RU235164U1 - PRISMATIC COMPOSITE CARBON KEY - Google Patents
PRISMATIC COMPOSITE CARBON KEY Download PDFInfo
- Publication number
- RU235164U1 RU235164U1 RU2025113004U RU2025113004U RU235164U1 RU 235164 U1 RU235164 U1 RU 235164U1 RU 2025113004 U RU2025113004 U RU 2025113004U RU 2025113004 U RU2025113004 U RU 2025113004U RU 235164 U1 RU235164 U1 RU 235164U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- key
- roundings
- resin
- composite
- semi
- Prior art date
Links
Abstract
Полезная модель относится к устройствам для соединения конструкций из композитного материала и касается шпонки призматической композитной углеродной. Шпонка включает в себя тело прямоугольной призмы с закруглениями по краям длинной стороны в виде полуцилиндра. Закругления тела прокатаны из нагретой заготовки, тело шпонки выполнено из композитного материала, состоящего из углепластиковой основы в виде волокна, пропитанного связующей эпоксидной смолой с добавлением алмазного порошка, предварительно равномерно перемешанного в смоле. Технический результат заключается в повышении поверхностной устойчивости, увеличивающей износостойкость шпонки. 2 ил. The utility model relates to devices for connecting structures made of composite material and concerns a prismatic composite carbon key. The key includes a body of a rectangular prism with roundings along the edges of the long side in the form of a semi-cylinder. The body roundings are rolled from a heated blank, the body of the key is made of a composite material consisting of a carbon fiber base in the form of fiber impregnated with a binding epoxy resin with the addition of diamond powder, preliminarily uniformly mixed in the resin. The technical result consists in increasing the surface resistance, increasing the wear resistance of the key. 2 ill.
Description
Полезная модель относится к устройствам для соединения конструкций из композитного материала и может использоваться при сборке конструкций. Композитные механические передачи имеют огромные преимущества, в виде удельного веса материала для изделий, которые востребованы в аэрокосмической технике.The utility model relates to devices for connecting structures made of composite material and can be used in assembling structures. Composite mechanical transmissions have enormous advantages in the form of specific gravity of the material for products that are in demand in aerospace engineering.
Уровень техникиState of the art
Известно устройство шпонка призматическая из базальтового композитного материала (патент RU 226105, МПК F16B 3/00. Опубликовано: 21.05.2024 Бюл. №15), содержащая тело прямоугольной призмы с закруглениями в виде полуцилиндра, при этом тело шпонки выполнено из базальтового композитного материала, включающего базальтовую основу в виде волокна, пропитанного связующими смолами, закругления тела прокатаны из нагретой заготовки, причем базальтовая основа в виде волокна, пропитанная связующими смолами, выполнена с добавлением базальтового порошка, предварительно перемешанного в смоле.A device is known - a prismatic key made of basalt composite material (patent RU 226105, IPC F16B 3/00. Published: 21.05.2024 Bulletin No. 15), containing a body of a rectangular prism with roundings in the form of a semi-cylinder, wherein the body of the key is made of basalt composite material, including a basalt base in the form of fiber impregnated with binding resins, the roundings of the body are rolled from a heated blank, and the basalt base in the form of fiber impregnated with binding resins is made with the addition of basalt powder, pre-mixed in resin.
Недостатком известного устройства является низкая устойчивость шпоночного соединения из эпоксидных гибридных композитов.The disadvantage of the known device is the low stability of the keyway connection made of epoxy hybrid composites.
Известно наиболее близкое устройство шпонка призматическая из композитного гибридного стеклопластикового материала (патент RU 226243, МПК F16B 3/00. Опубликовано: 28.05.2024 Бюл. №16), содержащая тело прямоугольной призмы с закруглениями в виде полуцилиндров, при этом тело шпонки выполнено из стеклопластикового композитного материала, включающего стеклопластиковую основу в виде волокна, пропитанного связующими смолами, закругления тела прокатаны при нагретой заготовке, причем стеклопластиковая основа шпонки в виде волокна, пропитанная связующими смолами, выполнена с добавлением кварцевого порошка, предварительно равномерно перемешанного в смоле.The closest known device is a prismatic key made of a composite hybrid fiberglass material (patent RU 226243, IPC F16B 3/00. Published: 05/28/2024 Bulletin No. 16), containing a rectangular prism body with roundings in the form of semi-cylinders, wherein the key body is made of a fiberglass composite material including a fiberglass base in the form of fiber impregnated with binder resins, the roundings of the body are rolled with a heated workpiece, and the fiberglass base of the key in the form of fiber impregnated with binder resins is made with the addition of quartz powder, preliminarily uniformly mixed in the resin.
