RU210980U1 - Ложемент, изготовленный методом селективного лазерного сплавления - Google Patents

Abstract

Полезная модель предназначена для применения в области транспортного машиностроения, а именно средств расположения грузов. Ложемент содержит опорную поверхность для расположения груза, выполненную вогнутой, в которой выполнен вырез, средство крепления ложемента, расположенное вне опорной поверхности, и средство для фиксации груза в ложементе, при этом ложемент выполнен в виде монолитной детали из порошка металла или сплава металла с помощью метода селективного лазерного сплавления с последующей термообработкой. Ложемент, изготовленный методом селективного лазерного сплавления, позволяет упростить изготовление ложемента сложной формы.

Description

Полезная модель относится к области транспортного машиностроения, а именно средствам расположения грузов, например газовых баллонов, в том числе на летательных аппаратах.

Из уровня техники известны ложементы устройства для крепления газовых баллонов (патент РФ на полезную модель №167791, приоритет от 12.07.2016). Устройство для крепления газовых баллонов также содержит поперечные элементы, соединенные между собой продольной стяжкой, на которых расположены ложементы и элементы фиксации газовых баллонов в ложементы, выполненные в виде хомутов с прокладкой.

Недостатком ложементов устройства для крепления газовых баллонов (патент РФ на полезную модель №167791) является ограниченная функциональность каждого отдельно взятого ложемента.

Также из уровня техники известен ложемент устройства крепления баллона для хранения газа (патент РФ на полезную модель №195951, приоритет от 13.08.2019), наиболее близкий к предлагаемой полезной модели и выбранный в качестве прототипа. Устройство крепления баллона содержит ложементы, закрепленные на поперечных элементах, выполненных в виде Г-образных кронштейнов, а также элементы фиксации газового баллона в ложементах, в котором дополнительно установлены упоры кронштейнов, причем в Г-образных кронштейнах ложементы служат угловыми усилителями, при этом Г-образные кронштейны соединены между собой защитным кожухом.

Недостатком ложемента (патент РФ на полезную модель №195951) является низкая технологичность ложемента при изготовлении за счет сложности изготовления известными методами ложемента сложной формы, по форме соответствующего форме груза. Согласно ГОСТ 14.205-83, под технологичностью понимают совокупность свойств конструкции изделия, определяющих ее приспособленность к достижению оптимальных затрат при производстве, техническом обслуживании и ремонте для заданных показателей качества, объема выпуска и условий выполнения работ.

Техническая проблема, на решение которой направлена полезная модель, состоит в создании ложемента сложной формы, обладающего повышенной по сравнению с известными ложементами технологичностью при изготовлении.

Техническая проблема решается за счет того, что ложемент содержит опорную поверхность для расположения груза, выполненную вогнутой, средство крепления ложемента, расположенное вне опорной поверхности, и средство для фиксации груза в ложементе, при этом ложемент выполнен в виде монолитной детали из порошка металла или сплава металла с помощью метода селективного лазерного сплавления с последующей термообработкой.

В частном случае осуществления полезной модели техническая проблема решается за счет того, что в опорной поверхности выполнен вырез.

В частном случае осуществления полезной модели для случая выполнения выреза в опорной поверхности техническая проблема решается за счет того, что вырез в опорной поверхности выполнен в виде сквозного отверстия.

В третьем частном случае осуществления полезной модели техническая проблема решается за счет того, что опорная поверхность по форме соответствует форме размещаемого на ложементе груза.

В четвертом частном случае осуществления полезной модели техническая проблема решается за счет того, что средство крепления ложемента выполнено в виде ушка с отверстием.

В пятом частном случае осуществления полезной модели техническая проблема решается за счет того, что средство для фиксации груза в ложементе выполнено в виде отверстия.

В шестом частном случае осуществления полезной модели техническая проблема решается за счет того, что средство для фиксации груза в ложементе расположено на опорной поверхности вне части опорной поверхности, непосредственно контактирующей с грузом.

В седьмом частном случае осуществления полезной модели техническая проблема решается за счет того, что средство для фиксации груза в ложементе расположено вне опорной поверхности.

В восьмом частном случае осуществления полезной модели техническая проблема решается за счет того, что ложемент изготовлен из порошка титана или титанового сплава.

Технический результат, которого позволяет достичь полезная модель, состоит в повышении технологичности ложемента сложной формы за счет использования метода селективного лазерного сплавления при его изготовлении, по сравнению, например, с фрезерованием.

