГУ - число зУбьев соответственно жесткого и гибкого колес. Обычно 350 л У л 60. Нижнее значение ограничивается пр очно сп*ю гибкого колеса, верхнее - модулем зацепления.
Волновые герметичные зубчатые вводы вследствие многопарностн зацепления могут передавать значительный кругшций момент М = (5 — 30)ГВ 4 (4)ЧМ, где ~(г — диаметР делительной окРУ;Яности гибкого колеса, м; [п,Д = 5 ... 7 МПа - допустимые контактные напряжения для зубьев, работающих с сухой смазкой типа Мобз. Для использования всех преимуществ передач движения через гибкую стенку как сверхвысоковакуумных их целесообразно выполнать цельнометаллическлми с использованием стандартных металлических уплотнений.
Во вводах движения через жеспгую стенку общим элементом, характеризующим вводы этого типа, шишегся жесткая стенка, обладающая малой газопроницаемостью и отделяющая исполнительный элемент, работающий в вакууме, от атмосферы. Сгенка проннцаема юш определенного вида энергии. Известны три способа передачи энергии через жесткую стенку, которые могут быть практически использованы: электромагнитный (индуктивный), магнитный и электростатический.
Толщина стенки в значительной степени определяет потери энергии, и поэтому она выполняется обычно из стекла, коррозионно-стойкой стали, керамики и хрупах немагннтных материалов в виде тонкостенного стакана или жесткой мембраны, герметично соединяемых с вакуумной камерой. В технологическом оборудовании используют лишь электромагнитные и магнитные вводы вращения, построенные по принципу асинхронных двигателей и магнитных муфт. Долговечность вводов через сплошную стенку ограничена только работоспособностью подшипников в вакууме.
Электромагнитный вакуумный ввод вращения выполнен на базе корапсозамкнутого асинхронного двигателя (рис. 3.1.40), у которого ротор с валом отделены от статора и атмосферы герметичной стенкой (экраном) с глухой втулкой, изготовленными из стали 12Х18Н10Т, внутри которых расположены подшипники. Охлаждение статора осуществляется водой, протекающей по трубе, вмонтированной в корпус статора.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
