Устройство вулканизации тормозных накладок



Устройство вулканизации тормозных накладок
Устройство вулканизации тормозных накладок
Устройство вулканизации тормозных накладок
Устройство вулканизации тормозных накладок

 


Владельцы патента RU 2424114:

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова" (АлтГТУ) (RU)

Изобретение относится к области оборудования химической промышленности и машиностроения, в частности к аппаратам термического прессования резинотехнических изделий. Техническим результатом заявленного устройства является обеспечение равномерного СВЧ-нагрева, формования и прессования композиции без использования дополнительной СВЧ-камеры с минимизацией отраженного микроволнового электромагнитного излучения от полости пресс-формы к генератору и возможности использования устройства для равноценного нагрева композиции в группе одинаковых пресс-форм. Технический результат достигается устройством для вулканизации тормозных накладок, которое содержит пресс-форму, волновод, радиопрозрачное окно связи и магнетрон. При этом электропроводящая пресс-форма располагается перпендикулярно осевой линии прямоугольного волновода и имеет электрический контакт с волноводом по периметру окна связи. Окно связи расположено на узкой стенке прямоугольного волновода, напротив максимума действительной части электрической составляющей электромагнитной волны в волноводе. Окно имеет значение коэффициента относительной диэлектрической проницаемости, равное или близкое значению относительной диэлектрической проницаемости нагреваемой композиции, при котором поперечные размеры прямоугольного волновода, образованные окном связи, равны или больше критических для частоты используемого СВЧ электромагнитного излучения. 1 з.п. ф-лы, 4 ил., 2 табл.

 

Изобретение относится к области оборудования для химической промышленности и машиностроения, в частности к аппаратам термического прессования резинотехнических изделий, и предназначено для осуществления, преимущественно, вспомогательного нагрева изделий из каучуковых композиций или реактопластов в процессе вулканизации или термического прессования.

Техническое решение может быть использовано в процессе вулканизации или термического прессования изделий из каучуковых композиций или реактопластов, например, в процессе вулканизации фрикционных тормозных накладок легковых автомобилей.

Известные устройства и способы вулканизации композиций в процессе высокотемпературного прессования и формования, основанные на использовании принципов теплопередачи, конвекции, индукции, диэлектрического и волнового нагрева, обладают рядом недостатков.

Основными недостатками способов, основанных на принципах теплопередачи и конвекции, является высокая неравномерность нагрева объекта по объему при малом значении коэффициента теплопроводности композиции, что имеет место быть в традиционном процессе термического прессования фрикционной композиции.

Рассмотренные выше недостатки отсутствуют при использовании способов нагрева, основанных на принципах индукции, диэлектрических потерь и волнового нагрева, но способам, основанным на принципах сверхвысокочастотного (СВЧ) волнового нагрева, присущи следующие недостатки: помещение пресс-формы в камеру СВЧ-обработки, необходимость применения для нагрева объекта форм, частично или полностью пропускающих используемое электрическое, магнитное или электромагнитное излучения; необходимость создания таких условий поглощения объектом нагрева подводимой СВЧ-энергии, при котором минимизируется или полностью устраняется отраженная обратно к генератору СВЧ-энергия, так как это является отрицательным явлением [1].

Значительное отражение СВЧ-энергии обратно к генератору, как правило, возникает при нагреве объектов с малыми геометрическим размерами, соизмеримыми с длиной волны используемого электромагнитного излучения, из материала с малым значением тангенса угла диэлектрических потерь, когда объектом нагрева поглощается только малая доля подводимой СВЧ-энергии.

Указанные недостатки частично устранены в устройстве, основанном на принципах теплопередачи и волнового нагрева [2]. Устройство предназначено для вулканизации, термического прессования и формования листовых изделий различной толщины. Устройство содержит прессующую часть, верхнюю и нижнюю пресс-формы, источники СВЧ-энергии, встроенные в верхнюю и/или нижнюю часть пресс-формы, радиопрозрачные окна. Микроволновое излучение действует на композицию через радиопрозрачные окна для нагрева композиции через ее диэлектрические потери. Рабочая полость пресса является одновременно камерой СВЧ-обработки. Устройство позволяет обеспечить СВЧ-нагрев композиции одновременно с прессованием и формованием.