Сущность предлагаемой полезной модели поясняется чертежами:

На фиг. 1 изображен ложемент, изготовленный методом селективного лазерного сплавления, в изометрической проекции.

На фиг. 2 изображен ложемент, изготовленный методом селективного лазерного сплавления, вид спереди.

На фиг. 3 изображен пневмоблок летательного аппарата, в составе которого использован ложемент, изготовленный методом селективного лазерного сплавления.

На фиг. 4 изображена заготовка ложемента, изготовленная методом селективного лазерного сплавления.

На фиг. 5 показана термограмма термообработки.

На фиг 1-5 обозначены следующие позиции:

1 - опорная поверхность;

2 - груз;

3 - средство крепления ложемента;

4 - средство для фиксации груза в ложементе;

5 - вырез;

6 - платформа построения;

7 - поддерживающий элемент;

8 - дополнительная опорная поверхность;

9 - свободная поверхность;

10 - выступ;

11 - стяжка.

В общем случае ложемент выполнен в виде монолитной детали сложной формы, полученной из порошка металла или сплава с помощью метода селективного лазерного сплавления с последующей термообработкой, и содержит опорную поверхность 1 для расположения груза 2, средство крепления ложемента 3 и средство для фиксации груза в ложементе 4. Опорная поверхность 1 позволяет расположить на ложементе груз 2, например, баллон пневмоблока летательного аппарата, и выполнена вогнутой.

Средство крепления ложемента 3 позволяет соединить ложемент с устройством, в котором должен быть расположен и зафиксирован груз 2 (на фиг. 1-5 не показано), например, транспортным средством, тарой, или, для случая использования ложемента в составе пневмоблока летательного аппарата, элементом отсека летательного аппарата.

Форма опорной поверхности 1 может соответствовать форме груза 2, располагаемого на ложементе, чтобы обеспечить более плотное прилегание груза 2 к опорной поверхности 1. В опорной поверхности 1 может быть выполнен вырез 5, предназначенный для снижения массы ложемента, который может быть выполнен в виде сквозного отверстия.

Средство крепления ложемента 3 может быть выполнено в виде, например, ушка с отверстием, и соединено с устройством, в котором должен быть расположен и зафиксирован груз 2, с помощью, например, болтового соединения.

Средство для фиксации груза в ложементе 4, может быть выполнено, например, в виде отверстия, которое может быть расположено на опорной поверхности вне части опорной поверхности, непосредственно контактирующей с грузом, или вне опорной поверхности.

В общем случае ложемент имеет достаточно сложную форму, и изготовление ложемента известными способами, например, с помощью фрезерования, является сложным и нетехнологичным, поэтому целесообразно использовать аддитивные технологии изготовления деталей, позволяющие простое, быстрое и менее трудоемкое изготовление деталей по сравнению с традиционными методами, такими, как фрезерование, например, метод селективного лазерного плавления, который, помимо повышения технологичности, также дополнительно позволяет уменьшить массу заготовок за счет возможности изготовления более тонкостенных деталей. Заготовка ложемента изготовлена из порошка металла или сплава одного или более металлов, например, сплава титана ВТ6 по ГОСТ 19807-91. Заготовка ложемента расположена на платформе построения 6 и дополнительно содержит удаляемые поддерживающие элементы 7, соединяющие выступающие над платформой построения вертикальные поверхности (фиг. 4), средства крепления ложемента 3.

При изготовлении заготовки ложемента формируют заготовку на платформе построения 6 с помощью способа селективного лазерного сплавления. Толщина слоя построения составляет 50 мкм. Толщина стенок заготовки составляет (1,5÷5) мм. Шероховатость поверхностей Ra6,3(Rz40)…Ra12,5(Rz80) и однородность материала заготовки обеспечивают технологическим режимом сплавления в среде защитных газов, например аргона.

После формирования заготовки проводят ее термообработку без отделения от платформы построения 6. В случае, если заготовка изготовлена из порошка титана или титанового сплава, в процессе термообработки в течение 6 часов нагревают заготовку в печи до температуры 650°С, выдерживают при температуре 650°С в течение 3 ч, после чего позволяют остыть в течение 8 ч в печи, далее заготовка остывает на воздухе. Термограмма термообработки заготовки воздуховода из порошка сплава титана ВТ6 показана на фиг. 5.

За счет режимов послойного синтеза и последующей термообработки обеспечивают стабильность геометрии заготовки с отклонением размеров от теоретического контура в пределах (0,1…0,3) мм.

Удаляют заготовку с платформы построения 6, например, с помощью электроэрозионной обработки. Удаляют поддерживающие элементы 7, например, с помощью слесарной обработки.

