Способ упрочнения изделий из полиуретановых эластомеров (варианты)



Способ упрочнения изделий из полиуретановых эластомеров (варианты)
Способ упрочнения изделий из полиуретановых эластомеров (варианты)
Способ упрочнения изделий из полиуретановых эластомеров (варианты)
Способ упрочнения изделий из полиуретановых эластомеров (варианты)
Способ упрочнения изделий из полиуретановых эластомеров (варианты)
Способ упрочнения изделий из полиуретановых эластомеров (варианты)
Способ упрочнения изделий из полиуретановых эластомеров (варианты)

 


Владельцы патента RU 2501652:

Закрытое акционерное общество "СОМЭКС" (RU)

Изобретение относится к области машиностроительной промышленности, производящей износостойкое оборудование с применением полиуретановых эластомеров. В способе упрочнение изделий из конструкционных полиуретановых эластомеров достигается сочетанием упругой холодной одноосной деформации изделия в пределах 1-3% от исходного размера с последующей механической фиксацией геометрических размеров упруго деформированного тела. Технический результат, а именно повышение эффекта упрочнения достигается за счет того, что сопротивление полотна эластомера деформациям при разрушении и микродеформациям при абразивном износе при упругом сжатии возрастает, что позволит повысить прочность и износостойкость полиуретановых изделий в 1,5-2,0 раза. Упрочнение изделий из эластичных эластомеров достигается при их сжатии и высокоэластической деформации в пределах 3-10% от исходного размера и сохранением тела изделия в сжатом состоянии. Фиксация упруго и высокоэластически деформированных изделий достигается применением дополнительных к изделию элементов в виде ячеек, оболочек, винтовых стержней, стопорных пластин из прочных жестких полимеров, препятствующих восстановлению линейных размеров изделия. 3 н.п. ф-лы, 7 ил.

 

Изобретение относится к области машиностроительной промышленности, производящей износостойкое оборудование с применением полиуретановых эластомеров.

Из полиуретановых эластомеров в больших объемах изготовляют изделия, защищающие элементы оборудования от абразивного износа, например, футеровки барабанных мельниц, гидроциклонов, пульповодов, а также выполняющие определенные функции самостоятельно: трубы для транспортировки пульпы, половые покрытия и др.

В то же время изделия из полиуретана также подвержены интенсивному износу, в связи с чем сокращается срок их службы и увеличиваются затраты на их периодическую замену. Существует проблема повышения прочности и износостойкости изделий из полиуретановых эластомеров.

Известен способ низкотемпературного пластического деформирования полимеров под давлением (см. Баронин Г.С. Кербер М.Л., Минкин Е.В., Беляев П.С. Переработка полимеров в твердой фазе. Тамбов. Из-во ТГТУ 2005). С помощью высокого давления достигается пластическая деформация полимера с последующим затвердением образца в прессформе, сопровождающимся повышением его механических свойств (прочности, износостойкости).

Недостатком этого способа является необходимость создания высоких давлений на образец, обеспечивающих переход из упругого и высокоэластического состояния полимера в пластическое и развитие его пластической деформации до момента кристаллизации в специальной прессформе. Поэтому данный способ применим к термопластам с высокой пластичностью и низким сопротивлением пластическому деформированию при различных схемах нагружения. Его применение для упрочнения полиуретановых эластомеров, имеющих высокий предел текучести и высокое сопротивление пластическому деформированию, не известно.

Наиболее близким к изобретению является техническое решение повышения ресурса работы бронедисков центробежного насоса, изготовляемых из эластичного материала, за счет растяжения и установки их с предварительным напряжением. (а.с. SU 1560805, опубликовано 30.04.1990).

Недостатком является то, что предлагаемое техническое решение не содержит приемов длительного удержания эластичного материала в деформированном напряженном состоянии - без таких приемов упругая деформация и напряжение в материале быстро исчезнут и эффект упрочнения не проявит себя. Эластичный материал может оставаться деформированным без специальных приемов удержания лишь в зоне пластических деформаций, однако в этой зоне прочностные характеристики материала ухудшаются. Из этого следует, что реализацией данного технического решения практически не достигается длительное на период эксплуатации упрочнение эластичных материалов.

Задача изобретения - разработать способ постоянно действующего упрочнения изделий из полиуретановых эластомеров, являющихся элементами износостойкого оборудования, обеспечивающий повышение их прочности и износостойкости (долговечности) в условиях механических абразивных нагрузок.