К существенному недостатку данного устройства относится невозможность равномерного СВЧ-нагрева отдельного объекта с малыми геометрическими размерами из композиции с низким значением коэффициента теплопроводности и малым значением тангенса угла диэлектрических потерь по причине значительных отражений подводимого микроволнового электромагнитного излучения от плоскостей, образованных элементами конструкции и гранями изделия, что приводит к снижению коэффициента полезного действия и изменению распределения максимумов СВЧ электромагнитного поля в рабочем объеме пресса и, как следствие, невозможности обеспечения равномерности нагрева объекта по всему объему.

Известно устройство [3, прототип], использующее принципы теплопередачи и волнового нагрева, содержащее: пресс-форму, включающую внутреннюю штамповочную полость, определяемую окружающими стенками и дном; подвижный гидравлический цилиндр, предназначенный для прессования и формования внутри штамповочной полости; радиопрозрачное окно с малыми диэлектрическими потерями, изготовленное из керамического материала или материалов на основе оксидов алюминия, расположенное на боковой стенке штамповочной полости, напрямую соединяющееся со штамповочной полостью и предназначенное для подвода СВЧ-энергии и препятствующее выходу композиции из штамповочной полости во время операции прессования; перемещаемый прямоугольный волновод, оперативно подключаемый к штамповочной полости магнетрон, как источник СВЧ-энергии; внешний нагревательный элемент; дно штамповочной полости, включающее выемку для удерживания металлической пластины, независимо перемещающееся относительно боковых стенок.

Устройство позволяет обеспечить нагрев композиции одновременно с прессованием и формованием. Существенным недостатком данного устройства является невозможность обеспечения равномерного и эффективного нагрева композиции с низким значением коэффициента теплопроводности и обладающей очень малым или очень большим значением тангенса угла диэлектрических потерь на используемой частоте электромагнитного излучения по причине возникновения значительного отражения СВЧ-энергии от полости пресс-формы, заполненной композицией, и/или границы раздела сред «композиция - радиопрозрачное окно» обратно к генератору. Минимизация отраженной СВЧ-энергии в данном устройстве достигается за счет добавления в нагреваемую композицию веществ, повышающих коэффициент поглощения последней на используемой частоте электромагнитного излучения, что также является недостатком, например, при недопустимости внесения изменений в состав композиции и/или невозможности изменения частоты излучения.

Предлагаемое техническое решение, как и устройство [3], использует принципы теплопередачи и волнового нагрева, но при этом позволяет обеспечивать равномерный СВЧ-нагрев объекта с малыми геометрическими размерами из композиции с низким значением коэффициента теплопроводности и малым значением тангенса угла диэлектрических потерь, со снижением отражения подводимого СВЧ электромагнитного излучения от полости пресс-формы обратно к генератору.

Суть предлагаемого технического решения состоит в том, что в известном устройстве пресс-форма, являющаяся рабочей СВЧ-камерой, располагается, преимущественно, перпендикулярно (для достижения максимального результата) осевой линии прямоугольного волновода и изготовлена из электропроводящего материала с малым электрическим сопротивлением и имеет электрический контакт с волноводом по периметру окна связи, причем ввод СВЧ-энергии в полость пресс-формы осуществляется через одну из торцевых стенок пресс-формы, функцию которой выполняет окно связи, расположенное на узкой стенке прямоугольного волновода, напротив максимума действительной части электрической составляющей электромагнитного поля стоячей электромагнитной волны типа H01 в волноводе, изготовленное из радиопрозрачного материала с достаточной механической прочностью и температуростойкостью, например керамика, стекло, обладающего малым значением тангенса угла диэлектрических потерь и имеющего значение коэффициента относительной диэлектрической проницаемости, равное или близкое значению относительной диэлектрической проницаемости нагреваемой композиции, при котором поперечные размеры прямоугольного волновода, образованные окном и удерживающей рамкой, равны или больше критических и определяются из условия распространения электромагнитной волны в волноводе [4] для частоты используемого СВЧ электромагнитного излучения.