Недостатком наиболее близкого устройства является низкая устойчивость шпоночного соединения из эпоксидных гибридных композитов.The disadvantage of the closest device is the low stability of the keyway connection made of epoxy hybrid composites.
Раскрытие полезной моделиDisclosure of a utility model
Техническим результатом является повышение поверхностной устойчивости, увеличивающей износостойкость шпонки, за счет применения гибридных эпоксидных композитов.The technical result is an increase in surface stability, increasing the wear resistance of the key, due to the use of hybrid epoxy composites.
Настоящий технический результат достигается в устройстве шпонка призматическая композитная углеродная, включающая в себя тело прямоугольной призмы с закруглениями по краям длинной стороны в виде полуцилиндра, при этом тело шпонки выполнено из композитного материала, состоящего из углепластиковой основы в виде волокна, пропитанного связующей эпоксидной смолой, закругления тела прокатаны из нагретой заготовки, причем углепластиковая основа в виде волокна, пропитанная связующей смолой, выполнена с добавлением алмазного порошка, предварительно равномерно перемешанного в смоле.The present technical result is achieved in a device - a prismatic composite carbon key, including a body of a rectangular prism with roundings along the edges of the long side in the form of a semi-cylinder, wherein the body of the key is made of a composite material consisting of a carbon-plastic base in the form of a fiber impregnated with a binding epoxy resin, the roundings of the body are rolled from a heated blank, wherein the carbon-plastic base in the form of a fiber impregnated with a binding resin is made with the addition of diamond powder, previously uniformly mixed in the resin.
Отличительными признаками являются:The distinctive features are:
углепластиковая основа в виде волокна, пропитанная связующей смолой, выполнена с добавлением алмазного порошка, это повышает устойчивость и поверхностную прочность шпоночного соединения за счет жесткости эпоксидных композитов [3];carbon fiber base impregnated with a binder resin, made with the addition of diamond powder, this increases the stability and surface strength of the keyway joint due to the rigidity of epoxy composites [3];
предварительное равномерное перемешивание с алмазным порошком, позволяет увеличить устойчивость и поверхностную прочность шпоночного соединения за счет жесткости гибридных эпоксидных композитов [4].Preliminary uniform mixing with diamond powder allows to increase the stability and surface strength of the keyway connection due to the rigidity of hybrid epoxy composites [4].
Сравнение заявляемого решения с аналогом и прототипом не позволило выявить в них признаки, отличающие заявляемое решение, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию «новизна».A comparison of the claimed solution with an analogue and prototype did not reveal any features that distinguish the claimed solution, which allows us to conclude that it meets the “novelty” criterion.
Краткое описание фигурыBrief description of the figure
На фиг. 1 приведен изометрический вид устройства шпонка призматическая композитная углеродная, включающий: 1 - тело шпонки; 2 - закругление тела полуцилиндром; 3 - опорная рабочая поверхность шпонки.Fig. 1 shows an isometric view of the device of a prismatic composite carbon key, including: 1 - the body of the key; 2 - rounding of the body by a semi-cylinder; 3 - the supporting working surface of the key.
На фиг. 2 приведен местный разрез А с фиг. 1, включающий: 2 - закругление тела шпонки полуцилиндром; 4 - порошок алмаза; 5 - нити ровинга, деформированные в процессе штамповки; 6 - нити ровинга, сформированные в нужном порядке.Fig. 2 shows a local section A from Fig. 1, including: 2 - rounding of the key body into a semi-cylinder; 4 - diamond powder; 5 - roving threads deformed during the stamping process; 6 - roving threads formed in the required order.
