RU223001U1 - Fiberglass composite washer - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к устройствам для соединения конструкций из композитного материала и может использоваться при сборке крепежных соединений. Шайба из композитного стеклопластикового материала, включающего стеклопластиковую основу в виде волокна, пропитанную связующими смолами, путем порезки цилиндрической заготовки на мерные отрезки и деформирование их горячей объемной штамповкой с отверстием для крепления, причем стеклопластиковая основа в виде волокна, пропитанная связующими смолами, выполнена с добавлением кварцевого порошка, предварительно равномерно перемешанного в смоле. Техническим результатом является повышение устойчивости крепежного соединения за счёт улучшения жесткости эпоксидных композитов путем сочетания стеклопластиковых волокон с кварцевым порошком. 1ил. The utility model relates to devices for connecting structures made of composite material and can be used in assembling fastening joints. A washer made of a composite fiberglass material, including a fiberglass base in the form of a fiber, impregnated with binding resins, by cutting a cylindrical blank into measured sections and deforming them by hot stamping with a hole for fastening, and the fiberglass base in the form of a fiber, impregnated with binding resins, is made with the addition of quartz powder, pre-evenly mixed in resin. The technical result is to increase the stability of the fastening joint by improving the rigidity of epoxy composites by combining fiberglass fibers with quartz powder. 1ill.

Description

Область техникиTechnical field

Полезная модель относится к устройствам для соединения конструкций из композитного материала и может использоваться при сборке крепежных соединений.The utility model relates to devices for connecting structures made of composite material and can be used in assembling fastening joints.

Уровень техникиState of the art

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.A polymer washer is known (patent RU 151272, IPC F16B 43/00. Published: March 27, 2015 Bulletin No. 9), which includes a circular cross-section, an outer convex spherical surface, an inner concave surface and a central cylindrical hole for a fastening element, with In this case, on the side of the outer surface of the washer there is a recess to accommodate the head of the fastening element, combined with the central cylindrical hole, and the inner concave surface of the washer forms an annular protrusion external to the circumference of the cross section of the washer and at least one internal annular protrusion, and in the axial section of the washer the border of the inner protrusion is recessed relative to the border of the outer protrusion, made of transparent polymer material or made of polycarbonate.

Недостатками известной шайбы является низкая устойчивость крепежного соединения.The disadvantages of the known washer are the low stability of the fastening connection.

Известно наиболее близкое устройство - шайба из композитного базальтового материала (патент RU 219192 МПК F16B 43/00 F16B 43/00. Опубликовано: 04.07.2023 Бюл. № 19), включающего 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 перемешанного в смоле.The closest device is known - a washer made of composite basalt material (patent RU 219192 MPK F16B 43/00 F16B 43/00. Published: 07/04/2023 Bulletin No. 19), including a basalt base in the form of fiber impregnated with binding resins, by cutting a cylindrical blank into measured sections and deforming them by hot die stamping with a hole for fastening, wherein the basalt base in the form of a fiber, impregnated with binding resins, is made with the addition of basalt powder, pre-mixed in the resin.

Недостатками наиболее близкого устройства шайбы является низкая устойчивость крепежного соединения.The disadvantages of the closest washer device are the low stability of the fastening connection.

Раскрытие полезной моделиDisclosure of utility model

Техническим результатом является повышение устойчивости крепежного соединения за счёт улучшения жесткости эпоксидных гибридных композитов.The technical result is to increase the stability of the fastening joint by improving the rigidity of epoxy hybrid composites.

Настоящий технический результат достигается в устройстве шайба из композитного стеклопластикового материала, включающем стеклопластиковую основу в виде волокна, пропитанную связующими смолами, путем порезки цилиндрической заготовки на мерные отрезки и деформирование их горячей объемной штамповкой с отверстием для крепления, причем стеклопластиковая основа в виде волокна, пропитанная связующими смолами, выполнена с добавлением кварцевого порошка, предварительно равномерно перемешанного в смоле.This technical result is achieved in a washer device made of composite fiberglass material, including a fiberglass base in the form of fibers, impregnated with binding resins, by cutting a cylindrical workpiece into measured sections and deforming them by hot stamping with a hole for fastening, and the fiberglass base in the form of fibers, impregnated with binders resins, made with the addition of quartz powder, pre-evenly mixed in the resin.

Отличительными признаками являются:Distinctive features are:

- стеклопластиковая основа в виде волокна, пропитанная связующими смолами, выполнена с добавлением кварцевого порошка, использование такого материала повышает устойчивость устройства за счёт улучшения жесткости эпоксидных композитов путем сочетания стеклопластиковых волокон с кварцевым порошком [3];- fiberglass base in the form of fibers, impregnated with binding resins, made with the addition of quartz powder, the use of such material increases the stability of the device by improving the rigidity of epoxy composites by combining fiberglass fibers with quartz powder [3];

- предварительное равномерное перемешивание кварцевого порошка в связующей смоле, позволяет увеличить устойчивость крепежного соединения за счет жесткости гибридных эпоксидных композитов [4].- preliminary uniform mixing of quartz powder in the binder resin allows increasing the stability of the fastening joint due to the rigidity of hybrid epoxy composites [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».A comparison of the proposed solution with an analogue and a prototype did not allow us to identify in them the features that distinguish the proposed solution, which allows us to conclude that it meets the “novelty” criterion.

