Способ изготовления упругопористого нетканого проволочного материала "меретранс"

 

Способ относится к области металлов давлением, в частности, к изготовлению упругодемпфирующего пористого материала. Способ изготовления упругопористого нетканого проволочного материала из металлической проволоки заключается в получении изделий заданных формы, размеров и массы путем формирования заготовки в виде однородной упругопористой металлической основы из растянутых, уложенных и дозированных по массе отрезков проволочных спиралей и последующего холодного прессования полученной заготовки. Формирование заготовки производят из отрезков спиралей, которые изготавливают из зигованной проволоки, и соединяют их в спиральную прядь с одинаковым направлением навивки одной основной и N дополнительных спиралей с последовательным совмещением и сцеплением N раз их начальных витков и закручиванием каждой дополнительной спирали относительно продольной оси основной спирали до совмещения и сцепления их конечных витков. Данный способ позволяет улучшить технологичность формирования заготовки.

Изобретение относится к области обработки металлов давлением, в частности к изготовлению упругодемпфирующего пористого материала и изделий из него для виброзащиты динамически нагруженных объектов, которые могут быть использованы на железнодорожном и автомобильном транспорте, в строительно-дорожном оборудовании, подъемно-позиционирующих механизмах и других наземных транспортных системах и средствах.

Известен способ получения материала МР ("Металлорезина" или металлический аналог резины), представляющего собой однородную упругопористую массу, полученную холодным прессованием в оконечные по форме и размерам изделия из него из уложенной, растянутой и дозированной по массе металлической проволочной основы [1].

Известен способ изготовления пористых изделий из металла МР, который включает операцию внутреннего армирования заготовки усиливающими жгутами в виде набора спиралей для повышения упругофрикционных свойств изделий из материала МР [2].

Известен также способ изготовления материала МР из отрезков перекрещивающихся растянутых проволочных спиралей, уложенных в заготовку, с последующим ее холодным прессованием до получения требуемой формы и размеров изделий из нее [3].

Как в аналоге, включая многочисленные модификации материала МР [1 - часть 2, с. 87-99], так и в прототипе, формируемой проволочной основе заготовки присущи следующие недостатки: 1. Преобладание числа точечных контактных взаимодействий витков отрезков проволочных спиралей над числом линейных контактных взаимодействий указанных витков.

Это обуславливает ухудшение упугофрикционных характеристик, снижение несущей способности и ресурса работы изделий из материала МР.

2. Следствием первого недостатка является плохая сцепляемость витков отрезков проволочных спиралей в формируемой заготовке, поступающей на прессование для получения окончательного по форме и размерам изделия из материала МР.

Результатом этого, с одной стороны, является значительный технологический разброс упругофрикционных характеристик отпрессованных заготовок (даже одной партии изготовления), а, с другой стороны, нестабильность их эксплуатационных характеристик по мере выработки назначенного ресурса.

Технический результат, достигаемый в заявляемом изобретении, заключается в улучшении технологичности формирования заготовки.

Технический результат достигается тем, что в известный способ изготовления упругопористого нетканного проволочного материала и изделий из него путем формирования заготовки в виде однородной упругопористой металлической основы, из растянутых, уложенных и дозированных по массе отрезков проволочных спиралей и последующим холодным прессованием заготовки в изделие с окончательной формой и размерами введены дополнительные операции: 1. Формирование заготовки осуществляют из отрезков спиралей, которые изготавливают из предварительно зигованной проволоки.

2. Отрезки спиралей соединяют в спиральную прядь в виде имеющих одинаковое направление навивки одной основной и N дополнительных спиралей, образующих их дозированную массу, далее последовательным совмещением и сцеплением N раз их начальных витков и закручиванием каждой дополнительной спирали относительно продольной оси основной спирали до совмещения и сцепления их конечных витков.