Преимущественно возбуждаемая в полости пресс-формы электромагнитная волна типа H01 позволяет однозначно определить объемную равномерность нагрева композиции. Равенство значения относительной диэлектрической проницаемости материала окна значению относительной диэлектрической проницаемости используемой композиции позволяет минимизировать отражение электромагнитного излучения от границы раздела «окно связи - композиция», а также позволяет минимизировать геометрические размеры окна связи, что позволяет подводить СВЧ-энергию к полости пресс-формы с малыми геометрическим размерами. Размещение окна связи на узкой боковой стенке прямоугольного волновода позволяет отбирать долю подводимой СВЧ-энергии, определяемую размерами полости пресс-формы и окна связи, электрическими характеристиками заполняющей композиции и материалом окна связи, с минимизацией отражения электромагнитного излучения от полости пресс-формы обратно к генератору и обеспечением возможности одновременного нагрева композиции в нескольких пресс-формах.

Предлагаемое техническое решение поясняется на фиг.1-2. На фиг.1 показана схема взаимного расположения и соединения полостей пресс-формы и волновода. Поз.1 - условное изображение полости пресс-формы, заполненного нагреваемой композицией, поз.2 - условное изображение объема окна связи, поз.3 - условное изображение полости волновода, а - высота полости волновода и окна связи, b - ширина окна связи, стрелка - направление ввода СВЧ-энергии. На фиг.2а, 2б представлены эскизы сечений основного элемента установки для осуществления СВЧ-вулканизации. Поз.4 - волновой разветвитель, поз.5 - рамка радиопрозрачного окна, поз.6 - верхняя полуформа пресс-формы, поз.7 - радиопрозрачное окно, поз.8 - изделие, поз.9 - нижняя полуформа пресс-формы. Согласующий трансформатор волновых сопротивлений, источник СВЧ-энергии (магнетрон), вторая пресс-форма и отражающий элемент условно не показаны. На фиг.3 представлен эскиз установки, содержащий последовательное соединение шести пресс-форм. Согласующий трансформатор волновых сопротивлений, источник СВЧ-энергии (магнетрон) и отражающий элемент условно не показаны.

Основные геометрические размеры тормозных накладок, изготовленных из полимерной фрикционной композиции, относящейся к диэлектрикам с малыми потерями [4], представлены в табл.1, значения основных электрических характеристик полимерной фрикционной композиции представлены в табл.2.

Таблица 1
Основные геометрические размеры тормозной накладки
Длина, l Ширина, b Толщина, а
0,095 м 0,04 м 0,015 м
Таблица 2
Значения основных электрических величин фрикционной композиции
Относительная магнитная проницаемость, µ Относительная диэлектрическая проницаемость, ε Тангенс угла диэлектрических потерь, tg(α)
1,05 5,74 0,0057

Технический результат выражается в обеспечении равномерного СВЧ-нагрева с одновременным формованием и прессованием объектов с малыми геометрическими размерами из композиции с низким значением коэффициента теплопроводности и малым значением тангенса угла диэлектрических потерь без использования дополнительных СВЧ-камер, с минимизацией отраженного микроволнового электромагнитного излучения обратно к генератору от полости пресс-формы, заполненной композицией, и возможности использования устройства для равноценного нагрева композиции в группе одинаковых пресс-форм.

В настоящее время в лаборатории Бийского технологического института создан опытный образец установки СВЧ-вулканизации тормозных накладок. Лабораторные испытания установки СВЧ-вулканизации с использованием магнетрона с частотой генерации 2,45 ГГц и выходной мощностью 1 кВт для вулканизации и формования одновременно десяти тормозных накладок легковых автомобилей показали соответствие изготовленного образца вышезаявленным свойствам.

Источники информации

1. Архангельский Ю.С. Установки диэлектрического нагрева. СВЧ-установки: Учеб. пособие по дисциплине "Установки диэлектр. нагрева" для студентов специальности 180500 "Электротехнол. установки и системы" / Ю.С.Архангельский; М-во образования Рос. Федерации. Сарат. гос. техн. ун-т - Саратов: СГТУ, 2003 с.123-125.

