RU220450U1 - Болт из композитного стеклопластикового материала - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к устройствам для соединения композитных конструкций и может использоваться при сборке резьбовых соединений в агрессивных средах. Болт из композитного стеклопластикового материала, содержащий шестигранную головку и стержень с гладкой и резьбовой частью, при этом корпус болта выполнен из композитного стеклопластикового материала, включающего стеклопластиковую основу в виде волокна, пропитанного связующими смолами, шестигранная головка сформирована штампом из нагретой заготовки, причем стеклопластиковая основа в виде волокна, пропитанная связующими смолами, выполнена с добавлением кварцевого порошка, предварительно равномерно перемешанного в смоле, резьбовая часть после гладкой части стержня исполнена намоточным жгутом со стеклопластиковой основой с добавлением кварцевого порошка, с последующей калибровкой резьбы на токарном автомате после охлаждения болта. Техническим результатом является повышение устойчивости резьбового и граниевого соединения болта за счёт улучшения жесткости эпоксидных композитов путем сочетания стеклопластиковых волокон с кварцевым порошком. 1 ил.

Description

Область техники

Полезная модель относится к устройствам для соединения композитных конструкций и может использоваться при сборке резьбовых соединений в агрессивных средах.

Уровень техники

Известен болт (патент RU №2115035 МПК F16B 39/282 (1995.01) Опубликовано 10.07.1998), содержащий многогранную головку, снабженную выступами со стороны торцевой контактной поверхности изделия, буртик, соединяющий ее с соосно расположенным резьбоцилиндрическим стержнем, а также рабочие фаски и маркировку на головке болта, причем головка болта имеет галтельный переход к фланцу, имеющему скругления по внешней части периферии, цилиндрическое глухое отверстие с торца, а со стороны рабочего торца фланцевой поверхности - рифления, рассматриваемые в развертке в виде клина резцового элемента с отрицательным передним углом и обратной схемой резания, при этом сечение канавки между рифлениями превышает текущее сечение объема срезаемого материала в пределах изменения и перехода упругого состояния стружки в твердое непосредственно при фиксации головки болта с поверхностью изделия, а форма замкнутой поверхности резьбового профиля по периферии представляет собой конус, увеличивающийся по диаметральному сечению от головки болта, при этом на нижней части головки болта имеются выступы в виде режущих клиновых рифлений, служащих для запирания слоя стружки относительно микрометрических неровностей на поверхности изделия, служащей для взаимодействия с болтом, при этом главная отрицательная поверхность выступов рифлений выполнена со слоем из оксида алюминия толщиной не менее 1 .

Недостатком известного устройства является низкая устойчивость резьбового соединения.

Известно наиболее близкое устройство болт (патент RU 2219391 C1, МПК F16B 23/00. Опубликовано 20.12.2003 Бюл. №35), содержащий головку и стержень с гладкой и резьбовой частью, причем головка болта выполнена грибовидной формы, при этом отношение ее максимального диаметра к высоте выбрано равным (2,4-2,6):1, а головка болта в плане имеет круглую, овальную или эллипсовидную форму, прилегающая к головке гладкая часть стержня болта выполнена комбинированной, сначала цилиндрической, переходящей в сужающуюся коническую и затем снова в цилиндрическую, при этом длина каждой из этих гладких частей стержня болта соответствует толщине соединяемых болтом элементов, а соотношение диаметров цилиндрических гладких частей стержня болта выбрано равным 1: (0,95-0,98), притом меньший диаметр гладкой части стержня болта составляет 1,10-1,12 от максимального диаметра резьбовой части стержня болта, при этом болт выполнен из конструкционной хромистой стали с содержанием по массе: углерода 0,37-0,42%, хрома 0,8-1,1%, марганца 0,5-0,8% и кремния 0,17-0,3%, а его твердость после термообработки выбрана равной 302-380 НВ, временное сопротивление при растяжении 104-135 кгс/мм, относительное сужение 35-60% и относительное удлинение 6-16%.

Недостатком наиболее близкого устройства является низкая устойчивость резьбового соединения.

Раскрытие полезной модели

Техническим результатом полезной модели является повышение устойчивости резьбового и граниевого соединения болта за счёт улучшения жесткости эпоксидных композитов путем сочетания стеклопластиковых волокон с кварцевым порошком.

Настоящий технический результат достигается в устройстве болт из композитного стеклопластикового материала, содержащий шестигранную головку и стержень с гладкой и резьбовой частью, при этом корпус болта выполнен из композитного стеклопластикового материала, включающего стеклопластиковую основу в виде волокна, пропитанного связующими смолами, шестигранная головка сформирована штампом из нагретой заготовки, причем стеклопластиковая основа в виде волокна, пропитанная связующими смолами, выполнена с добавлением кварцевого порошка, предварительно равномерно перемешанного в смоле, резьбовая часть после гладкий части стержня исполнена намоточным жгутом со стеклопластиковой основой с добавлением кварцевого порошка, с последующей калибровкой резьбы на токарном автомате после охлаждения болта.

Отличительными признаками являются:

стеклопластиковая основа в виде волокна, пропитанная связующими смолами, выполнена с добавлением кварцевого порошка, предварительно равномерно перемешанного в смоле, что повышает устойчивость резьбового соединения за счет жесткости эпоксидных композитов [3];

резьбовая часть после гладкий части стержня исполнена намоточным жгутом со стеклопластиковой основой с добавлением кварцевого порошка, с последующей калибровкой резьбы на токарном автомате после охлаждения болта, предварительное равномерное перемешивание кварцевого порошка в связующей смоле, это сохраняет устойчивость резьбового и граниевого соединения за счет жесткости гибридных эпоксидных композитов [4].