Опыты, проведенные авторами данного изобретения, показали, что полотно из полиуретана упрочняется при его упругой деформации сжатием в пределах 1-3% от начального размера при условии удержания полотна в упруго сжатом состоянии. При упругой деформации полиуретанового полотна происходит изменение межатомных и межмолекулярных расстояний с созданием напряжений в объеме вещества. Искусственно созданное упругое напряжение в объеме тела создает дополнительное сопротивление полиуретанового полотна внешним изнашивающим и разрушающим нагрузкам. Благодаря этому происходит упрочнение изделий из полиуретановых эластомеров при их предварительном сжатии и сохранении тела изделия в упруго сжатом состоянии.

Технический результат упрочнения (повышения прочности и износостойкости) изделий из полиуретановых эластомеров, являющихся элементами износостойкого оборудования, достигается тем, что каждое изделие, согласно изобретению по первому варианту, подвергают, с целью создания в его теле постоянного напряжения, холодной одноосной упругой деформации сжатием в пределах 1-3% от исходного размера и сохраняют изделие в сжатом упруго деформированном состоянии на период эксплуатации путем помещения его в ячейку оборудования, препятствующего восстановлению линейных размеров тела изделия, при этом для повышения степени фиксации изделия в упруго деформированном сжатом состоянии к поверхности изделия, упруго деформированного сжатием, приклеивают или приваривают до установки его в ячейку оборудования стопорные недеформированные пластины из прочных жестких полимеров или из стали. Стопорные пластины приклеивают или приваривают вдоль оси сжатия изделия.

Деформация изделия из полиуретана сжатием и удержание тела в сжатом состоянии с целью сохранения в нем стабильного напряжения сравнительно легко осуществимо практически.

В качестве упрочняемых изделий из полиуретановых эластомеров могут быть футеровки обогатительного оборудования: барабанных мельниц, гидроциклонов.

Элементы футеровки шаровой мельницы установливают в сжатом состоянии согласно схемам фиг.1, 2, 3 в стальные ячейки лифтеров, прикрепляемых к днищу барабана. За счет повышения износостойкости футеровки достигается увеличение межремонтного периода эксплуатации мельниц.

В гидроциклонах предварительно сжатую футеровку в виде конуса вставляют в коническую часть металлического корпуса гидроциклона, которую присоединяют к цилиндрической части. Металлический корпус гидроциклона сохраняет футеровку в сжатом состоянии.

Благодаря применению упрочненной футеровки резко возрастает срок службы гидроциклона.

Технический результат упрочнения изделий из полиуретановых эластомеров, являющихся элементами износостойкого оборудования, достигается за счет того, что изделие согласно изобретению по второму варианту подвергают, с целью создания в его теле постоянного напряжения, упругой деформации в холодном состоянии сжатием в пределах 1-3% от исходного размера и удерживают изделие в сжатом упругодеформированном состоянии с помощью винтовых стержней, помещенных в тело изделия вдоль оси сжатия и снабженных зажимными гайками. Сжатие изделия и удержание его в упруго деформированном состоянии в пределах 1-3% от исходных линейных размеров осуществляется закручиванием гаек на концах винтовых стержней, выходящих за пределы тела изделия.

Эффект упрочнения изделия из полиуретанового эластомера по второму варианту может быть достигнут применительно к плитам футеровки барабанных мельниц. Упруго сжатые плиты футеровки закрепляют согласно схемам фиг.4, 5 и устанавливают на внутреннюю поверхность барабана. За счет повышения износостойкости плит увеличивается срок их службы и соответственно затраты на их текущую замену.

Другим примером упрочнения изделия из полиуретанового эластомера по второму варианту может служить полиуретановое сито, армированное стальными прутками. В данном случае прутки заменяют тонкими винтовыми стержнями с зажимными гайками. С помощью винтовых стержней и зажимных гаек осуществляют сжатие карты сита и удержание ее в упруго напряженном состоянии. За счет повышения износостойкости увеличивается период их эксплуатации.

Технический результат упрочнения изделий из полиуретановых эластомеров, являющихся элементами износостойкого оборудования, достигается также тем, что изделие согласно изобретению по третьему варианту подвергают, с целью создания в его теле постоянного напряжения, холодной одноосной упругой деформации сжатием в пределах 1-3% от исходного размера и удерживают изделие в сжатом упруго деформированном состоянии помещением его в оболочку из прочного жесткого полимера или стали, облегающую тело изделия со стороны сжатия и препятствующую восстановлению исходных линейных размеров изделия.

