Способ формования резьбы стеклопластиковых труб
METHOD OF FORMING THREAD OF FIBERGLASS PIPES

Изобретение относится к машиностроению, а именно к изготовлению труб из композиционных материалов, и может быть использовано при изготовлении резьбовых соединений труб.
Трубы с резьбовыми соединениями используют для организации сборно-разборных транспортных магистралей и подразумевают многократное использование. Так, известны сборно-разборные магистрали труб из стеклопластикового волокна, для соединения которых используется резьба.
Из патента №151466 SU известен способ формования внутренней конусной резьбы, в соответствии с которым заполнение резьбы профилированного дорна накладываемыми стекложгутами производят обжимкой гибким прутком.
Из патента №4999389 US известна полимерная композиция из смол, которая предназначена для формирования износостойких, смазывающих поверхностей. Композиция содержит термореактивную смолу, такую как эпоксидная смола и отвердитель, в комбинации с наполнителем, который, в свою очередь, содержит керамический порошок, графит и короткие отрезки волокон.
Из патента №2460746 RU известна композиция для формования резьбы на стеклопластиковой трубе с использованием резьбового знака, которая содержит содержит, мас. ч.: эпоксидное связующее (эпоксидная смола в сочетании отвердителем) - 100, графит - 0-25,0, волластонит - 10,0-200,0 от содержания эпоксидной смолы с графитом.
Целью изобретения является повышение долговечности и износоустойчивости резьбы, выполненной на стеклокерамической композиционной трубе.
Цель достигается за счет того, что на этапе механической нарезки резьбу наносят с занижением среднего диаметра резьбы на 0,1-1,5 процента, затем на нанесенную резьбу наносят состав связующего, аналогичный составу связующего трубы, дополнительно включающий следующие компоненты:
- эпоксидное связующее, в качестве которого берут смесь эпоксидной смолы и отвердителя, от 70 до 120 объемн. частей
- наполнитель, от 200 до 280 объемн. частей, в качестве наполнителя берут: колотые стеклопластиковые и графитовые нити длиной от 5 мкм до 200 мкм и керамический порошок с размером гранул от 5 мкм до 200 мкм, графитовый порошок, а также кристаллическую двуокись кремния с диаметром частиц от 7 до 40 нм. Далее устанавливают на резьбу формующий стальной знак и производят отверждение резьбовой части трубы при следующих условиях:
температурный режим - от 80 до 130°С
время отверждения - от 90 до 180 минут.
За счет нанесения на поверхность резьбы связующего состава с одной стороны достигается заполнение дефектов механической обработки, а с другой, при отверждении, достигается высокая степень адгезии с материалом трубы. В результате повышается износоустойчивость резьбового соединения, надежность и срок службы трубы.
Осуществление изобретения
Производят изготовление основного тела трубы методом намотки стекловолокна на оправку с использованием в качестве связующего смеси эпоксидной смолы и отвердителя. После отверждения тела трубы в области торца производят формование резьбы механическим способом - нарезка резьбы производится на станке с ЧПУ. Требуемый профиль резьбы обеспечивается стальным профильным диском с алмазным покрытием. Рабочие обороты привода диска - 10000 об/мин. В процессе нарезки применяется водяное охлаждение. Нарезка производится с занижением среднего диаметра резьбы для того, чтобы после процесса формования значение среднего диаметра резьбы уже на готовой трубе не выходили за пределы номинального. Далее на резьбовую поверхность наносят состав связующего, аналогичный составу связующего трубы, дополнительно включающий следующие компоненты:
- эпоксидное связующее, в качестве которого берут смесь эпоксидной смолы и связующего, от 70 до 120 объемн. частей
- наполнитель, от 200 до 280 объемн. частей.
В качестве связующего берут эпоксидную смолу, например ЭД-20 или YD-128 (эпоксидно-диановая неотвержденная), в качестве отвердителя, например ПЭПА (полиэтиленполиамин). В зависимости от условий работы возможно использовать отвердители холодного отверждения Этал-45М, АФ-2, ХТ-116.
В качестве наполнителей берут следующую смесь: колотые стеклопластиковые и графитовые нити длиной от 5 мкм до 200 мкм и керамический порошок с размером гранул от 5 мкм до 200 мкм для целей повышения твердости связующего, графитовый порошок для целей уменьшения коэффициента трения на поверхности изделия, а также кристаллическую двуокись кремния с диаметром частиц от 7 до 40 нм для целей повышения твердости связующего.
Далее устанавливают на резьбу формующий стальной знак и производят отверждение резьбовой части трубы при следующих условиях:
температурный режим - от 80 до 130°С
время отверждения - от 90 до 180 минут.
В результате достигается шероховатость поверхности резьбы 0,1-0,5 мм.