Способ центробежной наплавки полимерного слоя внутри металлической втулки

Авторы патента:

B29C41/04 - ротационное или центробежное литье, т.е. покрытие внутренности формы вращением формы

Владельцы патента RU 2443554:

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Омский государственный университет путей сообщения (RU)

Изобретение относится к области изготовления изделий из полимерных материалов путем термоформования. Техническим результатом заявленного способа является повышение термостойкости и долговечности полимерного слоя в процессе работы. Технический результат достигается способом центробежной наплавки полимерного слоя внутри металлической втулки. Способ включает разогрев втулки токами Фуко путем вращения вокруг вертикальной оси в электромагнитном поле с предварительным ограничением ее полости с нижнего торца и частичным ограничением с верхнего металлическим диском с мерным центральным отверстием. Затем помещают в образованную полость заданную долю гранул полимера, выдерживают его до расплава, образующегося за счет температуры стенок, ликвидируют электромагнитное поле и вращают. При этом в период выдержки в него добавляют двумя-тремя порциями частицы антифрикционного термопроводящего материала, имеющие размеры менее миллиметра, например металла, предварительно подогретого до 100-180 градусов Цельсия. Общий объем порций термопроводящего материала принимают равным 70-50% от наплавляемого слоя, а моменты добавления порций и остановки определяют по прекращению разбалансной вибрации.

Изобретение относится к области изготовления изделий из полимерных материалов путем термоформования.

Известно устройство (по авт. свид. №1199633, В29С 41/04) изготовления изделий из термопластов.

Наиболее близким по содержанию принято «Устройство для центробежной наплавки полиамидов с разогревом в электромагнитном поле» (патент России на полезную модель №75984, В29С 41/04), в котором изложены принцип и конструкция электромагнитного и центробежного воздействий на полимерный материал для наплавки его слоя в металлической втулке.

Недостаток заключается в малой долговечности полимерного слоя при интенсивной эксплуатации подшипников скольжения.

Задача способа состоит в повышении термостойкости полимерного слоя.

Сутью предлагаемого способа является распределение по наплавляемому слою полимера (термопласта) частиц антифрикционного термопроводящего материала, что выполняют при воздействии центробежных сил на их смесь в расплавленном состоянии.

Технический эффект выражается в повышении долговечности подшипников скольжения путем увеличения теплопередачи и выравнивания температур между рабочей поверхностью полимера и армирующей оболочкой, которой является втулка.

Подготовительный этап предлагаемого способа состоит из следующих действий.

Втулку, на которую следует наплавить внутренний полимерный слой, устанавливают торцом на горизонтальную планшайбу и центрируют. Планшайба имеет регулируемый привод вращения вокруг вертикальной оси и помещена вблизи полюсов электромагнита. На внешний торец втулки закрепляют диск, имеющий внешний диаметр, равный наружному диаметру втулки с центральным мерным отверстием, размер которого соответствует заданной величине, равной посадочному диаметру вала. Таким образом, выполняют полное и частичное ограничение полости втулки с разных ее торцов и по периферии.

По разнице внутренних диаметров втулки и отверстия в диске определяют объем наплавляемого слоя и отмеряют необходимые доли полимера (термопласта) в гранулах (30-50%) и измельченного антифрикционного термопроводящего материала, например металла (50-70%), по объему, то есть остальной части пространства.

Основной этап способа начинается с момента включения электромагнита и регулируемого привода вращения планшайбы. Втулка с планшайбой, вращаясь в наведенном электромагнитном поле, разогревается токами Фуко. В ограниченную полость втулки засыпают отмеренную долю гранул полимера. Полимер расплавляется путем теплопередачи от разогретой втулки. Одновременно с разогревом втулки подогревают до 100-180 градусов Цельсия необходимую долю частиц антифрикционного термопроводящего материала, в частности металла. В зависимости от толщины наплавляемого слоя размер частиц материала выбирают пропорционально менее миллиметра.

Расплавленный полимер (термопласт) после некоторой выдержки при вращении равномерно распределяется по стенкам втулки под действием центробежной силы. Предварительно подогретый материал разделяют на две-три порции и по очереди добавляют через отверстие в диске в расплав полимера. Каждая доля добавляемого материала несколько изменяет балансировку смеси в полости втулки. Восстановление балансировки происходит под действием центробежной силы тем быстрее, чем меньше порция, больше время и скорость вращения, больше удельный вес термопроводящего материала и меньше вязкость расплава полимера. Самовосстановление балансировки характеризуется прекращением вынужденной вибрации. Относительно большой удельный вес частиц термопроводящего материала по сравнению с полимером смещает их к внутренним стенкам втулки. На заключительном этапе добавляют очередные порции материала, что уплотняет предыдущие слои и увеличивает общую их толщину, вытесняя к центру полости полимер, и часть его самопроизвольно удаляется из нее через отверстие в диске.

