Рычаг из композиционного материала

 

Изобретение относится к машиностроению, в частности к рычагу из композиционного материала и может быть использовано во всех отраслях народного хозяйства. Цель изобретения - уменьшение массы рычага и повышение его несущей способности при действии боковых нагрузок. Рычаг состоит из головки 1 с подшипником 2, тела 3 рычага, ступицы 4 и охватывающей рычаг ленты 5. Тело 3 рычага содержит центральную пластину 6 и две тонкостенные детали (Д) 7, расположенные по обе ее стороны. Д 7 снабжены выпуклостями 8, которые образуют ручьи (Р) 9. В Р 9 размещен волокнами вдоль Р 9 композиционный материал. Полости 10, образованные выпуклостями 8 Д 7 и пластиной 6, заполнены жестким наполнителем. 5 з.п. ф-лы, 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1

ÄÄSUÄÄ 158723 щ)5 F 16 С 7/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСМОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (2 1) 4449230/3 1-27 (22) 24 .05.88 (46) 23.08.90. Бюл. Р 31 (71) Всесоюзный заочный институт текстильной и легкой промышленности (72) И.П.Сухарев (53) 621 ° 828.3(088,8) (56) Патент ФРГ М 3416011, кл. Р 16 С 7/02, 1985. (54) РЬ?ЧАГ ИЗ КОМ??ОЗИЦИОННОГО МАТЕРИАЛА (57) Изобретение относится к машиностроению, в частности к рычагу из композиционного материала, и может быть использовано во всех отраслях народного хозяйства. Цель изобрете2 ния — уменьшение массы рычага и повышение его несущей способности при действии боковых нагрузок. Рычаг состоит из головки 1 с подшипником 2, тела 3 рычага, ступицы 4 и охватывающ!ей рычаг ленты 5. Тело 3 рычага содержит центральную пластину 6 и две тонкостенные детали (Д) 7, расположенные по обе ее стороны. Д 7 снабжены выпуклостями 8, которые образуют ручьи (Р) 9. В Р 9 размещен волокнами вдоль P 9 композиционный материал. Полости 1(?, образованные .выпуклостями 8 Д 7 и пластиной 6, заполнены жестким наполнителем.

5 з.п.ф-лы, 4 ил.

1587239

Изобретение относится к машиност роению и может быть использовано во всех отраслях народного хозяйства. .Цель изобретения — уменьшение мас5 сьев рычага и повышение его несу|цей способности при действии боковых нагрузок.

На фиг. 1 показан рычаг, общий вид; на фиг. 2 — сечение А-А на 1Î фиг. 1 ° на фиг. 3 — -сечение E-E на о р фиг. 1.; на фиг. 4 — разрез В-В на ф г. 1 (при соединении ступицы рычаг с валом).

Рычаг состоит из головки 1 с под- 15 пником 2, тела 3 рычага, ступицы

4 и охватывающей рычаг ленты 5. Тело

3 рычага состоит иэ центральной пласт ны 6 и двух тонкостенных деталей 7, расположенных по обе ее стороны. Детали 7 соединены с пластиной 6. Тон° ° остенные детали 7 снабжены выпуклосями 8, которые образуют ручьи 9. последних размещен композиционный атериал, волокна которого располоены вдоль ручьев 9, и соединен ад,езионно или когеэионно с их поверхностью, Для повышения поперечной !

Жесткости полости 10, образованные выпуклостями 8 деталей 7 и пластиной

6, заполнены жестким наполнителем, Например пенопластом.

Тонкостенные детали 7 при изготовг ении их из металла получают штамт овкой из листа или способом сверх6ластичного формования. При выполнении из композиционного материала их изготавливают выклейкой по шаблону, Йрессованием со склейкой.

Подшипник 2 жестко соединяется с центральной пластиной 6 известным способом, например сваркой или склейкой, и обжимается отбортовкой тонкостенных деталей 7. Ступица 4 собирается из двух половин, которые соединяют, например, болтами 11 между собой, Ступица 4 может быть одновременно соединена также и с тонкостенными деталями

7. На фиг. 4 показан вариант соединения ступицы с фланцем вала, 56

Композиционный материал укладывается в направлении ручьев 9 по главной его оси аниэотропии и соединяется, например, адгеэионно с поверхностью ручьев 9, Тип композиционного материапа выбирается в зависи55 мости от требуемых условий (температуры, при которой работает рычаг, вакуума, агрессивной среды и т.д.), но во всех случаях он должен быть высокопрочным при растяжении и сжатии.

В качестве композиционного материала могут применяться углепластики, органопластики, боронластики, стеклопластики и др. По внешнему контуру рычага приматывается с натягом и отверждается лента 5. Заполнение полостей 10 осуществляется вспенивающимся материалом, вносимым либо перед сoeдинением тонкостенных деталей 7 к пластине 6, либо через технологические отверстия, выполненные в детали 7 °

Выпуклости в виде замкнутых оболочек, выполненные в направлении наибольших напряжений снятия и сдвига от перерезывающей силы (боковой силы

Р), воспринимают сдвиг и передают его на центральную пластину, снижая тем самым напряжения сжатия в материале, находящегося в ручьях. Это приводит к повышению прочности и устойчивости конструкции в зоне сжатия и наибольшего сдвига.

Имея малую массу, предлагаемый рычаг обладает высокой несущей способностью, особенно при действии боковых нагруэок„, Формул а изобретения

1 „Рычаг иэ композиционного.материала, содержащий головку с подшипником, тело рычага, ступицу и охватывающую боковые поверхности рычага ленту, отличающийся тем, что, с целью уменьшения массы и повышения несущей способности при действии боковых нагрузок, тело рычага выполнено в виде составной конструкции, состоящей из центральной пластины и двух соединенных,с ней тонкостенных деталей с выпуклостямй, образующих с внешней стороны тонкостенной детали ручьи, а со стороны центральной пластины — полости, в ручьях размещен соединительный с поверхностью последних композиционный материал с расположением его волокон вдоль ручьев.

2, Рычаг по и. 1, отличаю— шийся тем, что, с целью повышения поперечной жесткости, в полостях размещен жесткий наполнитель, например пенопласт, который соединен с поверхностью полостей.

3. Рычаг по п. 1, о т л и ч а ю— шийся тем, что ближайшие к под1587239

Иипнику выпуклости расположены иод углом 30-45 к продольной оси рычага. о

4. Рычаг поп. 1, о тли ч аюшийся тем, что боковые поверхнос5 ти рычага, сопрягаемые с его головкой, расположены под углом 30-45 о

5. Рычаг по п. 1, о тл шийся тем, что ступица в виде цилиндра с лысками.

6. Рычаг по п. 1, о т л шийся тем, что ступица в виде призмы. и ч а ювыполнена ичаюl выполнена