Приведенный способ может быть применен при изготовлении упрочненных футеровочных плит для шаровых мельниц (фиг.6, 7, 8), благодаря которым увеличивается межремонтный срок эксплуатации мельниц.

Выбор способа упрочнения полиуретановой футеровки барабанных мельниц из приведенных выше осуществляется в зависимости от конкретных конструктивных размеров футеровки.

Приведенный способ по третьему варианту также может быть применен для упрочнения пластинчатых футеровок спиралей спиральных классификаторов. Футеровки в форме сжатых в стальной оболочке тонких пластин (фиг.6, 7) прикрепляют к внешнему торцу вращающейся спирали, благодаря чему увеличивается срок службы спирального классификатора.

Таким образом предлагаемые варианты способа упрочнения изделий из полиуретановых эластомеров содержат новый элемент твердофазного низкотемпературного механического воздействия на тело изделия в виде сочетания упругой деформации, обладающей свойством обратимости с восстановлением тела до исходных размеров, с приемами удержания тела в напряженном упругом состоянии при сохранении в нем напряжения.

Эффект упрочнения достигается за счет того, что сопротивление сжатого полотна эластомера деформациям при разрушении и микродеформациям при абразивном износе выше, чем в его свободном состоянии. При упругой деформации происходит изменение межатомных и межмолекулярных расстояний с сохранением обратимости деформации и релаксации молекулярного строения. При последующей фиксации геометрических размеров деформированного тела изделия в нем сохраняется внутреннее напряжение, эквивалентное энергии обратимости деформации и релаксации внутреннего строения. Таким образом создается дополнительная потенциальная энергия полотна эластомера, усиливающая сопротивление полиуретана внешнему механическому воздействию, приводящему к деформации, износу полотна и его разрушению.

Деформация полиуретановых изделий может осуществляться любыми механическими способами: прессованием, прокаткой, штамповкой, в тисках.

При испытаниях упрочненных предлагаемыми способами полиуретановых изделий их прочность и износостойкость увеличились в 1,5-2,0 раза.

Рассмотрим приемы реализации способа упрочнения изделий из полиуретановых эластомеров на примере упрочнения элементов футеровки шаровых мельниц, проиллюстрированных фиг.1-7.

Фиг.1 Схема расположения упруго деформированных полиуретановых элементов в ячейках комбинированных метало-полиуретановых лифтеров футеровки шаровых мельниц.

Фиг.2 Схема расположения стопорных пластин, приклеиваемых или привариваемых к поверхности деформированного полиуретанового элемента лифтера.

Фиг.3 Продольный разрез А-А на фиг.2.

Фиг.4 Схема расположения винтовых стержней в деформируемом теле изделия из полиуретанового эластомера (плиты футеровки шаровой мельницы).

Фиг.5 Вид по А-А на фиг.4.

Фиг.6 Схема размещения деформированного изделия из полиуретанового эластомера (плиты футеровки шаровой мельницы) в стальной оболочке.

Фиг.7 Вид по А на фиг.7

На фиг.1 показано расположение изделия из полиуретанового эластомера (элемента футеровки шаровой мельницы) 1 в ячейке 2 футеровки между жесткими ребрами 3. В процессе реализации способа упрочнения изделия из конструкционного полиуретанового эластомера одноосно упругодеформированный в холодном состоянии элемент футеровки 1 помещается в сжатом состоянии в ячейку 2 между жесткими ребрами 3, установленными перпендикулярно оси приложения сил сжатия. Ребра ячейки 3 препятствуют восстановлению исходных линейных размеров деформированного элемента футеровки. 4 - стопорные пластины, приклеиваемые или привариваемые к поверхности элемента футеровки.

На фиг.2, 3 дана схема расположения стопорных пластин 4 из прочного жесткого полимера, приклеиваемых или привариваемых к поверхности упруго деформированного в холодном состоянии тела изделия из полиуретанового эластомера 5 вдоль оси приложения сил сжатия. Стопорные пластины приклеиваются или привариваются к поверхности сжатого тела изделия, в данном случае элемента лифтера шаровой мельницы, до снятия нагрузки, сохраняя таким образом тело изделия в упругодеформированном состоянии после снятия нагрузки.

Упруго деформированное тело с приклеенными стопорными пластинами после снятия нагрузки помещают в ячейку 2 фиг.1., что позволяет длительно сохранять упруго деформированное состояние лифтера в процессе износа его поверхности.