Прекращение вынужденной разбалансной вибрации после добавления последней доли материала указывает на завершение наплавки с армированием распределенными частицами материала. Действие электромагнитного поля и вращение могут быть исключены последовательно.

Плотное распределение частиц антифрикционного термопроводящего материала, в частности металла, в слое наплавленного полимера в дальнейшем при эксплуатации увеличивает скорость отвода тепла из зоны трения подшипника, что повышает его долговечность в процессе работы.

Способ центробежной наплавки полимерного слоя внутри металлической втулки, содержащий разогрев ее токами Фуко путем вращения вокруг вертикальной оси в электромагнитном поле с предварительным полным ограничением ее полости с нижнего торца и частичным ограничением с верхнего - металлическим диском с мерным центральным отверстием, помещение в образованную полость заданной доли гранул полимера, выдержки его до расплава, образующегося за счет температуры стенок, и ликвидацию электромагнитного поля и затем вращения, отличающийся тем, что в период упомянутой выдержки в него добавляют двумя-тремя порциями частицы антифрикционного термопроводящего материала, имеющие размеры менее миллиметра, например металла, предварительно подогретого до 100-180°С, общий объем порций которого принимают равным 70-50% от наплавляемого слоя, и моменты добавления порций и остановки определяют по прекращению разбалансной вибрации.

Похожие патенты:

Полимерный материал // 2437905

Изобретение относится к полимерным материалам для ротационного формования. .

Способ формования изделий из эпоксидной смолы // 2422273

Изобретение относится к способу переработки полимерных композиционных материалов и может быть использовано для изготовления изделий из связующего на основе эпоксидной смолы, например рабочих колес машин типа центробежного нагнетателя воздуха.

Способ изготовления подшипника скольжения // 2421335

Матрица для изготовления пластмассовых труб центробежным методом // 2319610

Изобретение относится к области изготовления полимерных пластмассовых труб центробежным методом. .

Изготовленная центробежным методом многослойная полимерная труба // 2309042

Изобретение относится к изготовленной центробежным методом многослойной полимерной трубе. .

Способ изготовления подшипника скольжения // 2257297

Изобретение относится к технологии формирования полимерных изделий центробежным способом и может быть использовано для изготовления подшипников скольжения. .

Способ изготовления подшипника скольжения // 2187431

Изобретение относится к технологии формования полимерных изделий центробежным способом и может быть использовано для изготовления подшипников скольжения. .

Способ изготовления пластмассовых труб с волокнистым и песчаным наполнителями центробежным литьем и установка для его осуществления // 2103168

Изобретение относится к области изготовления пластмассовых труб методом центробежного литья и предназначено для изготовления труб с волокнистым и песчаным наполнителями.

Способ изготовления изделий из капролона // 2090363

Способ центробежного формования изделия из полимерной композиции и устройство для его осуществления // 2072917

Изобретение относится к способам и устройствам для центробежного формования изделий из полимерных композиций и может найти применение в машиностроении, в промышленности пластических масс и других отраслях промышленного производства.

Способ изготовления подшипника скольжения // 2444653

Способ формования изделий из эпоксидной смолы // 2460641

Изобретение относится к технологии переработки полимерных композиционных материалов и может быть использовано для изготовления изделий из связующего на основе эпоксидной смолы

Магнитомягкий индуктивный элемент на основе порошка и способ и устройство для его получения // 2492050

Способ изготовления подшипника скольжения // 2493448

Изобретение относится к способу формирования изделий из полимерных композиционных материалов центробежным способом и может быть использовано для изготовления подшипников скольжения. Способ заключается в том, что подшипник формуют послойно и в зависимости от слоя в металлическую втулку, предварительно обработанную антиадгезионным составом, поочередно загружают полимерную композицию на основе эпоксидного связующего и наполнителей, требуемых для данного слоя. Затем, выбрав режим формования, позволяющий равномерно распределить наполнитель по слою, формируют каждый слой подшипника. Антифрикционный слой формуется с применением бронзовой сетки. Толщина сетки должна быть не более 0,5 мм, а величина ячейки сетки должна находиться в пределах от 0,1 мм до 0,3 мм. В состав связующего для антифрикционного слоя входит только высокотемпературная эпоксидодиановая смола и фторопластовый наполнитель. Технический результат: повышение долговечности и надежности подшипника скольжения. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

