Способ изготовления упругопористого нетканного проволочного материала



Способ изготовления упругопористого нетканного проволочного материала
Способ изготовления упругопористого нетканного проволочного материала
Способ изготовления упругопористого нетканного проволочного материала
Способ изготовления упругопористого нетканного проволочного материала

 


Владельцы патента RU 2532715:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный университет путей сообщения" (СамГУПС) (RU)

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. Способ включает формирование заготовки из проволок спиралей на цилиндрической оправе из трех слоев спирали, снятие заготовки с оправки, сплющивание, сворачивание в рулон и последующее прессование вдоль осей спиралей второго слоя. Спирали первого и третьего слоя получают путем свивки двух или нескольких отрезков проволоки в проволочные пучки с последующей их свивкой в спирали. Увеличивается прочность на растяжение готового изделия и ресурс использования за счет увеличения коэффициента демпфирования. 3 з.п. ф-лы, 4 ил.

 

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 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 раз их начальных витков и закручиванием каждой дополнительной спирали относительно продольной оси основной спирали до совмещения и сцепления их конечных витков [патент РФ №2214880, МПК: B21F 21/00. Способ изготовления упругопористого нетканого проволочного материала "МЕРЕТРАНС' / Безводин В.А. и др., опубл. 27.10.2003 г., БИ №30].

Изделия, изготовленные указанные способом, имеют повышенную эффективность подавления вибрации из-за увеличения доли линейных контактов соседних проволочек в заготовках и прессовках путем использования при формировании заготовки дополнительно зигованной проволоки, уложенной в пряди. Однако и в данном случае в ряде ситуаций эффективность подавления вибрации оказывается недостаточной, кроме того, готовое изделие исключает обеспечение работоспособности конструкции на растяжение, что значительно сужает область применения этих технологий.

Известен способ изготовления заготовок для получения металлорезиновых упругодемпфирующих элементов. Изделия, полученные предлагаемым способом, отличаются повышенным ресурсом и способностью готовой конструкции воспринимать нагрузки на растяжение. Это достигнуто с помощью введения в массив материала МР специальных проволочных спиралей, оси которых ориентированны параллельно силе прессования. В этом случае заготовку формируют на цилиндрической оправке из трех слоев спирали, где первый слой укладывают из взаимно перекрещивающихся спиралей, затем на первый слой (путем рядовой укладки) наматывают второй слой неперекрещивающихся между собой отрезков спиралей больших геометрических размеров, чем у спиралей первого слоя и у взаимно перекрещивающихся спиралей третьего слоя, уложенных на второй слой. После снятия с оправки заготовку сплющивают, затем сворачивают в рулон, после чего подвергают прессованию. Усилие прессования направлено вдоль осей спиралей второго слоя [А.с. СССР №1472168, МПК: B21F 21/00. Способ изготовления заготовок для получения металлорезиновых упругодемпфирующих элементов / Г.В. Лазуткин и др., опубл. 15.04.1989 г., БИ №14].

Данное изобретение выбрано в качестве прототипа.

Как и в случае с аналогом, в ряде ситуаций эффективность виброзащиты готового изделия оказывается недостаточной, а также недостаточными становятся прочность на растяжение и ресурс.

Техническим результатом, на достижение которого направлено разрабатываемое изобретение, является увеличение ресурса, за счет увеличения коэффициента демпфирования, и прочности на растяжение готового изделия.

Технический результат достигается тем, что в способ изготовления заготовок для получения упругопористого нетканого проволочного материала, включающий формирование заготовки на цилиндрической оправке из трех слоев спирали, где первый слой укладывают из взаимно перекрещивающихся спиралей, затем на первый слой путем рядовой укладки наматывают второй слой неперекрещивающихся между собой отрезков спиралей больших геометрических размеров, чем у спиралей первого слоя и у взаимно перекрещивающихся спиралей третьего слоя, уложенных на второй слой, а после снятия с оправки заготовку сплющивают, затем сворачивают в рулон, после чего подвергают прессованию, причем усилие прессования направлено вдоль осей спиралей второго слоя, дополнительно введены операции свивки двух или нескольких проволочек и последующей свивки свитых между собой проволочных пучков в спирали первого и третьего слоев.