2. Патент, CN 1548287 А, 2004 г.

3. Заявка, US 2009014918 A1, 2009, прототип.

4. Чернушенко A.M. Конструирование экранов и СВЧ-устройств. М.: Радио и связь, 1990 - 352 с.: ил., с.23.

5. Патент, DE 69512957 D1, 1999 г.

6. Патент, DE 69512957 T2, 2000 г.

7. Патент, DE 69512957 Т3, 2003 г.

8. Патент, ЕР 0681116 В1, 1999 г.

9. Патент, ЕР 0681116 В2, 2002 г.

10. Патент, ЕР 0681116 А2,1995 г.

11. Патент, ЕР 0681116 A3, 1996 г.

12. Патент, JP 3409426 В2, 2003 г.

13. Патент, JP 7290447 А, 1995 г.

14. Патент, JP 7301265 А, 1995 г.

15. Патент, US 5641444, 1997 г.

16. Патент, US 5641444 А, 1997 г.

17. Заявка, AT 214883 Т, 2002 г.

18. Патент, DE 19860611 C1, 2000 г.

19. Патент, ЕР 1016354 A1, 2000 г.

20. Патент, ЕР 1016354 В1, 2000 г.

21. Патент, JP 2000-190394, 2000 г.

22. Патент, JP 2000-190394 А, 2000 г.

23. Патент, US 6358459, 2002 г.

24. Патент, US 6358459 В1, 2002 г.

25. Патент, US 7122146, 2006 г.

26. Патент, US 7223087, 2007 г.

27. Заявка, US 2004-222554 А1, 2004 г.

28. Патент, US 7223087 B2, 2007 г.

29. Заявка, US 2005184434 А1, 2005 г.

1. Устройство вулканизации тормозных накладок, содержащее пресс-форму, волновод, радиопрозрачное окно связи, магнетрон, отличающееся тем, что электропроводящая пресс-форма располагается перпендикулярно осевой линии неподвижного прямоугольного волновода и имеет электрический контакт с волноводом по периметру окна связи, окно связи расположено на узкой стенке прямоугольного волновода напротив максимума действительной части электрической составляющей электромагнитной волны в волноводе и имеет значение коэффициента относительной диэлектрической проницаемости, равное или близкое значению относительной диэлектрической проницаемости нагреваемой композиции, при котором поперечные размеры прямоугольного волновода, образованные окном связи, равны или больше критических для частоты используемого СВЧ электромагнитного излучения.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что содержит требуемое количество последовательно соединенных пресс-форм.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к области изготовления стержней из армирующих волокон, пропитанных связующим. .

Изобретение относится к области обработки пластических материалов, в частности к технологии переработки полимерных материалов, и предназначено для получения герметизирующих покрытий в производстве бескорпусных полупроводниковых приборов.

Изобретение относится к пластичному материалу, такому, как отверждаемый пластилин для лепки, формования и изготовления декоративно-прикладных или художественных изделий, способный приобретать эластичные, упруго-деформационные свойства и термостабильность после нагрева или воздействия сверхвысокочастотным излучением.

Изобретение относится к способу быстрого нагрева полимеров, смесей полимеров при изготовлении экструдированных труб из полиэтилена. .

Изобретение относится к области переработки полимеров, в частности к способу получения изделий из полисилоксанов методом литья, прессования. .

Изобретение относится к формованию из расплава полимеров и касается моновиниловых ароматических полимеров, нагреваемых микроволновым излучением

Изобретение относится к способу производства трехмерного объекта посредством способа быстрого макетирования

