Контактным формованием

где /? — среднее контактное давление; К=2..Л — коэффициент запаса сцепления деталей; d и / — диаметр и длина посадочной поверхности; / — коэффициент сцепления (трения). Для стальных и чугунных деталей при сборке запрессовкой /=0,07; при температурной сборке /=0,14. Если одна из деталей стальная или чугунная, а другая бронзовая, то при сборке запрессовкой /=0,05; при температурной сборке /=0,07. Расчетный натяг цилиндрического соединения ;Vp (см. рис. 3.8), равный деформации деталей соединения, связан с контактным давлением р зависимостью Ляме, вывод которой приведен в курсе сопротивления материалов для расчета толстостенных полых цилиндров:

Расчет. При сборке деталей с гарантированным натягом сопрягающиеся поверхности оказываются нагруженными контактным давлением р (рис. 4.14, б). Величина этого давления может быть подсчитана по формуле:

Прочность соединения обеспечивается натягом, который образуется в выбранной посадке. Значение натяга определяется потребным контактным давлением рт на посадочной поверхности соединяемых деталей. Это давление должно быть таким, чтобы силы трения, возникающие на посадочной поверхности соединения, оказались больше внешних сдвигающих сил.

Деформация Д деталей соединения, равная по значению расчетному натягу, связана с контактным давлением рт зависимостью Лямё, выводимой в курсе сопротивления материалов для расчета толстостенных полых цилиндров:

5. Какой зависимостью связан расчетный натяг цилиндрического соединения с контактным давлением?

Исследование одновременного воздействия коррозионной среды и контактного трения на усталостную прочность титанового сплава ВТ6 с ов = 800-г860 МПа изучено авторами работы [159]. Из кованых заготовок вырезали специальные образцы диаметром рабочей части 20 мм, моделирующие ось с напрессованными втулками. Моделировали два типа закрепления втулок: конические напрессованные, передающие изгибающий момент, и цилиндрические, не передающие его. Материалом для втулок служили титановые сплавы ВТ6 (ав = 830 МПа), ПТ-ЗВ (ав = 730 МПа) и ВТ1 (ав = 580 МПа). Запрессовку втулок производили с различным контактным давлением. Усталостные испытания вели на воздухе и в 3 %-ном растворе NaCI. Обкатывание подлежащих запрессовке частей конических и цилиндрических образцов выполняли с помощью шарикового приспособления при следующих режимах: усилие обкатки Р= 2000 Н, диаметр шарика D= 10 мм; скорость обкатки 350 об/мин, число, проходов два. Кривые усталости образцов с напрессованными втулками, передающими изгибающий момент, при различных контактных давлениях представлены на рис. 101. Предел выносливости гладких образцов без напрессовки втулок был равен 380 МПа при испытании на воздухе и в коррозионной среде. Напрессовка втулок на неупрочненные

контактным давлением 60 МПа (а) и160МПа (б) при испытании:

Рассмотрим, в каком соотношении находятся твердости, определяемые как отношения вертикальной силы к площади проекции отпечатков пирамиды и конуса, со средним контактным давлением.

В последние годы большое практическое значение приобретает ультразвуковой контроль качества слоистых металлических материалов и изделий. Во многих случаях прочность соединения слоев таких материалов определяется структурой граничной зоны. К таким материалам относятся биметаллы, а также детали, изготовленные методом тепловой посадки, при которой образуется кольцевая зона пластически деформированного металла и зоны схватывания. При изготовлении таких соединений, например посадке кривошипов на валы мощных поршневых компрессоров, гребных винтов на валы речных и морских судов и пр., важно определить, находятся ли соединенные детали под расчетным контактным давлением и равномерно ли оно распределено по контуру и длине посадки, какова величина фактической площади контакта. Выполненные исследования [5, 22, 24, 75] показали, что для контроля структурных особенностей граничной зоны подобных соединений наиболее эффективно применение ультразвукового метода.

Общие смещения точек тела связаны с контактным давлением соотношением (см. с. 11)

то величины Mri и Qri будут связаны с контактным давлением в том же сечении соотношениями

Для трубопроводов из эпоксидных стеклопластиков, иногда изделий из полиэфирных стеклопластиков, полученных контактным формованием

1. Предполагаемое руководство по отгрузке, транспортировке и установке изготовленных по заказу контактным формованием химически стойких емкостей из полиэфирных слоистых пластиков.