Кроме того, спирали второго слоя, имеющие большие геометрические размеры, чем спирали первого и третьего слоев и являющиеся, по сути, армирующими элементами готового изделия, также могут быть изготовлены путем введения операции двойной свивки.

Кроме того, спирали второго слоя могут быть изготовлены путем укладки одна в другую коаксиально расположенных спиралей разного диаметра.

Кроме того, проволочные пучки могут быть свиты из проволочек разных диаметров.

Кроме того, проволочные пучки могут быть свиты из проволочек с разным антифрикционным покрытием, например омедненных и оцинкованных и др.

Изготовление армирующих элементов из спиралей двойной свивки позволяет еще в большей степени повысить демпфирующую способность готового изделия, его ресурс и прочность на растяжение.

Коаксиальная укладка одну в другую армирующих спиралей двойной свивки позволяет при прочих равных условиях существенно увеличить плотность заготовки, несущие свойства готового изделия и его прочностные свойства.

Изготовление проволочных спиралей из свитых в пучок проволочек разного диаметра и с разным антифрикционным покрытием позволяет существенно улучшить стабильность упругодиссипативных свойств готового изделия при наработке.

Предлагаемый способ изготовления упругопористого нетканого проволочного материала поясняется чертежами, где:

- на фиг.1 показана пресс-форма с установленной в ней заготовкой;

- на фиг.2, 3 показана пористо-свитая структура готового изделия, полученная путем двойной свивки;

- на фиг.3 показано укрупненное изображение пористо-свитой структуры готового изделия, полученного путем двойной свивки;

- на фиг.4 показаны результаты сравнительных динамических испытаний виброизоляторов-прототипов и виброизоляторов нового поколения.

Предлагаемая технология изготовления упругопористого нетканого проволочного материала реализуется в следующей последовательности.

Заготовку из спирали круглого сечения двойной свивки формируют путем растягивания спирали до шага, приблизительно равного ее диаметру, и укладки с взаимным перекрещиванием в три слоя на цилиндрическую оправку, причем второй слой уложен из спиралей двойной свивки большего диаметра, чем у первого и третьего слоев. Далее заготовку снимают с оправки и полученный рулон сплющивают в ленту. На следующем этапе ленту скатывают в рулон. Сформированный рулон помещают в пресс-форму (фиг.1), в которой с помощью холодного прессования получают готовое изделие, имеющее структуру спиралей 2 (фиг.2) двойной свивки (спирали 1 и 3, фиг.3).

Реализация предлагаемого способа была апробирована при создании виброизолятора втулочного типа нового поколения. Экспериментальные исследования готового изделия показали их высокие демпфирующие свойства (коэффициент усиления на резонансе снижен почти в 2 раза (см. фиг.4). Новая конструкция заготовок в отличие от обычной позволяет практически полностью сохранять упругие свойства УДЭ независимо от того, каким образом получена прессовка с конечной плотностью ρк - одноразовым прессованием от ρз до ρк или в результате многократно повторяющихся допрессовок до той же величины ρк. Следовательно, можно ожидать, что в процессе длительной наработки УДЭ при новой конструкции его заготовки должен обладать более высокой стойкостью к усадке.

Применение новой конструкции заготовки позволило увеличить плотность УДЭ по сравнению с прототипом на 30%. Подобные мероприятия обеспечили технологическую надежность производства УДЭ и снизили интенсивность резонансных колебаний до допускаемых значений.

Испытания виброизоляторов-прототипов при длительной наработке показали, что УДЭ прототипа имеют усадку, составляющую 20-30% от величины упругого последействия ЛН. УДЭ виброизоляторов нового поколения усадки практически не имеют. Более того, для некоторых образцов УДЭ после наработки наблюдалось увеличение высоты УДЭ по сравнению с начальной.

Можно предположить, что при наработке виброизолятора нового поколения усадка в массиве материала МР компенсируется восстанавливающей силой упругости неперекрещивающихся спиралей, вследствие чего величина натягов УДЭ остается неизменной, а следовательно и характер нелинейности УДХ изменяется незначительно.

Испытания показали, что предлагаемый упругодемпфирующий элемент имеет упругую составляющую на 35% выше, а демпфирующую способность и ресурс соответственно в 1,7 и 2,7 раза больше, чем у прототипа.

Готовое изделие работает следующим образом.