Осуществление полезной моделиImplementation of a utility model
Основным сырьем для производства шпонки из углепластика является углепластикровинг. Кроме этого, для изготовления шпонки из композита требуется: смолы; спирт этиловый; ацетон; дициандиамид; алмазный порошок 4, получают из отходов алмазной промышленности путем перемалывания их в планетарной шаровой мельнице АГО-2С и просеивания фракции до 56 мкм. Технология производства композитной заготовки для шпонки заключается в следующем. Нити 6 ровинга со специального устройства шпулярника поступают на механизм натяжения, в котором они располагаются в соответствующем порядке. Скомпонованные в нужном порядке нити 6 проходят стадию сушки и предварительного подогрева горячим воздухом. Подогретый ровинг погружают в пропиточную ванну со смолой, предварительно равномерно перемешанной с алмазным порошком 4. Использование такого материала повышает поверхностную прочность и износостойкость шпонки, элемента конструкции механической передачи, за счет улучшения жесткости эпоксидных композитов путем сочетания углепластиковых волокон с алмазным порошком 4. После пропиточной ванны материал протягивается через фильеру для получения заданной площади и формы в сечении заготовки для шпонки. Непрерывный композитный пруток пропускается через протягивающий механизм, на выходе из которого производится резка прутка согласно заданному размеру шпонки.The main raw material for the production of carbon fiber dowels is carbon fiber roving. In addition, the following is required to produce a composite dowel: resins; ethyl alcohol; acetone; dicyandiamide; diamond powder 4, obtained from diamond industry waste by grinding them in an AGO-2S planetary ball mill and sifting the fraction to 56 microns. The technology for producing a composite dowel blank is as follows. The roving threads 6 from a special creel device are fed to the tensioning mechanism, in which they are arranged in the appropriate order. The threads 6 arranged in the required order undergo a drying stage and preliminary heating with hot air. The heated roving is immersed in an impregnation bath with resin, previously uniformly mixed with diamond powder 4. The use of such material increases the surface strength and wear resistance of the key, a structural element of the mechanical transmission, by improving the rigidity of epoxy composites by combining carbon fiber fibers with diamond powder 4. After the impregnation bath, the material is pulled through a die to obtain a specified area and shape in the cross-section of the blank for the key. A continuous composite rod is passed through a pulling mechanism, at the exit of which the rod is cut according to the specified size of the key.
При производстве шпонки из композита используют трехпозиционный автоматический пресс. Горячую штамповку заготовки шпонки ведут в три позиции технологических переходов. На первой штамповочной позиции производят калибровку заготовки и выполняют формирование закругления 2 полуцилиндром в заготовке шпонки с одной стороны. Причем нити 5 ровинга, деформируются в процессе штамповки. Начиная со второй штамповочной позиции, идет формирование закругления 2 полуцилиндром в теле 1 шпонки с другой стороны и продолжается формирование опорной рабочей поверхности 3 шпонки. На третьей штамповочной операции завершается формирование опорной рабочей поверхности 3 шпонки. Дополнительно закругления 2 тела 1 шпонки прокатаны из нагретой заготовки для завершения формирования полуцилиндров.A three-position automatic press is used in the production of a composite key. Hot stamping of the key blank is carried out in three positions of technological transitions. At the first stamping position, the blank is calibrated and the rounding 2 of the semi-cylinder is formed in the key blank on one side. Moreover, the 5 roving threads are deformed during the stamping process. Starting from the second stamping position, the rounding 2 of the semi-cylinder is formed in the body 1 of the key on the other side and the formation of the supporting working surface 3 of the key continues. At the third stamping operation, the formation of the supporting working surface 3 of the key is completed. Additionally, the roundings 2 of the body 1 of the key are rolled from the heated blank to complete the formation of the semi-cylinders.
Подготовленную шпонку подают в туннельную печь, предназначенную для ускорения процесса полимеризации пропиточных смол. Горячая шпонка отправляется в охлаждающую ванну, где под проточной водой она полностью охлаждается. Охлажденная шпонка на фрезерном автомате проходит калибровку закруглений 2 полуцилиндрами и опорной рабочей поверхности 3 шпонки.The prepared key is fed into a tunnel oven designed to accelerate the polymerization process of impregnating resins. The hot key is sent to a cooling bath, where it is completely cooled under running water. The cooled key is calibrated on a milling machine for roundings 2 by semi-cylinders and the supporting working surface 3 of the key.
Прочность алмаза на одноосное сжатие в среднем составляет 1650 МПа [5], это повышает поверхностную устойчивость шпонки.The average uniaxial compressive strength of diamond is 1650 MPa [5], which increases the surface stability of the key.
Основным параметром является нагрузка, которую может выдержать механическая передача в виде шпонки. Для повышения поверхностной устойчивости, прочности и износостойкости шпонки, за счет улучшения жесткости эпоксидных гибридных композитов, сочетают углепластиковые волокна с алмазным порошком.The main parameter is the load that the mechanical transmission in the form of a key can withstand. To increase the surface stability, strength and wear resistance of the key, by improving the rigidity of epoxy hybrid composites, carbon fiber is combined with diamond powder.
Источники информацииSources of information
1. Патент RU 226105, МПК F16B 3/00. Опубликовано: 21.05.2024 Бюл. №15;1. Patent RU 226105, IPC F16B 3/00. Published: 05/21/2024 Bulletin. No. 15;
2. Патент RU 226243, МПК F16B 3/00. Опубликовано: 28.05.2024 Бюл. №16;2. Patent RU 226243, IPC F16B 3/00. Published: 05/28/2024 Bulletin. No. 16;
3. Гибридное влияние базальтовых волокон и базальтового порошка на термомеханические свойства эпоксидных композитов. Композиты, часть B: Машиностроение, том 125, 2017, стр. 157-164.3. Hybrid influence of basalt fibers and basalt powder on thermomechanical properties of epoxy composites. Composites, Part B: Mechanical Engineering, Vol. 125, 2017, pp. 157-164.