Наличие в предлагаемом способе первого отличительного признака (зиговка проволоки перед навивкой отрезков спиралей, используемых при формировании заготовки) обеспечивает волнистую форму витков спирали по сравнению с гладкой (незигованной) формой витков при навивке спирали из гладкой проволоки. Это благоприятствует улучшению сцепляемости отрезков спиралей, из которых формируют заготовку. При этом существенно возрастает число точечных контактов между проволочками металлической основы после холодного прессования заготовки, что положительно сказывается на упругофрикционных свойствах материала и изделий из него. Хорошая сцепляемость элементов металлической основы заготовки существенно улучшает также и стабильность указанных свойств в течение более длительного времени (увеличение срока службы или гарантийного ресурса).

Хорошая взаимная сцепляемость спиралей из зигованной проволоки существенно облегчает процесс укладки спиралей в заготовку; повышает качество (структуру и товарный вид) как самой заготовки, так и полученного из нее изделия.

Наличие в предлагаемом способе второго отличительного признака (соединение спиралей в спиральную прядь одной основной и N дополнительных спиралей одинакового направления навивки, образующих дозированную массу, последовательным совмещением и сцеплением N раз их начальных витков и закручиванием каждой дополнительной спирали относительно продольной оси основной спирали до совмещения и сцепления их конечных витков) обеспечивает следующий положительный эффект: а. Резко (до 70%) возрастает площадь линейного контакта проволочек в металлической основе сформированной заготовки (в известных способах формирования заготовок упругопористого нетканого проволочного материала МР площадь такого линейного контакта не велика: не более 30-40%, так как привалирующим является точечный контакт проволочек металлической основы), что существенно увеличивает ресурс изделий.

Данный вывод совпадает с результатами работы [1 - часть 2, с. 23] применительно к виброизоляторам, изготовленным из материала МР.

б. Формирование заготовок из спиральных прядей помимо отмеченного увеличения числа линейных контактов обуславливает также и рост числа точечных контактов между проволочками металлической основы, а также равномерное распределение точечных контактов по всему объему изделия, что в итоге обеспечивает снижение удельных нагрузок в точечных контактах, а следовательно, более высокий ресурс отпрессованных изделий.

Совокупность положительного эффекта предлагаемого способа обуславливает эффективность его использования в устройствах с повышенной динамической нагруженностью и высокими требованиями к ресурсу, несущей способности и стабильности упругофрикционных свойств путем применения в них упругопористых нетканых проволочных материалов и изделий из них, в частности, в системах и устройствах вибро-, ударозащиты обслуживающего персонала и перевозимых грузов от динамических воздействий со стороны рельсового (дорожного) пути, подвижного состава и энергетической установки транспортного средства.

Решение авторов о названии объекта изобретения (материал "МЕРЕТРАНС") обусловлено наименованием темы НИОКР "Разработка упругопористого материала "МЕРЕТРАНС" для виброзащиты подвижного состава и транспортируемых грузов", выполняемой Самарской государственной академией путей сообщения в рамках программы МПС РФ в 2002 году.

Источники информации 1. Чегодаев Д. Е., Мулюкин О.П., Колтыгин В.Е. Конструирование рабочих органов машин и оборудования из упругопористого материала МР: Учеб, - справ. пособие в двух частях. ч. - 1 - НЦЦ "Авиатор": Самара, 1994, 156 с; ч. - 2 НПЦ "Авиатор": Самара, 1994-100 с. (с. 15-20).

2. SU 997931 A1, 23.02.1983.

3. SU 183174 A1, 17.06.1966.

Формула изобретения

Способ изготовления упругопористого нетканого проволочного материала из металлической проволоки, заключающийся в получении изделий заданных формы, размеров и массы путем формирования заготовки в виде однородной упругопористой металлической основы из растянутых, уложенных и дозированных по массе отрезков проволочных спиралей и последующего холодного прессования полученной заготовки, отличающийся тем, что формирование заготовки производят из отрезков спиралей, которые изготавливают из зигованной проволоки и соединяют их в спиральную прядь с одинаковым направлением навивки одной основной и N дополнительных спиралей с последовательным совмещением и сцеплением N раз их начальных витков и закручиванием каждой дополнительной спирали относительно продольной оси основной спирали до совмещения и сцепления их конечных витков.