ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Разработан способ изготовления многослойных трубчатых изделий, преимущественно штоковгидро- и пневмоцилиндров.

Способ осуществляется следующим образом. Шток гидроцилиндра выполняют из металлической 1 (см. рисунок) и композитной 2 частей. В качестве композита может быть взят жгутовый углепластик КМУ-9 (волокно УКН-5000), поскольку он обладает наибольшими характеристиками удельной прочности среди известных конструкционных материалов. На разборную оправку наматывают в окружном направлении углепластик до получения необходимой толщины, отверждают связующее и производят механическую обработку, чтобы наружный диаметр углепластикового слоя был несколько больше внутреннего диаметра металлической части штока при комнатной температуре. Наружный диаметр определяется выражением:

d=d ₀ [ 1 + (a_м-a_k)(t - t ₀)k,

гдеd ₀ - внутренний диаметр металлической части штока;

a_м-a_k- разность коэффициентов тепловоголинейногорасширенияметаллаи

композита;

Т _р-Т ₀ - изменение температуры металлической части штока в процессе работы;

k - коэффициент, учитывающий разброс теплофизических свойств

материалов, k = 1,0...1,1.

Углепластиковую составляющую снимают с оправки и устанавливают ее внутрь трубчатой металлической заготовки штока, предварительно нагретой до температуры Т=Тр+20...30 ⁰c (Тр - максимальная рабочая температура), после чего осуществляют их совместное охлаждение до комнатной температуры.

Поскольку тепловое расширение углепластика почти отсутствует, охлаждение металла приводит к обжатию композита и растяжению металла, что обеспечивает существенное увеличение прочности штока при действии рабочего давления в гидроцилиндре. После охлаждения производят механическую обработку наружной поверхности штока.

Внедрение способа позволяет увеличить более чем в 3 раза прочность металлической части изделия, а значит и самого штока гидроцилиндра в целом; снизить массу гладкой части штока на 35-38%.

Шток гидроцилиндра