Настоящее изобретение относится к способу и устройству для изготовления композитной структуры из армированного волокном термопластичного материала. Техническим результатом заявленного изобретения является увеличение скорости и эффективности укладки и объединения слоев термопластичного материала. Технический результат достигается способом изготовления армированной волокном термопластичной композитной структуры, который включает помещение первого слоя армированного волокном термопластичного материала на второй слой армированного волокном термопластичного материала. Затем обеспечивается местный нагрев части, по меньшей мере, верхнего слоя термопластичного композиционного материала. После обеспечивается местное введение энергии ультразвуковых волн в нагретую часть термопластичного материала для осуществления ультразвукового объединения армированного волокном термопластичного материала. Причем часть армированного волокном термопластичного материала локально нагревают до температуры в диапазоне от температуры стеклования и до температуры, на 5°C превышающей температуру, соответствующую максимальному значению тангенса дельта термопластичного материала. 3 н. и 8 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к способу производства трехмерного изделия из порошка путем избирательного спекания посредством электромагнитного облучения. Порошок содержит полимер или сополимер, который имеет, по меньшей мере, одну из следующих структурных характеристик: (i) по меньшей мере, одну разветвленную группу в основной цени полимера или сополимера, при условии, что в случае использования простых полиарилэфиркетонов (РАЕК) разветвленная группа представляет собой ароматическое структурное звено в основной цепи полимера или сополимера; (ii) модификацию, по меньшей мере, одной концевой группы основной цепи полимера или сополимера; (iii) по меньшей мере, одну объемную группу в основной цепи полимера или сополимера, при условии, что в случае использования простых полиарилэфиркетонов (PAЕK) объемную группу не выбирают из группы. состоящей из фенилена, бифенилена, нафталина и CH2- или изопропилиден-связанных ароматических соединений; (iv) но меньшей мере, одну ароматическую группу, нелинейно связывающую основную цепь. При этом полимер или сополимер получен на основе полиамида. РАЕК, полиарилэфирсульфона, простого полиэфира, полиолефина, полистирола, полифениленсульфида, поливинилиденфторида, полифениленооксида, полиимида или блок-сополимера, который содержит, по меньшей мере, один из упомянутых полимеров. Результатом является улучшение механических свойств полученных изделий. 5 н. и 14 з.п. ф-лы, 1 ил., 7 пp.

Изобретение относится к способу радиочастотного нагрева нефтеносной породы с использованием набора из одной или более радиочастот. Способ включает следующие шаги: (a) смешивание первого вещества, включающего нефтеносную породу, и второго вещества, включающего воспринимающие частицы в виде дипольных антенн, с образованием смеси из 10-99% по объему первого вещества и 1-50% по объему второго вещества; (b) воздействие на упомянутую смесь радиочастотной энергией с частотой или частотами из упомянутого набора из одной или более радиочастот и мощностью, достаточной для нагрева воспринимающих частиц; и (c) продолжение воздействия радиочастотной энергией на протяжении времени, достаточного для нагревания воспринимающими частицами упомянутой смеси до средней температуры, превышающей приблизительно 100°C (212°F). При этом способ характеризуется тем, что упомянутые воспринимающие частицы представляют собой проводящие углеродные волокна в форме нитей с длиной, выбранной между 1/2, 1/4, 1/8 и 1/16 длины волны. Упомянутые воспринимающие частицы могут иметь преимущества для радиочастотного нагрева углеводородных соединений, например повышенная температура (достаточная для дистилляции или пиролиза), безводная переработка, а также более высокая скорость или эффективность. 13 з.п. ф-лы, 3 пр., 2 ил.

Группа изобретений относится к способу нагрева преформы, к управляющему устройству (7) для управления блоком (9) генерации лазерного излучения системы (10) нагрева преформ и системе (10) нагрева преформ. Способ нагрева преформы (1) характеризуется радиусом (R), толщиной (t) материала и спектром поглощения материала. Он содержит следующие этапы: выбирают, в зависимости от желательного температурного профиля, желательный эффективный коэффициент поглощения для преформы (1) на основании радиуса (R) преформы и толщины материала (t) и генерируют пучок (L) лазерного излучения. Пучок (L) лазерного излучения содержит излучение со спектром длин волн, составленным на основании коэффициентов поглощения в спектре поглощения так, чтобы он соответствовал эффективному коэффициенту поглощения. Направляют пучок (L) лазерного излучения на заготовку (1) для нагрева преформы (1). Управляющее устройство (7) для управления блоком (9) генерации лазерного излучения системы (10) нагрева преформ содержит входной интерфейс для получения геометрических параметров преформы, устройство выбора и модуль составления параметров лазера. Система (10) нагрева преформ включает управляющее устройство (7), блок (9) генерации лазерного излучения и блок (76) формирования пучка. Технический результат, достигаемый при использовании способа и устройств по изобретениям, заключается в поглощении энергии пучка лазерного излучения во всем материале преформы более равномерно. 3 н. и 9 з.п. ф-лы, 12 ил.