На фиг.4, 5 дан разрез и вид сбоку изделия из плиуретанового эластомера, в данном случае плиты футеровки шаровой мельницы, подвергаемой упрочнению. Сжатие, упругая деформация и сохранение плиты в упругодеформированном состоянии осуществляется с помощью помещаемых в тело изделия стержней с винтовой резьбой, называемых далее винтовыми стержнями 6, с зажимными гайками 8. Вращением зажимной гайки перемещают упорную металлическую пластину 7, деформируя на заданную величину тело плиты футеровки. Стопоря гайки 8, сохраняют размеры упруго деформированного изделия 9. На фиг.6, 7 показана схема размещения упруго деформированного изделия в виде плиты 10 футеровки шаровой мельницы из полиуретанового эластомера в стальной оболочке 11 непосредственно после снятия внешней нагрузки сжатия. Стальная оболочка препятствует восстановлению исходных линейных размеров изделия.

1. Способ упрочнения изделий из полиуретановых эластомеров, являющихся элементами износоустойчивого оборудования, включающий сжатие и дефорцию изделия, отличающийся тем, что изделие для создания постоянного напряжения в его теле подвергают холодной одноосной упругой деформации сжатием в пределах 1-3% от исходного размера и сохраняют изделие в сжатом упругодеформированном состоянии на период эксплуатации путем помещения его в ячейку оборудования, препятствующую восстановлению линейных размеров тела изделия, при этом к поверхности упругодеформированного сжатием изделия до установки его в ячейку оборудования приклеивают или приваривают вдоль оси сжатия стопорные недеформированные пластины из прочных жестких полимеров или из стали.

2. Способ упрочнения изделий из полиуретановых эластомеров, являющихся элементами износоустойчивого оборудования, включающий сжатие и деформацию изделия, отличающийся тем, что изделие подвергают упругой деформации в холодном состоянии сжатием в пределах 1-3% от исходного размера и удерживают изделие в сжатом упругодеформированном состоянии с помощью винтовых стержней, помещенных в тело изделия вдоль оси сжатия и снабженных зажимными гайками.

3. Способ упрочнения изделий из полиуретановых эластомеров, являющихся элементами износоустойчивого оборудования, включающий сжатие и деформацию изделия, отличающийся тем, что изделие подвергают холодной одноосной упругой деформации сжатием в пределах 1-3% от исходного размера и удерживают изделие в сжатом упругодеформированном состоянии помещением его в оболочку из прочного жесткого полимера или из стали, облегающую тело изделия со стороны сжатия и препятствующую восстановлению исходных линейных размеров изделия.



 

Похожие патенты:

Гибкую рукавную пленку (10) раскраивают по спирали на плоскую полосу посредством разматывания рукавной пленки в плоском виде поворотным разматывателем (1), подавая плоский пленочный рукав к зоне (17) расширения рукава, в которой плоский рукав расширяется в круглый цилиндрический рукав и пропускается в осевом направлении над полой оправкой (14), наружный диаметр которой немного меньше диаметра расширенного рукава.

Изобретение относится к способу и устройству для производства блистерного полотна. .
Изобретение относится к области технологии пластических масс и касается способа изготовления художественного изделия из пластической массы. .
Изобретение относится к области технологии пластических масс и касается способа изготовления художественного изделия из пластической массы. .
Изобретение относится к области технологии пластических масс и касается производства художественных изделий (картин, панно, сувениров). .
Изобретение относится к области технологии пластических масс и касается производства художественных изделий (картин, панно, сувениров). .

Изобретение относится к способу и установке для термоформования топливных баков, обладающих хорошими конструктивными особенностями и устойчивостью против истечения газов благодаря использованию сдвоенных листов пластикового материала.

Изобретение относится к способу изготовления многокамерной тубы с по меньшей мере двумя камерами и одной тубной головкой с запираемыми выпускными отверстиями, соответствующими числу камер.

Изобретение относится к области формования или соединения пластиков. .
Изобретение относится к изготовлению профильных изделий из композиционных полимерных материалов. Повышение физико-механических свойств изделий достигается за счет приготовления связующего непосредственно перед процессом пропитки волокнистого наполнителя. Эпоксидно-новолачное связующее со среднечисленной молекулярной массой 300 у.е. и массовой долей эпоксидных групп 8-11 получают загружая в вакуумный реактор 10-28 мас.% продукт, полученный эпоксидированием олигомера гидроксифенилена из алкирезорцина, 47-80 мас.% диановой эпоксидной смолы и 10-25 мас.% модификатора, и проводя варку при температуре 60-250°С в течение 30-180 мин. Форму изделию придают протягиванием волокнистого наполнителя, пропитанного связующим и отвердителем, через сменную фильеру и спиральной намоткой на образовавшийся стержень усиливающего жгута.

