RU225543U1 - Шайба из композитного углеродного материала - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к устройствам для соединения конструкций из композитного материала и может использоваться при сборке крепежных соединений. Шайба из композитного углеродного материала, включающая углеродную основу в виде волокна, пропитанного связующими смолами, путем порезки цилиндрической заготовки на мерные отрезки и деформирование их горячей объемной штамповкой с отверстием для крепления, причем углеродная основа в виде волокна, пропитанная связующими смолами, выполнена с добавлением алмазного порошка, предварительно равномерно перемешанного в смоле. Техническим результатом является повышение устойчивости крепежного соединения за счет улучшения жесткости эпоксидных композитов путем сочетания углеродных волокон с алмазным порошком. 1 ил.

Description

Полезная модель относится к устройствам для соединения конструкций из композитного материала и может использоваться при сборке крепежных соединений.

Известна полимерная шайба (патент RU 151272, МПК F16B 43/00. Опубликовано: 27.03.2015 Бюл. №9), включающая в себя поперечное сечение круглой формы, наружную выпуклую сферическую поверхность, внутреннюю вогнутую поверхность и центральное цилиндрическое отверстие для крепежного элемента, при этом со стороны внешней поверхности шайбы выполнена выточка для размещения головки крепежного элемента, совмещенная с центральным цилиндрическим отверстием, а внутренняя вогнутая поверхность шайбы образует внешний по отношению к окружности поперечного сечения шайбы кольцевой выступ и по меньшей мере один внутренний кольцевой выступ, причем в осевом сечении шайбы граница внутреннего выступа заглублена относительно границы внешнего выступа, выполненная из прозрачного полимерного материала или выполненная из поликарбоната.

Недостатками данной шайбы является низкая устойчивость крепежного соединения.

Наиболее близкой по технической сущности достигаемого результата является шайба из композитного базальтового материала (патент RU 219192, МПК F16B 43/00. Опубликовано: 04.07.2023 Бюл. №19), включающая базальтовую основу в виде волокна, пропитанного связующими смолами, путем порезки цилиндрической заготовки на мерные отрезки и деформирование их горячей объемной штамповкой с отверстием для крепления, причем базальтовая основа в виде волокна, пропитанная связующими смолами, выполнена с добавлением базальтового порошка, предварительно равномерно перемешанного в смоле.

Недостатками данной шайбы является низкая устойчивость крепежного соединения.

Раскрытие полезной модели

Техническим результатом полезной модели является повышение устойчивости крепежного соединения за счет улучшения жесткости эпоксидных композитов путем сочетания углеродных волокон с алмазным порошком.

Настоящий технический результат достигается в устройстве шайба из композитного углеродного материала, включающего углеродную основу в виде волокна, пропитанного связующими смолами, путем порезки цилиндрической заготовки на мерные отрезки и деформирование их горячей объемной штамповкой с отверстием для крепления, причем углеродная основа в виде волокна, пропитанная связующими смолами, выполнена с добавлением алмазного порошка, предварительно равномерно перемешанного в смоле.

Отличительными признаками являются:

- углеродная основа в виде волокна, пропитанная связующими смолами, выполнена с добавлением алмазного порошка, это повышает устойчивость крепежного соединения за счет жесткости эпоксидных композитов;

- предварительное равномерное перемешивание с алмазным порошком, позволяет увеличить устойчивость крепежного соединения за счет жесткости гибридных эпоксидных композитов [3, 4].

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

Краткое описание чертежа

На фиг. приведен изометрический вид устройства шайбы из композитного углеродного материала, включающий: 1 - тело шайбы; 2 - внешняя боковая поверхность цилиндра; 3 - отверстие.

Осуществление полезной модели

Основным сырьем для производства шайбы из композита является углепластикровинг. Кроме углепластикровинга, для изготовления шайбы из композита требуется: смолы; спирт этиловый; ацетон; дициандиамид; алмазный порошок, полученный из алмазной крошки путем перемалывания ее в планетарной шаровой мельнице АГО-2С и просеивания фракции до 80 мкм. Технология производства композитной заготовки для шайбы 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 ванную со смолой, предварительно перемешанной с алмазным порошком. Из ванны материал протягивается через фильеры для получения заданной площади и формы в сечении заготовки для шайбы. 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 внешнюю поверхность в виде прямоугольника и внутреннюю цилиндра, соответствующей площади целевого устройства, приравненной к площади заданной заготовки для шайбы. При производстве шайбы из композита используют трехпозиционный автоматический пресс. Горячую штамповку заготовки шайбы ведут в три позиции технологических переходов. На первой штамповочной позиции производят калибровку заготовки и начинают формирование отверстия в заготовке шайбы. Начиная со второй штамповочной позиции идет формирование тела шайбы 1 внешней боковой поверхности цилиндра 2 и продолжается формирование отверстия 3. На третьей штамповочной позиции завершается формирование отверстия в заготовке шайбы.

Прочность алмаза на одноосное сжатие в среднем составляет 1961 МПа [5], это повышает поверхностную устойчивость устройства.

После этого устройство готово, осталось провести его испытания. Основным параметром является нагрузка, которую может выдержать устройство путем повышения устойчивости крепежного соединения за счет улучшения жесткости эпоксидных композитов сочетанием углеродных волокон с алмазным порошком.

Источники информации

1. Патент RU 151272, МПК F16B 43/00, Опубликовано: 27.03.2015 Бюл. №9;

2. Патент RU 219192, МПК F16B 43/00. Опубликовано: 04.07.2023 Бюл. №19;

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. Шайба из композитного углеродного материала, включающего углеродную основу в виде волокна, пропитанного связующими смолами, путем порезки цилиндрической заготовки на мерные отрезки и деформирование их горячей объемной штамповкой с отверстием для крепления, отличающаяся тем, что углеродная основа в виде волокна, пропитанная связующими смолами, выполнена с добавлением алмазного порошка, предварительно перемешанного в смоле.