[2]Полезная модель относится к области механической инженерии, в частности к соединительным элементам, представляя соединительную втулку шлицевой муфты, выполненной из композиционного базальтового материала.
[4]Известно устройство - муфта шлицевая (патент RU 2232313 МПК F16D 1/08. Опубл. 10.07.2004 Бюл. 19), описывает шлицевое соединение валов, состоящее из обоймы и втулки, причем оно выполнено с зазорами по наружному и внутреннему диаметрам и центрирующими кольцами, опирающимися на сферические проточки валов.
[5]Недостатками известного устройства является низкая устойчивость крепежного соединения.
[6]Известно устройство - композитная виброизолирующая соединительная муфта (патент RU 2530915 МПК F16D 3/04. Опубл. 20.10.2014 Бюл. №29), описывается виброизолирующая соединительная муфта за счет снижения резонансных амплитуд крутильных колебаний, сохраняется прочность и деформативности. Это достигается тем, что в состав конструкции композитной виброизолирующей соединительной муфты, имеющей мембраны, соединенные промежуточным валом, по изобретению введен слой жесткого вибропоглощающего полимерного материала, расположенного на наружной поверхности промежуточного вала.
[7]Недостатками наиболее близкого устройства является низкая устойчивость крепежного соединения.
[8]Раскрытие полезной модели.
[9]Техническим результатом полезной модели является повышение устойчивости шлицевого соединения втулки за счёт улучшения жесткости эпоксидных композитов.
[10]Настоящий технический результат достигается в устройстве втулка шлицевой муфты из композитного базальтового материала, включающем корпус втулки, малый диаметр шлицевого соединения и большой диаметр шлицевого соединения, отверстие для штифта, при этом втулка выполнена из композитного материала, включающего базальтовую основу в виде волокна, пропитанную связующей смолой, которая представляет собой эпоксидную смолу, причем базальтовая основа втулки выполнена в виде волокна, пропитанного связующей смолой, с добавлением базальтового порошка, предварительно равномерно перемешанного в смоле.
[11]Отличительными признаками являются - базальтовая основа втулки выполнена в виде волокна, пропитанного связующей смолой, с добавлением базальтового порошка, предварительно равномерно перемешанного в смоле, это повышает устойчивость шлицевого соединения втулки за счёт улучшения жесткости эпоксидных композитов [3-4].
[12]Таким образом, новая конструкция шлицевой соединительной муфты из композитного базальтового материала не только увеличивает общую надежность и долговечность изделия, но и устраняет возможные точки разрушения, которые могли бы возникнуть при использовании традиционных материалов, обеспечивая тем самым стабильную и долговечную работу в сложных условиях эксплуатации.
[13]Сравнение заявляемого решения с аналогами и прототипом не позволило выявить в них признаки, отличающие заявляемое решение, это позволяет сделать вывод о соответствии критерию «новизна».
[14]Краткое описание фигур
[15]На фиг. 1 приведен диметрический вид втулки шлицевой муфты из композитного базальтового материала, пропитанной связующей смолой с добавлением базальтового порошка в волокна, включающий: 1 - корпус втулки; 2 - внешний диаметр втулки; 3 - отверстие соединительного элемента.
[16]На фиг. 2 приведен разрез А-А по шлицевому соединению с фиг. 1, включающий: 4 - малый диаметр шлицевого соединения; 5 - большой диаметр шлицевого соединения; 6 - нити базальтового ровинга, сформированные нужном порядке; 7 - базальтовый порошок; 8 - нити базальтового ровинга деформированные.
[17]Осуществление полезной модели
[18]Основным сырьем для производства втулки шлицевой муфты из композитного базальтового материала является базальторовинг. Кроме этого, для изготовления втулки шлицевой соединительной из композита требуется: смолы; базальторовинг, спирт этиловый; ацетон; дициандиамид; базальтовый порошок, полученный из базальтовой крошки путем перемалывания её в планетарной шаровой мельнице АГО-2С и просеивания фракции до 91 мкм.
[19]Технология производства шлицевой муфты из базальта заключается в следующем. Нити базальтового ровинга, поступающие со шпулярника, подаются на механизм натяжения. Этот механизм обеспечивает равномерное натяжение нитей и их правильное расположение в соответствии с заданной конфигурацией для формирования будущего изделия. После натяжения ровинг проходит стадию сушки и предварительного подогрева горячим воздухом. Это необходимо для удаления влаги из нитей и повышения адгезии смолы. Температура и время подогрева выбираются в зависимости от характеристик ровинга и типа используемой смолы. Подогретый ровинг пропитывается смолой, предварительно равномерно перемешанной с базальтовым порошком 7 в миксере. Пропитка осуществляется в пропиточной ванне, обеспечивающей равномерное распределение смолы по всей поверхности ровинга. Пропитанные нити 6 ровинга пропускаются через протяжный механизм, который обеспечивает непрерывность процесса и заданную скорость протяжки. На выходе из протяжного механизма композитный пруток проходит через профилирующую фильеру, в виде матрицы с отверстием, которая формирует окончательную форму цилиндрической втулки для выполнения шлицов. Профилирующая фильера может быть выполнена, например, в виде разъемной стальной конструкции, состоящей из двух прямоугольников с отфрезерованной и обработанной канавкой полуфигуры по длине каждой части, которые при смыкании образуют внешнюю поверхность в виде прямоугольника и внутреннюю поверхности цилиндра, соответствующей площади целевого устройства, приравненной к площади заданной заготовки для втулки. При производстве втулки из композитного базальтопластика используют трехпозиционный автоматический пресс. Горячую штамповку заготовки втулки ведут в три позиции технологических переходов. На первой штамповочной позиции производят калибровку заготовки и начинают формирование отверстия и шлицы в заготовке втулки под дальнейшую калибровку. Начиная со второй штамповочной позиции, идет формирование корпуса 1 втулки с внешним диаметром 2, отверстия 3 соединительного элемента. На третьей штамповочной позиции завершается формирование отверстия 3 соединительного элемента в заготовке втулки, и завершается калибровка шлицов, обеспечивая выполнение малого диаметра 4 и большого диаметра 5 шлицевого соединения. При этом нити 6 базальтового ровинга, базальтовый порошок 7 и деформированные 8 нити базальтового ровинга формируют устойчивость шлицевых соединительных элементов втулки за счёт улучшения жесткости эпоксидных композитов.
[20]После этого устройство готово, осталось провести его испытания. Основным параметром является нагрузка, которую может выдержать устройство путем повышения прочности и износостойкости за счет улучшения композитного базальтового материала с сочетанием базальтовых волокон с базальтовым порошком.
[21]Прочность базальта на одноосное сжатие в среднем составляет 160 МПа [5], это повышает поверхностную устойчивость устройства.
[22]Заявляемая втулка из композитного базальтопластикового материала повышает устойчивость шлицевых граней соединения при её эксплуатации и исключает возможное их ослабление.
[23]Источники информации:
[24]1. Патент RU 2232313 МПК F16D 1/08. Опубл. 10.07.2004 Бюл. 19.
[25]2. Патент RU 2530915 МПК F16D 3/04. Опубл. 20.10.2014 Бюл. №29.
[26]3. Гибридное влияние базальтовых волокон и базальтового порошка на термомеханические свойства эпоксидных композитов. Композиты, часть B: Машиностроение, том 125, 2017, стр. 157-164.
[27]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.
[28]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://yan dex.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.