Краткое описание фигурыBrief description of the figure

На фиг. приведен изометрический вид устройства шайбы из композитного стеклопластикового материала, включающий: 1 - тело шайбы, выполненное из стеклопластикового материала, пропитанного связующими смолами, перемешанными с кварцевым порошком; 2 - внешняя боковая поверхность цилиндра шайбы; 3 - отверстие.In fig. An isometric view of a washer made of composite fiberglass material is shown, including: 1 - a washer body made of fiberglass material impregnated with binder resins mixed with quartz powder; 2 - outer side surface of the washer cylinder; 3 - hole.

Осуществление полезной моделиImplementation of a utility model

Основным сырьем для производства шайбы из стеклопластика является стеклоровинг. Кроме того, для изготовления шайбы из композита требуется: 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 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 ванну со смолой, предварительно равномерно перемешанной с кварцевым порошком в миксере. 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 3 в заготовке шайбы.The main raw material for the production of fiberglass washer is glass roving. In addition, to make a washer from a composite, you need: resin; ethanol; acetone; dicyandiamide; quartz powder obtained from quartz chips by grinding them in an AGO-2S planetary ball mill and sifting the fraction to 100 microns. The technology for producing a composite blank for a washer is as follows. The roving threads from a special creel device enter the tension mechanism, in which they are arranged in the appropriate order. The threads arranged in the required order go through the stage of drying and preheating with hot air. The heated roving is immersed in an impregnation bath with resin, pre-evenly mixed with quartz powder in a mixer. From the bath, the material is pulled through dies to obtain a given area and cross-sectional shape of the washer blank. The profiling die can be made, for example, in the form of a detachable steel structure consisting of two rectangles with a milled and grooved half-figure along the length of each part, which, when closed, form an outer surface in the form of a rectangle and an inner cylinder corresponding to the area of the target device, equal to area of a given workpiece for the washer. When producing composite washers, a three-position automatic press is used. Hot stamping of the washer blank is carried out in three positions of technological transitions. At the first stamping position, the workpiece is calibrated and the formation of a hole in the washer workpiece begins. Starting from the second stamping position, the body of the washer 1 is formed on the outer side surface of the cylinder 2 and the formation of hole 3 continues. At the third stamping position, the formation of hole 3 in the washer blank is completed.

Прочность кварца на одноосное сжатие в среднем составляет 280 МПа [5], это повышает поверхностную устойчивость устройства.The uniaxial compressive strength of quartz is on average 280 MPa [5], which increases the surface stability of the device.

После этого устройство готово, осталось провести его испытания. Основным параметром является нагрузка, которую может выдержать устройство путем повышения устойчивости крепежного соединения за счет жесткости гибридных эпоксидных композитов сочетанием кварцевого порошка в связующей смоле.After this, the device is ready, all that remains is to test it. The main parameter is the load that the device can withstand by increasing the stability of the fastening joint due to the rigidity of hybrid epoxy composites by combining quartz powder in a binder resin.

Источники информацииInformation sources

1. Патент RU 151272, МПК F16B 43/00. Опубликовано: 27.03.2015 Бюл. № 9;1. Patent RU 151272, IPC F16B 43/00. Published: March 27, 2015 Bulletin. No. 9;

2. Патент RU 219192 МПК F16B 43/00. Опубликовано: 04.07.2023 Бюл. № 19;2. Patent RU 219192 IPC F16B 43/00. Published: 07/04/2023 Bulletin. No. 19;

3. Гибридное влияние базальтовых волокон и базальтового порошка на термомеханические свойства эпоксидных композитов. Композиты, часть B: Машиностроение, том 125, 2017, стр. 157-164;3. Hybrid effect of basalt fibers and basalt powder on the thermomechanical properties of epoxy composites. Composites Part B: Mechanical Engineering, Vol. 125, 2017, pp. 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;4. Gavrilov M.A. Production technology and chemical and biological resistance of epoxy composites based on industrial waste. dis. Ph.D. tech. Sciences, p. 278 p. 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=212153.5. Fundamentals of rock physics, geomechanics and rock mass control. Portsevsky A.K., Katkov G.A. UMO stamp (No. 51-73 dated June 28, 2004) Registered with the Federal Agency for Education (No. 5374 dated November 16, 2005), 120 p. With. 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)

Шайба из композитного стеклопластикового материала, включающего стеклопластиковую основу в виде волокна, пропитанную связующими смолами, путем порезки цилиндрической заготовки на мерные отрезки и деформирование их горячей объемной штамповкой с отверстием для крепления, отличающаяся тем, что стеклопластиковая основа в виде волокна, пропитанная связующими смолами, выполнена с добавлением кварцевого порошка, предварительно равномерно перемешанного в смоле.A washer made of a composite fiberglass material, including a fiberglass base in the form of a fiber, impregnated with binding resins, by cutting a cylindrical blank into measured sections and deforming them by hot stamping with a hole for fastening, characterized in that the fiberglass base in the form of a fiber, impregnated with binding resins, is made with the addition of quartz powder, previously evenly mixed in the resin.