армирующих наполнителей, между внутренним слоем и первым слоем основного армирующего наполнителя, располагают два или более слоев из стекломата на основе рубленого стекловолокна массой 32 г, пропитанного связующим с высокой растворимостью. Внешний слой составляет стекломат, пропитанный связующим, этот слой стоек к воздействию паров и атмосферных условий. Труба, показанная на рис. 1, состоит из внутреннего слоя толщиной 0,25—0,5 мм с высоким содержанием связующего, армированного поверхностным матом из стекловолокна на основе С-стекла или слоем органических волокон (а); слоя толщиной 2,5 мм, представляющего собой два или более слоев стекломатов массой 32 г с содержанием стекловолокна 25—30% (б), и слоев армирующего наполнителя, Число которых определяется заданной толщиной стенки и прочностью трубы (в). Это могут быть дополнительные слои стекломата массой 32 г, слои стеклоткани или стеклоровницы. В тяжелых конструкциях, где требуется несколько слоев стеклоровницы, между слоями последней располагают стекломаты. На последний слой стеклоровницы всегда укладывают стекломат массой 32 г. Внешний слой (г) имеет более высокое содержание связующего и упрочняется стеклома-тами из С-стекла с добавками, повышающими стойкость от воздействия УФ-излучения. Такие трубы предназначены для эксплуатации при температурах до 125° С и избыточном давлении 10,5 кгс/см2. Выпускают трубы длиной 3,6; 6,0 и до 12,2 м, иногда до 18 м. Диаметр труб составляет от 50 до 1520 мм; однако могут быть изготовлены трубы большего диаметра, например недавно была изготовлена труба, диаметр которой составлял 2700 мм. Содержание связующего в этом типе труб, изготовленных контактным формованием, составляет 75%, содержание стекло-волокнистого наполнителя 25%.

стеклопластиков, изготовлен- наполнителя вручную ных контактным формованием с выкладкой стеклонаполните-ля вручную.

Цилиндрические емкости. Цилиндрическая конструкция емкостей получила наиболее широкое распространение. Емкости изготовляют в соответствии со стандартом PS 15—69. В табл. 11 приведены размеры цилиндрических емкостей и толщины стенок в соответствии с этим стандартом. Обычно они изготовляются либо методом контактного формования с выкладкой армирующего наполнителя вручную, или одним из многочисленных методов намотки. Иногда при изготовлении цилиндрических емкостей используют стальную вращающуюся оправку, на которую намотана пленка «Майлар». Выкладку армирующего наполнителя производят на эту пленку. По мере вращения крупной стальной оправки на него наносят стекловолокно и связующее до получения готового изделия. Как правило, стоимость емкостей, изготовленных методом намотки, ниже стоимости емкостей, полученных контактным формованием, что объясняется более низкими трудовыми затратами.

Кроме того, в емкостях, изготовленных намоткой, отношение стекловолокно — связующее значительно выше, чем в емкостях, изготовленных контактным формованием. Конструкционные напряжения, нормальные к меридианному сечению,- возникающие в стенке емкостей, изготовленных намоткой, как правило, значительно выше напряжений, возникающих в стенках емкостей, полученных контактным формованием. Однако в данном случае следует учитывать другие факторы. Метод контактного формования обеспечивает получение более высокой коррозионной стойкости, что компенсирует с лихвой разницу в физико-механических свойствах. Внутреннюю поверхность емкостей покрывают гель-покрытием, в которое добавлено стекловолокно на основе стекла С для повышения коррозионной стойкости. Кроме того, на внутрен-ней поверхности используются один или более слоев стекломатов на основе рубленого волокна массой 32 г. Затем наносят слой во-

Широкое распространение в машиностроении, судостроении, электро- и радиотехнике получили такие виды трансверсально-изотропных композиционных материалов, как стекловолокнистый анизотропный материал АГ-4В, ДСВ-2Р-2М, СВАМ «звездной» структуры, П-5-2 и др. Изделия из этих материалов получают в основном горячим прессованием и контактным формованием.

Т. п. перерабатывают в изделия прямым и литьевым прессованием, экструзией и контактным формованием. Последний метод применяют для изготовления крупногабаритных изделий, гл. обр. из стеклопластиков. Трубы и трубчатые изделия из таких стеклопластиков получают методом намотки. Из слоистых пластмасс изделия изготовляют механич. обработкой. В произ-ве Т. п. наибольшее распространение получило прямое прессование, к-рое осуществляется в специальных прессфор^

Эпоксифурановые слоистые материалы имеют хорошую стойкость к кислотам. Эпоксифурановые пластмассы перерабатывают контактным формованием, причем для их отверждения применяют различные отвер-дители. При добавлении фурфурол-кетоновых смол вязкость существенно снижается.

прессованием, выдавливанием, контактным формованием и отверждением (обычно при повышенной температуре).

Ниже приводятся основные принципы и формулы для расчета слабонагруженных стеклопластиковых деталей, которые можно изготовлять контактным формованием. Дополнительная информация для расчета и анализа изделий из композиционных материалов включена в гл. 16 — по намотке волокном, гл. 20 — по расчету композиционных материалов и гл. 21 — по трехслойным конструкциям.