Сравнение заявляемого решения с аналогами и прототипом не позволило выявить в них признаки, отличающие заявляемое решение, это позволяет сделать вывод о соответствии критерию «новизна».

Краткое описание чертежа

На фигуре приведен фронтальный вид болта, включающий: 1 - тело болта из композитного стеклопластикового материала, пропитанного связующими смолами, перемешанными с кварцевым порошком; 2 - головку болта; 3 - гладкую часть стержня; 4 - резьбовую часть стержня болта, исполненная намоточным жгутом со стеклопластиковой основой с добавлением кварцевого порошка.

Осуществление полезной модели

Основным сырьем для производства болта из стеклопластика является стеклоровинг. Кроме этого, для изготовления болта из композитного стеклопластика требуются: смолы; спирт этиловый; ацетон; дициандиамид; кварцевый порошок, полученный из кварцевой крошки путем перемалывания её в планетарной шаровой мельнице АГО-2С и просеивания фракции до 100 мкм. Технология производства болта из композитного материала заключается в следующем. Нити ровинга со специального устройства (шпулярника) поступают на механизм натяжения, в котором они располагаются в соответствующем порядке. Скомпонованные в нужном порядке нити проходят стадию сушки и предварительного подогрева горячим воздухом. Подогретый ровинг погружают в пропиточную ванну. Непрерывный, пруток пропускается через протягивающий механизм, на выходе из которого производится резка прутка согласно заданному размеру. После ванны материал протягивают через фильеру для получения тела болта 1 заданной площади поперечного сечения стержня и его длины с учетом формирования шестигранной головки 2 штампом из нагретой заготовки. Профилирующая фильера может быть выполнена, например, в виде разъемной стальной конструкции, состоящей из двух прямоугольников с отфрезерованной и обработанной канавкой полу фигуры по длине каждой части, которые при смыкании образуют поверхность в виде круга, соответствующей площади целевого устройства. Последующей операцией, намоточным жгутом со стеклопластиковой основой с добавлением кварцевого порошка, после гладкой части стержня 3 выполняют резьбовую часть стержня 4.

Подготовленный на обмоточнике болт проходит в туннельную печь, предназначенную для ускорения процесса полимеризации пропиточных смол. Горячий болт отправляется в охлаждающую ванну, где под проточной водой он полностью охлаждается. Охлажденные болты на токарном автомате проходят калибровку резьбы. После этого устройство готово. Основным параметром является нагрузка, которую может выдержать устройство путем повышения устойчивости резьбового соединения за счёт улучшения жесткости эпоксидных композитов стеклопластика, сочетающих стеклопластиковые волокна с кварцевым порошком.

Прочность кварца на одноосное сжатие в среднем составляет 280 МПа [5], это повышает поверхностную устойчивость устройства.

Заявляемый болт из композитного стеклопластикового материала повышает устойчивость резьбового и граниевого соединения при его эксплуатации, и исключает возможные их ослабления.

Источники информации:

1. Патент RU №2115035 МПК F16B 39/282 (1995.01) Опубликовано 10.07.1998.

2. Патент RU №2219391 МПК F16B 23/00 (2000.01), F16B 35/00 (2000.01) Опубликовано 20.12.2003 Бюл. №35.

3. Гибридное влияние базальтовых волокон и базальтового порошка на термомеханические свойства эпоксидных композитов. Композиты, часть B: Машиностроение, том 125, 2017, стр. 157-164.

4. Гаврилов М.А. Технология получения и химико-биологическая стойкость эпоксидных композитов на основе отходов производства. Дис. канд. техн. наук, с. 278 с. 128,133-134. http://dissovet.pguas.ru/files/212-184-01/Gavrilov/Dissertaciya_GavrilovMA.pdf.

5. Основы физики горных пород, геомеханики и управления состоянием массива. Порцевский А.К., Катков Г.А. Гриф УМО (№ 51-73 от 28.06.2004) Зарегистрирован в Федеральном агентстве по образованию (№ 5374 от 16.11.2005), 120 с. с. 21. https://yandex.ru/search/?text=%D1%84%D0%B8%D0%B7%D0%B8%D0%BA%D0%B0+%D0%B3%D0%BE%D1%80%D0%BD%D1%8B%D1%85+%D0%BF%D0%BE%D1%80%D0%BE%D0%B4+%D1%83%D1%87%D0%B5%D0%B1%D0%BD%D0%B8%D0%BA+%D0%B4%D0%BB%D1%8F+%D0%B2%D1%83%D0%B7%D0%BE%D0%B2&clid=2233626&search_source=dzen_desktop_safe&src=suggest_Pers&lr=212153.

Claims (1)

1. Болт из композитного стеклопластикового материала, содержащий шестигранную головку и стержень с гладкой и резьбовой частью, при этом корпус болта выполнен из композитного стеклопластикового материала, включающего стеклопластиковую основу в виде волокна, пропитанного связующими смолами, шестигранная головка сформирована штампом из нагретой заготовки, отличающийся тем, что стеклопластиковая основа в виде волокна, пропитанная связующими смолами, выполнена с добавлением кварцевого порошка, предварительно равномерно перемешанного в смоле, резьбовая часть после гладкой части стержня исполнена намоточным жгутом со стеклопластиковой основой с добавлением кварцевого порошка, с последующей калибровкой резьбы на токарном автомате после охлаждения болта.