Статья 12413

Название статьи

ИССЛЕДОВАНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК АРМИРОВАННЫХ РЕАКТОПЛАСТОВ ПРИ ИЗГОТОВЛЕНИИ ПОДШИПНИКОВ СКОЛЬЖЕНИЯ МЕТОДОМ ПОСЛОЙНОЙ НАМОТКИ

Авторы

Зиновьев Радий Сергеевич, кандидат технических наук, доцент, технический директор Группы научно-промышленных компаний «Полидор», (Россия, г. Челябинск, ул. Федорова, 1а), zinoviev@polidor.ru
Савицкий Владимир Яковлевич, доктор технических наук, профессор, кафедра № 11, Пензенский филиал Военной академии материально-технического обеспечения, (Россия, г. Пенза-5), W.savis@gmail.com
Мережко Юрий Александрович, кандидат технических наук, доцент, председатель Совета директоров Группы научно-промышленных компаний «Полидор»
(Россия, г. Челябинск, ул. Федорова, 1а), merezhko@inbox.ru
Ивановский Владимир Сергеевич, доктор технических наук, профессор, начальник Военной академии материально-технического обеспечения имени генерала армии А. В. Хрулева,
(Россия, г. Санкт-Петербург, набережная Макарова, 8), W.savis@gmail.com

Индекс УДК

 65.015.13+678.86

Аннотация

Актуальность и цели. Сочетание высоких прочностных и упругих характеристик полимерных композиционных материалов (ПКМ) с высокими триботехническими параметрами обусловливает изготовление из них высокоресурсных подшипников скольжения. В то же время для современного состояния серийного производства намоточных конструкций из ПКМ характерно изготовление значительной части изделий, содержащих недопустимые макродефекты. В этой связи актуальным представляется создание и внедрение бездефектной технологии изготовления подшипников скольжения, основанной на формировании определенного напряженно-деформированного состояния ПКМ, обеспечивающего сжимающие напряжения массива армированного реактопласта в трансверсальном направлении. Цель данной работы заключается в сравнительной экспериментальной оценке межслоевой прочности кольцевых образцов при трансверсальном растяжении и при межслоевом сдвиге, изготовленных методом послойной намотки.
Материалы и методы. Технико-экономическая эффективность исследуемого метода оценивалась на кольцевых образцах из стеклопластика шириной 32…35 мм, вырезанных из технологического припуска трубчатой заготовки серийно изготавливаемого подшипника скольжения внутренним диаметром 120 мм, наружным – 155 мм (m = 1,29). Трубчатая заготовка изготовлена на основе стеклоткани ТС-11-78 (толщина слоя 0,27 мм) и эпоксифенолоформальдегидного связующего ФФЭ-70. Намотка велась «сухим» способом на неподогреваемую оправку, препрег при намотке не подогревался. Каждый пакет отверждался по режиму 80° С/1 час + 120°С/3 часа. Окончательное отверждение велось по режиму 80/1 + 120/3 +  160/5 + 170/3. Охлаждение происходило вместе с термошкафом со скоростью 0,25°С/мин. Испытания проводились растяжением образцов с четырьмя надрезами вместо двух стандартных, что позволило определить прочность при межслойном сдвиге в двух взаимно перпендикулярных направлениях. Определение на одном образце двух характеристик повышает информативность исследований, достоверность результатов и дает возможность в два раза сократить количество необходимых образцов.
Результаты. Применение предлагаемого образца эффективно не только при испытаниях материала трубчатых заготовок, но и тогда, когда из-за конструктивных особенностей изделия невозможно вырезать образец для определения сдвиговой прочности в осевом направлении, например, в стыковочном шпангоуте межступенчатого отсека. Предложено рациональное число этапов послойного отверждения и таких режимов намотки, которые позволили бы уменьшить радиальные остаточные напряжения, добиться их более равномерного распределения по толщине и создавать трубчатую заготовку без остаточных радиальных напряжений. На основании проведенных исследований наряду с достоинствами метода послойного отверждения выявлены недостатки, заключающиеся в том, что многократное отверждение последовательно наматываемых пакетов удлиняет технологический процесс изготовления, причем каждый предшествующий пакет слоев подвергается многократной термообработке. Намотка очередного пакета на ранее отвержденный ухудшает условия формирования адгезионной связи на поверхностях контакта этих пакетов, протекания диффузионных процессов.
Выводы. Метод намотки с послойным отверждением позволяет эффективно влиять на поле остаточных напряжений в материале и добиться исключения дефектов в толстостенной трубчатой заготовке подшипника скольжения.

Ключевые слова

метод послойной намотки, режимы технологического процесса, новые виды образцов, эффективность предложенных лабораторных испытаний.

 

 Скачать статью в формате PDF

Список литературы

1. Тарнопольский, Ю. М. Компенсация температурных напряжений в изде-лиях из стеклопластика методом послойной намотки / Ю. М. Тарнопольский, Г. Г. Портнов, Ю. Б. Спридзанс // Механика полимеров. – 1972. – № 4. –С. 640–645.
2. Благонадежин, В. Л. Остаточные напряжения в кольцах из стеклопластика, полученных методом послойного отверждения / В. Л. Благонадежин, В. Г. Пере-возчиков // Механика полимеров. – 1972. – № 1. – С. 174–176.
3. Инденбаум, В. М. Расчет остаточных напряжений в намоточных изделиях, образованных методом послойного отверждения / В. М. Инденбаум, В. Г. Пере-возчиков // Механика полимеров. – 1972. – № 2. – С. 284–289.
4. Зиновьев, Р. С. Экспериментальная оценка остаточных напряжений в трубчатых заготовках подшипников скольжения / Р. С. Зиновьев, Ю. А. Мережко // Неоднородные конструкции : тр. XIX Рос. шк. и XXIX Уральского семинара. – Екатерин-бург: Изд-во Уральского отделения РАН, 1999.– С. 30–39.
5. Тарнопольский, Ю. М. Методы статических испытаний армированных пластиков/ Ю. М. Тарнопольский, Т. Я. Кинцис. – 3-е изд., перераб. и доп. – М. : Хи-мия, 1981. – 272 с.
6. Додин, Г. В. Применение композиционных материалов в разработках КБ имени академика В. П. Макеева / Г. В. Додин, В. Л. Клейман, И. М. Крымский // Балли-стические ракеты подводных лодок / под общ. ред. И. И. Величко. – Миасс : Гос. ракетный центр «КБ имени академика В. П. Макеева», 1994. – 279 с.
7. А. С. 238110 СССР. Захват для образца при определении прочности на меж¬слоевой сдвиг / Р. С. Зиновьев, В. М. Титов, В. Н. Шалыгин. Заявка № 3121796/25-28, 12.08.85; МКл G01N 3/04. 1985.
8. Зиновьев, Р. С. Методы оценки качества при изготовлении тонкостенных подкрепленных оболочек из ПКМ / Р. С. Зиновьев, В. Д. Клейменов, И. М. Крым-ский, О. Л. Петровский, З. С. Салихов, В. Н. Шалыгин // Обзор. Сер. VII. № 96. ЦНТИ «Поиск», 1989. – 73 с.
9. А. С. 254 084 СССР. Образец для испытания композиционного материала на прочность при сдвиге / Р. С. Зиновьев, В. М. Титов, В. А. Борисов. Заявка 3144561/23-05, 6.08.86; МКл G01N 1/28. 1986.

 

Дата создания: 02.06.2014 11:17
Дата обновления: 02.06.2014 11:17