Изобретение относится к способу изготовления пластикового изделия. Способ включает в себя следующие этапы: экструзию приблизительно рукавной заготовки; разделение потока расплава внутри экструзионной головки или разрезание выходящего из нее или уже вышедшего экструдата таким образом, что получают заготовку приблизительно С-образного сечения, и деформацию заготовки внутри формы для формования с раздувом с приложением перепада давлений к полому телу. При этом способ характеризуется тем, что сначала осуществляют раздачу и частичное предварительное формование заготовки при частично замкнутой форме, на следующем этапе между частями неполностью замкнутой формы и через открытую сторону заготовки внутри частично предварительно формованного изделия помещают по меньшей мере одну встраиваемую деталь, и на следующем этапе форму полностью замыкают, причем изделие полностью отформовывают с образованием, по меньшей мере частично, огибающего сплющенного шва. Движение замыкания формы совершают в два этапа, причем на первом этапе движения замыкания с помощью по меньшей мере одного, предпочтительно нескольких, охватывающих полости формы плунжеров в качестве передних лицевых частей формы зажимают заготовку с образованием по меньшей мере одного отверстия между ними. Также изобретение относится к форме для формования с раздувом для использования в описанном способе. Предложенное изобретение позволяет помещать встраиваемые детали в пластиковое изделие без повышения затрат на оборудование, при этом отсутствует ограничение пространственно неподвижным расположением экструзионной головки относительно формы для формования с раздувом. 2 н. и 14 з.п. ф-лы, 7 ил.
Изобретение относится к способу изготовления стеклопластиковых изделий. При реализации способа проводят очистку матрицы будущего изделия, обезжиривают ее с последующим нанесением разделительного воска и затем наносят защитно-декоративный слой - гелькоут с добавлением токопроводящих углеводородных волокон. Проводят сушку с последующим ручным формованием. В матрицу укладывают раскроенный материал, формируя изделие, затем наносят смолу, смешанную с катализатором, после чего кисточками и/или мягкими валиками равномерно распределяют смесь по матрице. Полученный ламинат прикатывают жестким валиком с последующим извлечением его из формы и подвергают механообработке. Изобретение обеспечивает получение изделий с низким значением поверхностного электрического сопротивления и повышенной прочностью.

Изобретение относится к области материаловедения, в частности к антифрикционным полимерным композиционным материалам, и может быть использовано при изготовлении деталей металлополимерных узлов трения и в целом машин различных видов техники. Способ изготовления изделий из полимерных композиционных материалов на основе политетрафторэтилена заключается в том, что осуществляют смешивание наполнителей с политетрафторэтиленом в смесителе с частотой вращения 2800 мин-1 и холодное прессование в закрытой пресс-форме. Затем устанавливают прессованную заготовку в закрытое устройство и создают дополнительное давление сжатия в направлении прессования. Причем дополнительное давление сжатия регулируют и устанавливают в пределах от 2,0 до 8,0 МПа. Достигаемый при этом технический результат заключается в повышении характеристик механических и триботехнических свойств композиционного материала на основе политетрафторэтилена. 1 табл., 1 ил.

Изобретение относится к способу соединения компонента с формованным изделием. Способ включает этапы, на которых: размещают компонент смежно стенке формуемого раздувом изделия, перекрывают участок компонента участком стенки формуемого изделия, пока этот участок стенки еще является по меньшей мере частично расплавленным, смещая участок стенки в по меньшей мере одну полость, так что участок компонента размещается между двумя разнесенными участками стенки и обеспечивают охлаждение стенки формуемого изделия с указанным участком компонента, еще перекрытым стенкой. Участок компонента перекрывается на двух сторонах стенкой формуемого изделия для прочного крепления компонента относительно изделия после формования изделия. Изделие может быть резервуаром или любым другим объектом, при необходимости. Изобретение также относится к способу формования формованного изделия с компонентом и системе для крепления компонента к резервуару. Технический результат, достигаемый при использовании способа и системы по изобретениям, заключается в том, чтобы обеспечить надежное крепление компонента к изделию после формования изделия, пока стенка его еще расплавлена. 3 н. и 12 з.п. ф-лы, 13 ил.
Наверх