Возможны и другие частные случаи исполнения ложемента. В случае, если груз 2 состоит из нескольких объектов, ложемент может содержать дополнительные опорные поверхности 8, например, две дополнительные опорные поверхности 8 для груза 2, состоящего из трех баллонов, также ложемент может содержать свободные поверхности 9, расположенные между опорной поверхностью 1 и дополнительными опорными поверхностями 8 и непосредственно не контактирующие с грузом 2, как показано на фиг. 1-4. Опорная поверхность 1 и дополнительные опорные поверхности 8 могут иметь форму частей поверхностей цилиндров, оси которых параллельны и не лежат в одной плоскости. Дополнительные опорные поверхности 8 могут быть снабжены выступами 10 для обеспечения дополнительной опоры для груза 2. При необходимости дополнительного снижения массы в ложементе могут быть выполнены дополнительные вырезы 5, в том числе в опорной поверхности 1, дополнительных опорных поверхностях 8, свободных поверхностях 9 и выступах 10. Количество дополнительных вырезов 5 зависит от заданных массовых характеристик устройства, в котором должен быть расположен и зафиксирован груз 2

Ложемент может содержать несколько средств крепления ложемента 3, например, четыре, как показано на фиг. 1-4.

Ложемент может содержать несколько средств для фиксации груза в ложементе 4. В частном случае, изображенном на фиг. 1-4, средства для фиксации груза в ложементе 4 выполнены в виде восьми отверстий для крепления стяжек 11, выполненных на дополнительных опорных поверхностях 8 и свободных поверхностях 9.

Все описанные выше частные случаи исполнения ложемента усложняют форму ложемента по сравнению с общим случаем, что повышает целесообразность использования метода селективного лазерного сплавления.

Ложемент может быть установлен в устройстве, в котором должен быть расположен и зафиксирован груз 2, до размещения груза 2 в ложементе, в таком случае устанавливают и фиксируют ложемент в устройстве, в котором должен быть расположен и зафиксирован груз 2 с помощью средства крепления ложемента 3, затем размещают груз 2 в ложементе на опорной поверхности 1 и, в случае их наличия, дополнительных опорных поверхностях 8 и фиксируют. В частном случае, если ложемент содержит несколько средств для фиксации груза в ложементе 4, выполненных в виде отверстий, фиксацию осуществляют с помощью стяжек 11, соединенных со средствами для фиксации груза в ложементе 4 посредством болтовых соединений, как показано на фиг. З.

Также ложемент с грузом 2 может образовывать единую сборочную единицу, например, пневмоблок летательного аппарата, как показано на фиг. З, в таком случае вначале размещают груз 2 в ложементе и фиксируют, затем устанавливают полученную сборочную единицу в устройстве, в котором должен быть расположен и зафиксирован груз 2 с помощью средств крепления ложемента 3.

Ложемент, изготовленный методом селективного лазерного сплавления, предназначен для применения в области транспортного машиностроения, а именно средств расположения грузов, и позволяет упростить изготовление ложемента сложной формы.

Claims (9)

1. Ложемент, выполненный в виде монолитной детали, содержащий опорную поверхность для расположения груза, выполненную вогнутой, средство крепления ложемента, расположенное вне опорной поверхности, и средство для фиксации груза в ложементе, отличающийся тем, что ложемент изготовлен из порошка металла или сплава металла с помощью метода селективного лазерного сплавления с последующей термообработкой.

2. Ложемент по п. 1, отличающийся тем, что в опорной поверхности выполнен вырез.

3. Ложемент по п. 2, отличающийся тем, что вырез в опорной поверхности выполнен в виде сквозного отверстия.

4. Ложемент по п. 1, отличающийся тем, что опорная поверхность по форме соответствует форме размещаемого на ложементе груза.

5. Ложемент по п. 1, отличающийся тем, что средство крепления ложемента выполнено в виде ушка с отверстием.

6. Ложемент по п. 1, отличающийся тем, что средство для фиксации груза в ложементе выполнено в виде отверстия.

7. Ложемент по п. 1, отличающийся тем, что средство для фиксации груза в ложементе расположено на опорной поверхности вне части опорной поверхности, непосредственно контактирующей с грузом.

8. Ложемент по п. 1, отличающийся тем, что средство для фиксации груза в ложементе расположено вне опорной поверхности.

9. Ложемент по п. 1, отличающийся тем, что он изготовлен из порошка титана или титанового сплава.

Images