КОМПОЗИТНЫЙ КОРПУС ДЛЯ МАГНИТОРЕОЛОГИЧЕСКОГО ДЕМПФЕРА

Полезная модель относится к машиностроению.
Уровень техники.
Известны конструкции корпусов RU 2380269 C1, RU 2441798 С1.
Раскрытие полезной модели.
Наиболее близкой является конструкция, указанная в патенте RU 2380269 С1, предлагаемая конструкция в отличие от патента RU 2380269 С1 содержит композитный вкладыш, представляющий собой плетеную структуру, изготовленную из цельного арамидного волокна, армированную цельным углеродным волокном, и интегрированную в неметаллическую оболочку. Это позволяет упростить процесс обработки поверхностей композитного корпуса и избежать появления дополнительных напряжений в композитной структуре.
В отличие от патента RU 2441798 С1 композитный вкладыш выполнен в виде плетеной структуры из цельных арамидных и углеродных волокон, что повышает прочность готового изделия к разнонаправленным динамическим нагрузкам.
Также в отличие от патентов RU 2380269 С1 и RU 2441798 С1 применена комбинация арамидных и углеродных волокон, так как для корпусов сосудов высокого давления изготовление цельного композитного вкладыша из арамидного волокна и дополнительное армирование его углеродным волокном является оптимальным, исходя из прочностных свойств данных материалов.
Технический результат:
Принимая во внимание принцип работы магнитореологических устройств, установка электромагнитных блоков управления на корпус требует изготовление корпусов из магнитопроводящих материалов и исключает применение в качестве материала металлов, что связано с замыканием магнитных потоков на металлическом элементе и возникновением эффекта экранирования металлом. Формирование композитных структур из цельных волокон значительно повышает прочностные характеристики готовых изделий и позволяет им выдерживать существенные разнонаправленные динамические нагрузки. Очевидны, сложности связанные с обработкой композитных материалов после консолидации полиэфирного компаунда и ослабление структуры композита, вследствие, появления внутренних напряжений, возникающих в процессе механической обработки, следовательно, целесообразно выполнять корпуса с композитными вкладышами. Это позволяет легко осуществлять прецизионную обработку поверхностей корпуса без снижения его прочности. В целом техническим результатом является увеличение прочности, повышение ресурса, неметаллических корпусов магнитореологических демпферов и виброопор, возможность установки блоков электромагнитного управления на корпус устройства.
Осуществление полезной модели.
Композитный корпус для магнитореологического демпфера, Фиг. 1, Фиг. 2, Фиг. 3, Фиг. 4, имеет неметаллическую оболочку 2, 3 и композитный вкладыш 1, арамидный каркас, которого изготавливается из цельного волокна, начало арамидного волокна 5 располагается в центре основания гильзы. Арамидное волокно, по плоской спирали, сплетается в окружность нужного диаметра, скрепляя витки между собой, при помощи петель, образованных из волокна, после чего по длине полученной окружности формируется цилиндрическая стенка, за счет соединения между собой рядов петель, конец волокна закрепляется на верхнем кольцевом основании цилиндрической стенки. Полученный арамидный каркас армируется цельным углеродным волокном 6. Углеродное волокно вплетается по цилиндрической стенке арамидного каркаса, от нижнего основания до верхнего основания, со смещением на каждом верхнем уровне текстильной структуры на одну структурную единицу. При этом образуя виток трехмерной спирали с шагом равным высоте цилиндрической стенки. Достигнув верхнего основания цилиндрической стенки, меняется направление углеродного волокна на обратное направление. Углеродное волокно вплетается по цилиндрической стенке арамидного каркаса, от верхнего основания до нижнего основания, повторяя траекторию первого витка со смещением в сторону, на одну структурную единицу арамидного каркаса, относительно первого витка спирали. Достигнув нижнего основания цилиндрической стенки, углеродное волокно проходит через основание гильзы, диаметрально, и по аналогии выполняется армирующий виток спирали по цилиндрической стенке арамидного каркаса, от нижнего основания до верхнего основания. И обратный виток, от верхнего основания до нижнего основания, со смещением в сторону, на одну структурную единицу арамидного каркаса, относительно полученного армирующего витка спирали. После чего процесс повторяется и продолжается пока армирование углеродным волокном не будет произведено по всей длине окружности цилиндрического арамидного каркаса. В результате по длине окружности цилиндрического арамидного каркаса образуется круговой массив армирующих витков из углеродного волокна, витки которого переплетены с арамидным волокном и между собой. Жесткость полимерного корпуса повышается интеграцией пластин жесткости 4, в оболочку корпуса, на уровне крепления композитного корпуса, обеспечивая устойчивость крепежных отверстий к сдвиговым напряжениям и установкой пластины жесткости 4 в область максимальных статических давлений, между основанием композитного вкладыша и внешней оболочкой корпуса.
Устройство функционирует следующим образом.
Использование неметаллических оболочек с композитными вкладышами, Фиг. 1, позволяет существенно повысить прочностные характеристики корпусов и упростить процесс их изготовления.
Арамидный каркас, Фиг. 2, выполняется из цельного волокна, как цилиндрической формы, так и в форме гильзы, для повышения прочности, арамидный каркас армируется цельным углеродным волокном.
Арамидные и углеродные волокна имеют высокую прочность на растяжение, но при условии сохранения их целостности и приложения нагрузки в осевом направлении, вдоль волокна. Удельная прочность углеродного волокна уступает удельной прочности арамидных волокон, но углеродные волокна обладают большей термической стойкостью. Поэтому рационально изготавливать каркасы композитного вкладыша из арамидного волокна, а выполнение плетеной структуры композитного вкладыша, Фиг. 3, из цельных арамидных волокон и армирование цельными углеродными волокнами, Фиг. 4, способствует повышению устойчивости к разнонаправленным динамическим нагрузкам.
Перечень последовательностей:
Ссылочные обозначения Фиг. 1
1 - композитный вкладыш,
2 - внутренняя оболочка корпуса,
3 - внешняя оболочка корпуса,
4 - пластины жесткости.
Ссылочные обозначения Фиг. 2
1 - композитный вкладыш.
Ссылочные обозначения Фиг. 3
5 - арамидные волокна,
а - фрагмент плетения стенки композитного вкладыша,
б - фрагмент плетения основания композитного вкладыша.
Ссылочные обозначения Фиг. 4
5 - арамидные волокна,
6 - углеродные волокна.