Способ получения изделий из полидициклопентадиена центробежным формованием // 2515248

Изобретение относится к химии, к полимерным материалам. Описан способ получения полимерных изделий на основе полидициклопентадиена центробежным формованием, включающий смешивание дициклопентадиена с рутенийсодержащим катализатором и модифицирующими добавками, помещение смеси в форму, вращение формы, в процессе которого ее нагревают до температуры 40-110°C и выдерживают при данной температуре в течение 5-60 мин., а затем выгружают изделие из формы и нагревают до температуры 150-300°C, выдерживая при данной температуре в течение 5-120 мин. Технический результат - снижение расхода катализатора, обеспечение возможности управления процессом полимеризации. 32 пр.

Устройство для формования изделий из эпоксидной смолы // 2540636

Изобретение относится к устройствам для переработки полимерных композиционных материалов и может быть использовано для изготовления изделий из связующего на основе эпоксидной смолы, например рабочих колес машин типа центробежного нагнетателя воздуха. Устройство для формования изделий из эпоксидной смолы включает зону предварительной обработки связующего наносекундными электромагнитными импульсами с диэлектрической емкостью, зону электромагнитного перемешивания путем виброколебания, зону формования, отверждения и зону механической обработки заготовки. Зона электромагнитного перемешивания имеет направляющие в виде роликов, которые расположены в верхней части диэлектрической емкости по ее периметру с возможностью фиксации диэлектрической емкости в вертикальном положении от произвольных колебаний. Изобретение обеспечивает повышение физико-механических свойств изделий. 1 ил.

Термоплавкая композиция для формования заливкой // 2553997

Изобретение относится к термоплавкой композиции на основе термопластичного эластомера. Предложена термоплавкая композиция в форме гранул и/или порошка с размером частиц не более 1400 мкм, содержащая 40-70 мас.% селективно гидрогенированного блок-сополимера (ГБПС); 8,5-15 мас. % гомополимера пропилена и/или сополимера на основе пропилена; 1-30 мас.% гомополимера бутилена, сополимера на основе бутилена или комбинации гомополимера бутилена и сополимера на основе бутилена и 7,7-20 мас. % пластифицирующего масла, выбранного из нафтеновых и парафиновых масел, в которой ГБПС (i) представляет собой линейный или разветвленный гидрогенированный блок-сополимер, имеющий общую конфигурацию A-B-A, (A-B)n, (A-B-А)n, (A-В-A)nХ, (A-B)nX, либо смесь этих конфигураций, где n - целое число от 2 до примерно 30, X - остаток сшивающего агента, где а) перед гидрогенированием каждый блок A представляет собой полимерный блок моноалкениларена, а каждый блок B - блок сополимера с регулируемым распределением, содержащий по меньшей мере один сопряженный диен и по меньшей мере один моноалкениларен; б) после гидрогенирования восстановлено 0-10% двойных связей арена и по меньшей мере 90% двойных связей сопряженного диена; в) среднечисленная молекулярная масса каждого блока A составляет 5,0 - 7,5 кг/моль, общая кажущаяся среднечисленная молекулярная масса линейного ГБПС составляет 70 - 150 кг/моль, общая кажущаяся среднечисленная молекулярная масса разветвленного ГБПС составляет 35 - 75 кг/моль на ветвь; г) каждый блок В содержит концевые области, связанные с блоками A и обогащенные звеньями сопряженного диена, а также одну или более областей, не связанных с блоками A и обогащенных звеньями моноалкениларена; д) общее содержание моноалкениларена в гидрогенированном блок-сополимере составляет 20 - 45 мас.%; е) содержание моноалкениларена в каждом блоке B составляет 10 - 40 мас.%; ж) каждый блок B имеет показатель блочности по стиролу менее 10% и з) содержание винила в каждом блоке B составляет по меньшей мере 40 мас.%. Технический результат - предложенная композиция может применяться на стандартном оборудовании при более низких температурах и меньшем количестве циклов обработки. 3 н. и 15 з.п. ф-лы, 3 ил., 6 табл., 11 пр.