Изобретение относится к способу получения термопластичного полимерного материала, используемого для изготовления конструкционных деталей, труб и других изделий, которые могут быть использованы в коммунальном хозяйстве. Способ включает пластикацию нагревом сыпучего термопластичного материала до вязкотекучего состояния и перемещение его под высоким давлением в формующую полость для затвердевания за счет охлаждения. Перед пластикацией дополнительно проводят обработку сыпучего термопластичного материала СВЧ излучением мощностью 450-750 Вт в течение 5-7 минут. Достигаемый при этом технический результат заключается в повышении разрушающего напряжения при растяжении, при статическом изгибе, а также повышение ударной вязкости материала. 1 табл., 4 ил.

Объектом изобретения является форма, нагреваемая за счет индукции, содержащая по меньшей мере одну нижнюю часть и одну верхнюю часть, ограничивающие полость. В полость формы загружают предназначенный для формования материал, нагреваемый до температуры Ttr, превышающей 20°C, где его затем формуют. При этом по меньшей мере одна из частей формы содержит зону теплопередачи с формуемым материалом. Зона теплопередачи содержит по меньшей мере одну подзону теплопередачи, выполненную из по меньшей мере одного ферромагнитного материала с точкой Кюри Tc, находящейся в пределах от 20 до 800°C, входящую в контакт с формуемым материалом и/или с неферромагнитным покрытием, имеющим удельную теплопроводность, превышающую 30 Вт·м-1·К-1. Изобретение касается также способа изготовления форм в соответствии с изобретением и способа изготовления изделия из пластического или композиционного материала при помощи форм в соответствии с изобретением. Технический результат, достигаемый при использовании форм, изготовленных по изобретению, с помощью способа по изобретению для изготовления изделия из пластического или композиционного материала, заключается в упрощении формы при ее изготовлении, позволяющей сгладить неоднородность температуры формования, а способ изготовления форм позволяет легко модулировать искомые магнитные и/или термические характеристики. 7 н. и 16 з.п. ф-лы, 1 ил., 7 пр.

Предложены способ и система для выборочного удаления материала шины из бортов вулканизированной шины для уменьшения одной или большего количества гармоник по меньшей мере одного параметра однородности. Согласно аспектам настоящего изобретения материал шины выборочно удаляют с использованием множества прямых адресных команд. В прямых адресных командах указаны параметры удаления для дискретных сегментов удаления в конкретных угловых положениях вокруг борта шины. Прямые адресные команды генерируют путем анализа необходимого шаблона удаления для борта шины. Затем устройством удаления управляют для выборочного удаления материала шины в дискретных сегментах удаления в идентифицированных адресах в соответствии с прямыми адресными командами для достижения необходимого шаблона удаления в одной или большем количестве дорожек вдоль борта шины за один проход устройства удаления. Изобретение обеспечивает повышение эффективности обработки шин. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 15 ил., 1 табл.

Изобретение относится к пластичному материалу, такому как отверждаемый пластилин для лепки, формования и изготовления декоративно-прикладных или художественных изделий. Материал включает, мас.%: непредельный каучук 20-50, хиноловый эфир 0,5-1,0, пластификатор 3-15, при необходимости, краситель 0-5, пространственно-затрудненный фенол указанной формулы 0,05-2,0, наполнитель - остальное. Изобретение позволяет лепить, моделировать, формовать плоские или объемные изделия после хранения пластичных материалов при комнатной температуре в течение 2-18 месяцев; изделия способны отверждаться, приобретать высокоэластичные, упругодеформационные свойства и термостабильность после их нагрева или воздействия сверхвысокочастотным излучением. 5 пр.
Наверх