Знак Вопроса 1997 № 04 - страница 56
Преимуществом муфт, изготовленных из сплава с памятью формы, помимо их высокой надежности, является отсутствие высокотемпературного нагрева, который неизбежен при соединении с помощью сварки. Поэтому свойства материалов вблизи соединения не ухудшаются. Муфты с ЭПФ позволяют соединять трубы из материалов, трудно поддающихся сварке, например алюминиевые сплавы. Кроме того, при необходимости легко осуществляется разборка соединения при низкой температуре. Муфты такого типа применяются для трубопроводов атомных подводных лодок, надводных кораблей, для ремонта трубопроводов для перекачки нефти со дна моря, причем для этих целей используются муфты достаточно большого диаметра.
Аналогичным образом идет применение муфт с ЭПФ в радиоэлектронной и особенно электротехнической промышленности, где такие соединения служат для замены пайки — основной технологической операции при монтаже электрических схем.
Для неподвижного соединения деталей обычно применяют заклепки и болты. Однако, если невозможно осуществлять какие-либо действия на противоположной стороне скрепляемых деталей (например, в герметически пустотелой конструкции), выполнение операций крепления вызывает трудности. Штифты из сплава с ЭПФ позволяют в этих случаях осуществить крепление, используя пространственное восстановление формы. Штифты изготовляются из сплава с ЭПФ, у которого температура мартенситного превращения ниже комнатной, причем в исходном состоянии штифт имеет раскрытый торец (рис. 22,а). Перед осуществлением операции крепления штифт погружается в сухой лед или жидкий воздух и охлаждается, после чего выпрямляются его торцы, как это показано на рис. 22,б. Затем стопор вводится в неподвижное отверстие для крепления (рис. 22,в). При повышении температуры до комнатной происходит восстановление исходной формы штифта, его торцы расходятся, и операция крепления завершается (рис. 22,г).
Материалы, обладающие эффектом памяти формы, стали использовать для выполнения функций, до сих пор вообще несвойственных конструкционным материалам. Примером тому может служить использование никелида титана в конструкции летательного аппарата в качестве привода одноразового действия.
На рис. 23. схематично изображена конструкция привода для расстыковки в полете блоков летательного аппарата. Приводом является сильфон 1, имеющий в полете до расстыковки форму, показанную на рис. 23 а. Технология изготовления сильфона-привода следующая. Из листовой заготовки никелида титана изготавливают цилиндр, который подвергается термической обработке на память в вакууме или в среде инертных газов. После охлаждения и пластической деформации заготовке придается форма, показанная на рис. 23, а, позволяющая установить привод в шину блока. Затем устанавливается спираль для обогрева привода, и в таком виде привод готов к установке на борт. В полете, после прохождения команды на расстыковку блоков, включается система электрического обогрева с помощью спирали 2. В результате прогрева привода выше практической (Т > М>к) происходит восстановление формы сильфона и расстановка блоков (рис. 23). В процессе обратного мартенситного превращения при нагреве никелида титана генерируются значительные напряжения, позволяющие осуществить расстановку и при этом изменить скорость движения блоков (патент США № 31744861).
В зарубежных публикациях появились сообщения о двигателе, работающем на принципе попеременного нагрева-охлаждения спиц, меняющих свою форму.
Основной его частью является колесо со спицами из никелцца титана, прямыми в нагретом состоянии и изогнутыми в холодном. В горячей воде спица, выпрямляясь, толкает колесо, которое начинает вращаться; за счет этого спица оказывается в холодной воде и изгибается. На ее месте оказывается другая спица, и цикл повторяется. Для работы такого двигателя достаточно перепада температуры в 23 °C.