При воздействии виброударной нагрузки на виброизолируемый объект происходит диссипация энергии колебаний как в точках контакта витков спиралей УДЭ, так и внутри отрезков прядей спиралей по линиям контакта между отрезками проволоки. Благодаря выполнению отрезков металлической проволоки в виде прядей, свитых из одной или нескольких проволочек, увеличивается суммарная площадь контакта между элементами материала в УДЭ, что приводит к повышению его демпфирующей способности и снижению контактных напряжений между витками спиралей, положительно сказывающемуся на увеличении ресурса и повышении прочности на растяжение.

Совокупность положительного эффекта прелагаемого 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 виброударозащиты обслуживающего персонала и перевозимых грузов от динамических воздействий со стороны рельсового дорожного пути, подвижного состава и энергетической установки транспортного средства.

Предлагаемый способ изготовления упругопористого нетканого проволочного материала повышает коэффициент демпфирования, прочность на растяжение и соответственно ресурс готового изделия.

1. Способ изготовления упругопористого нетканого проволочного материала, включающий формирование заготовки из проволок спиралей на цилиндрической оправке из трех слоев спирали, снятие заготовки с оправки, сплющивание, сворачивание в рулон и последующее прессование вдоль осей спиралей второго слоя с получением готового изделия, отличающийся тем, что спирали первого и третьего слоев получают путем свивки двух или нескольких отрезков проволоки в проволочные пучки с последующей их свивкой в спирали.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что спирали второго слоя изготавливают с большими размерами, чем спирали первого и третьего слоев, путем двойной свивки или путем укладки одна в другую коаксиально расположенных спиралей различного диаметра.

3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что для свивки проволочных пучков используют проволоки разных диаметров.

4. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что для свивки проволочных пучков используют проволоки с разным антифрикционным покрытием.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при изготовлении круглой и фасонной проволоки для одновременного удаления грата с нескольких ниток катанки.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при производстве, например, канцелярских скрепок. .

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в автотранспортной промышленности при изготовлении гибкой из проволоки деталей широкой номенклатуры.

Изобретение относится к изготовлению из проволоки или ленты изделий, имеющих зигзагообразный профиль, и может быть использовано в мебельной или в автотракторной промышленности.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при обработке материалов с неупорядоченной структурой, в частности металлорезины. .

Изобретение относится к области машиностроения, изготовлению специальных изделий из проволоки. .

Изобретение относится к устройствам для получения волокнистой загрузки для биореакционных аппаратов, используемых, в частности, при биохимической очистке бытовых и близких к ним по составу производственных сточных вод.

Изобретение относится к области обработки металлов давлением, в частности к обработке материала с неупорядоченной структурой, например материала "МР" - металлического аналога резины, при изготовлении длинномерных деталей полого профиля, используемых в качестве амортизаторов, уплотнений, фильтров для очистки жидкостей и газов, фитилей тепловых труб и так далее.

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к изготовлению упругих элементов из проволочного материала. .