4. Гаврилов М.А. Технология получения и химико-биологическая стойкость эпоксидных композитов на основе отходов производства. Дис.канд. техн. наук, с.278 с. 128,133-134. http://dissovet.pguas.ru/files/212-184-01/Gavrilov/Dissertaciya_GavrilovMA.pdf.4. Gavrilov M.A. Technology of production and chemical-biological stability of epoxy composites based on production waste. Dis. Cand. Tech. Sciences, p. 278, pp. 128, 133-134. http://dissovet.pguas.ru/files/212-184-01/Gavrilov/Dissertaciya_GavrilovMA.pdf.
5. Основы физики горных пород, геомеханики и управления состоянием массива. Порцевский А.К., Катков Г.А. Гриф УМО (№51-73 от 28.06.2004) Зарегистрирован в Федеральном агентстве по образованию (№5374 от 16.11.2005), 120 с., с. 21.5. Fundamentals of Rock Physics, Geomechanics, and Massif State Management. Portsevskiy A.K., Katkov G.A. UMO approval (No. 51-73 of 28.06.2004) Registered with the Federal Education Agency (No. 5374 of 16.11.2005), 120 p., p. 21.
Claims (1)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU235164U1 true RU235164U1 (en) | 2025-06-23 |
Family
ID=
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU451870A2 (en) * | 1972-12-25 | 1974-11-30 | Украинский Филиал Всесоюзного Научно-Исследовательского Института Стеклопластиков И Стекловолокна | Prismatic key |
| US4363562A (en) * | 1981-07-13 | 1982-12-14 | Fmc Corporation | Blocking-type key |
| RU226105U1 (en) * | 2024-02-02 | 2024-05-21 | Владимир Васильевич Галайко | Prismatic key made of basalt composite material |
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU451870A2 (en) * | 1972-12-25 | 1974-11-30 | Украинский Филиал Всесоюзного Научно-Исследовательского Института Стеклопластиков И Стекловолокна | Prismatic key |
| US4363562A (en) * | 1981-07-13 | 1982-12-14 | Fmc Corporation | Blocking-type key |
| RU226105U1 (en) * | 2024-02-02 | 2024-05-21 | Владимир Васильевич Галайко | Prismatic key made of basalt composite material |
| RU226243U1 (en) * | 2024-03-24 | 2024-05-28 | Владимир Васильевич Галайко | Prismatic key made of composite hybrid fiberglass material |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU235164U1 (en) | PRISMATIC COMPOSITE CARBON KEY | |
| RU236149U1 (en) | PRISMATIC COMPOSITE BASALT-PLASTIC KEY | |
| RU226243U1 (en) | Prismatic key made of composite hybrid fiberglass material | |
| RU235702U1 (en) | COMPOSITE HYBRID SHAFT | |
| RU233035U1 (en) | COMPOSITE FIBERGLASS HYBRID STUD | |
| RU236598U1 (en) | Composite hybrid screw | |
| RU226770U1 (en) | Hybrid fiberglass composite shaft | |
| RU237701U1 (en) | Composite hybrid stud | |
| RU226504U1 (en) | Shaft made of composite basalt hybrid material | |
| RU238314U1 (en) | Composite hybrid stud | |
| RU235059U1 (en) | BOLT COMPOSITE FIBERGLASS HYBRID | |
| RU234586U1 (en) | COMPOSITE HYBRID FIBERGLASS SCREW | |
| RU235063U1 (en) | COMPOSITE BASALT HYBRID SCREW | |
| RU231506U1 (en) | CARBON COMPOSITE WASHER | |
| RU235334U1 (en) | BOLT COMPOSITE FIBERGLASS HYBRID | |
| RU236246U1 (en) | COMPOSITE HYBRID BOLT | |
| RU233758U1 (en) | COMPOSITE BASALT HYBRID MATERIAL SCREW | |
| RU222281U1 (en) | Fiberglass composite screw | |
| RU231703U1 (en) | COMPOSITE HYBRID SELF-TAPPING SCREW | |
| RU2829967C1 (en) | Method of making studs from composite hybrid basalt material | |
| RU219170U1 (en) | Fiberglass composite stud | |
| RU232840U1 (en) | CARBON HYBRID COMPOSITE V-BELT PULLEY | |
| RU232818U1 (en) | BOLT MADE OF COMPOSITE BASALT HYBRID MATERIAL | |
| RU222083U1 (en) | Carbon composite screw | |
| RU226105U1 (en) | Prismatic key made of basalt composite material |