Способ центробежного формования труб из полимерных композиционных материалов и устройство для его осуществления // 2601602

Изобретение относится к формованию веществ в пластическом состоянии, а именно к покрытию внутренности формы. Техническим результатом является повышение производительности способа формования и улучшения качества формуемых труб. Технический результат достигается способом центробежного формования труб из полимерных композиционных материалов, который включает покрытие внутренней поверхности формы антиадгезионным составом, изготовление заготовки из нежесткого армирующего материала путем проклеивания на цилиндрической оправке, размещение заготовки в форме, подачу связующего в подготовленную систему «форма - заготовка», распределение связующего по поверхности заготовки, вращение формы с постоянной частотой до отверждения связующего. При этом заготовку выполняют из сухого жесткого армирующего материала, сохраняющего трубообразность после снятия с оправки. Помещают полученную заготовку в форму. Подают в полученную систему «форма - заготовка» связующее с предварительно введенным в него дисперсным наполнителем. Распределяют по поверхности заготовки путем ротации формы и кратковременного вибрационного воздействия на нее. Затем повышают частоту вращения формы до расчетной и выдерживают постоянную частоту вращения до отверждения связующего. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Установка для центробежного литья цилиндрических оболочек // 2617747

Изобретение относится к установке для изготовления трубчатых деталей способом центробежного литья. Установка содержит корпус, выполненный с возможностью размещения в нем горизонтальной трубчатой матрицы, с возможностью вращения последней, средства плавления материала, привод вращения матриц. Корпус установки выполнен разъемным в диаметральной плоскости, предпочтительно на середине длины, с возможностью раздвижки его половин на величину, не меньшую длины формируемой цилиндрической оболочки. Внутренняя поверхность корпуса снабжена теплоизолирующим слоем. В объеме корпуса установки, ограниченного полостью трубчатой матрицы, размещено, по меньшей мере, два средства плавления материала, по одному на каждый слой формируемой многослойной цилиндрической оболочки, предпочтительно, выполненные в виде индукционных печей с возможностью плавления соответственно, либо стекла, либо металла, используемых в конструкции оболочки, а также с возможностью возвратно-поступательного ввода-вывода их из полости трубчатой матрицы через сквозные отверстия в торцовых стенках корпуса установки и возможностью поворота вокруг горизонтальной оси до выгрузки из них расплава. Привод вращения матрицы содержит статоры, размещенные в полости корпуса установки у его концов, при этом на концах внешней поверхности трубчатой матрицы жестко закреплены кольцевые вкладыши с конической внешней поверхностью, с наклоном к торцам трубчатой матрицы. Поверхности кольцевых вкладышей оперты на зубцы статоров, содержащие обмотки, расположенные на одинаковых расстояниях по периметру статора, которые выполнены с образованием поверхности, конгруэнтной поверхности кольцевых вкладышей, и снабжены средствами подвода сжатого воздуха, с возможностью формирования газостатического поддерживающего слоя. На верхней части торцовых стенок корпуса установки, на их вертикальном диаметре выполнены вертикальные щели, через которые пропущены горизонтальные консольные выступы подвижных опор, с возможностью опирания на них со скольжением концевых участков горизонтальной трубчатой матрицы в процессе ее вращения. Техническим результатом является обеспечение возможности изготовления многослойных цилиндрических оболочек большого поперечного сечения (порядка 2-3 м в диаметре) из стеклометаллокомпозита, с произвольным числом чередующихся слоев стекла и металла. 2 з.п. ф-лы, 8 ил.

Полуавтомат для формования полимерного покрытия внутри осесимметричной оболочки // 2625105

Изобретение относится к области формования покрытия из полимерной композиции путем центробежного разравнивания предварительно нанесенного на внутреннюю поверхность осесимметричной оболочки состава высокой вязкости ручным или механизированным способом. Полуавтомат включает станину, термокамеру, обогревательную систему, приводной вал, заднюю стойку с пинолью, планшайбы и торцевые кольца. Термокамера выполнена в виде разъемного вдоль образующей горизонтального цилиндра с неподвижной нижней частью и поворотной верхней частью с пневмоприводом. Пиноль расположена в полом валу с возможностью перемещения в осевом направлении посредством пневмоцилиндра и пружины и вращения вместе с полым валом. В процессе вращения осесимметричной оболочки шток пневмоцилиндра расположен с зазором относительно пиноли. Изобретение обеспечивает повышение и упрощение конструкции. 4 з.п. ф-лы, 5 ил.