Группа изобретений относится к промышленной теплоэнергетике и может быть использована, в частности, при изготовлении регенеративных теплообменников из проволоки для машин, работающих по циклу Стирлинга. Способ включает деформирование проволочного материала с получением изгибов, расположенных с шагом h, и прессование деформированного проволочного материала в пресс-форме до заданной плотности. Осуществляют нарезку деформированного проволочного материала на отрезки длиной не менее 3h и не более поперечного размера пресс-формы и их перемешивание для равномерного распределения в пресс-форме. Приведена конструкция устройства для изготовления регенеративного теплообменника согласно приемам заявленного способа. Обеспечивается возможность регулирования гидравлического диаметра внутренней структуры пор и увеличение внутренней прочности изделия при изготовлении пористых структур различной геометрической формы из проволоки различного диаметра. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при изготовлении упругогистерезисных элементов из проволочного материала, применяемых в виброизоляторах и демпферах колебаний агрегатов и приборов. Способ включает прессование заготовок, содержащих слои сетки, сплетенной из проволочных спиралей, растянутых до шага, равного диаметру спирали, которые располагают перпендикулярно действующей на упругогистерезисный элемент растягивающей силе. Часть слоев сетки сплетают из спиралей правой свивки, а часть - из спиралей левой свивки, и располагают их с чередованием из условия расположения осей спиралей в контактирующих слоях параллельно друг другу и перпендикулярно действующей растягивающей силе. Используют предварительно напряженную сетку, у которой из каждой пары контактирующих спиралей одна упруго растянута, а другая - упруго сжата одной и той же нагрузкой, приложенной вдоль оси спиралей из условия нахождения самой сетки в упругом равновесном состоянии. Чередующиеся слои сетки со спиралями правой и левой свивки формируют в блоки, в одних из которых оси спиралей перпендикулярны одной растягивающей силе, а в других - другой растягивающей силе, перпендикулярной первой Блоки чередуют с образованием заготовки из условия контакта друг с другом слоев сетки с одинаковой свивкой спиралей, при этом число слоев в различных блоках выбирают в зависимости от действующей на блок растягивающей нагрузки, перпендикулярной осям спиралей блока. Повышается прочность изделия на разрыв по двум взаимно перпендикулярным плоскостям.2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретения относятся к области обработки металлов давлением. Способ изготовления трубчатых элементов из материала МР включает получение отрезков проволоки в виде растянутых спиралей. Формируют заготовку в виде рулона с отверстием. Размещают заготовку в пресс-форме и прессуют ее за два перехода. Прессуют в двух направлениях, перпендикулярных оси симметрии отверстия заготовки. После первого перехода получают трубчатую заготовку с двумя выступами на наружной поверхности. На втором переходе получают элемент цилиндрической формы. Предусмотрено устройство для реализации данного способа. Пресс-форма состоит из обоймы для четного и нечетного переходов. Обоймы содержат матрицу, две пары пуансонов. Рабочий торец пуансона образует с внутренними поверхностями пластин матриц обоймы тупые и острые кромки. Ширина пуансона обоймы для каждого последующего перехода меньше ширины пуансона обоймы для предыдущего перехода. Пуансоны выполнены в виде тавра. Техническим результатом является изготовление деталей из материала MP с одинаковой плотностью по всей длине, упрощение технологии изготовления деталей из материала MP за счет сочетания нескольких однотипных переходов, упрощение конструкции пресс-формы. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 6 ил., 1 табл.

Группа изобретений относится к промышленной теплоэнергетике и может быть использована, в частности, при изготовлении регенеративных теплообменников из проволоки для машин, работающих по циклу Стирлинга. Способ включает деформирование проволочного материала с получением изгибов, расположенных с шагом h, и прессование деформированного проволочного материала в пресс-форме до заданной плотности. Осуществляют нарезку деформированного проволочного материала на отрезки длиной не менее 3h и не более поперечного размера пресс-формы и их перемешивание для равномерного распределения в пресс-форме. Приведена конструкция устройства для изготовления регенеративного теплообменника согласно приемам заявленного способа. Обеспечивается возможность регулирования гидравлического диаметра внутренней структуры пор и увеличение внутренней прочности изделия при изготовлении пористых структур различной геометрической формы из проволоки различного диаметра. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при изготовлении упругогистерезисных элементов из проволочного материала, применяемых в виброизоляторах и демпферах колебаний агрегатов и приборов. Способ включает прессование заготовок, содержащих слои сетки, сплетенной из проволочных спиралей, растянутых до шага, равного диаметру спирали, которые располагают перпендикулярно действующей на упругогистерезисный элемент растягивающей силе. Часть слоев сетки сплетают из спиралей правой свивки, а часть - из спиралей левой свивки, и располагают их с чередованием из условия расположения осей спиралей в контактирующих слоях параллельно друг другу и перпендикулярно действующей растягивающей силе. Используют предварительно напряженную сетку, у которой из каждой пары контактирующих спиралей одна упруго растянута, а другая - упруго сжата одной и той же нагрузкой, приложенной вдоль оси спиралей из условия нахождения самой сетки в упругом равновесном состоянии. Чередующиеся слои сетки со спиралями правой и левой свивки формируют в блоки, в одних из которых оси спиралей перпендикулярны одной растягивающей силе, а в других - другой растягивающей силе, перпендикулярной первой Блоки чередуют с образованием заготовки из условия контакта друг с другом слоев сетки с одинаковой свивкой спиралей, при этом число слоев в различных блоках выбирают в зависимости от действующей на блок растягивающей нагрузки, перпендикулярной осям спиралей блока. Повышается прочность изделия на разрыв по двум взаимно перпендикулярным плоскостям.2 з.п. ф-лы, 3 ил.
Наверх