Способ изготовления эластомерных элементов машин

Изобретение относится к химическому машиностроению, в частности к конструкции силовых, амортизирующих и уплотнительных эластомерных элементов транспортного, нефтегазового оборудования, общего машиностроения. Способ изготовления эластомерных элементов машин осуществляют следующим образом. Эластомерный элемент собирают и вулканизуют по известной технологии, например, методом ручной сборки с последующей вулканизацией в автоклаве, после чего монтируют его в оснастку, конструкция которой обеспечивает нагревание деформируемых в процессе работы частей эластомерного элемента. Деформируемые в процессе работы части находятся в свободном состоянии - не деформированы. Затем подвергают ускоренному термическому старению только деформируемые в процессе работы части эластомерного элемента до заданной температуры и выдерживают в течение заданного времени, при этом температуру и время задают из расчета максимальной стабильности свойств эластомерного элемента в период его эксплуатации. Способ позволяет повысить надежность эластомерных элементов машин, повысить универсальность - использовать эластомерный элемент любой конфигурации при снижении трудоемкости изготовления. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

 

Изобретение относится к химическому машиностроению, в частности к конструкции силовых, амортизирующих и уплотнительных эластомерных элементов транспортного, нефтегазового оборудования, общего машиностроения.

Известен метод прогнозирования изменения свойств резины при термическом старении (ГОСТ 9.713-86). Характер изменения свойств резины с течением времени имеет вид экспоненциальной зависимости и приведен в ГОСТ 9.713-86 (чертеж 2). Способ изготовления эластомерных элементов с учетом известного метода заключается в расчетном определении оптимальных параметров эластомерного элемента (материал, геометрические размеры), обеспечивающих его надежное функционирование на протяжении всего времени эксплуатации, при учете неизбежного ухудшения свойств резины с течением времени.

Недостатком способа изготовления эластомерных элементов с использованием известного метода является значительная трудоемкость (необходимость получения большого числа экспериментальных данных для проведения расчетов изменения свойств резины с течением времени) и малая надежность получаемых эластомерных элементов (расчеты производят на основании экспериментов с лабораторными образцами, геометрические размеры которых значительно отличаются от геометрических размеров реальных изделий).

Наиболее близким к заявляемому способу является способ изготовления резинометаллического амортизатора (патент RU 2261380, МПК F16F 3/08, опубл. 27.09.2005), заключающийся в изготовлении металлической арматуры, ее соединении с резиновым массивом, вулканизации и искусственном тепловом старении при температуре 60-100°С в течение 7-12 суток, имитирующем начальный срок эксплуатации амортизатора (2-3 года), при этом амортизатор изготавливают с заведомо заниженной жесткостью.

Недостатком известного способа является его недостаточная универсальность. Эластомерные элементы машин, не выполняющие функции амортизаторов, зачастую имеют гораздо меньший начальный срок эксплуатации и не могут быть изготовлены с заведомо заниженными характеристиками. Без проведения искусственного теплового старения, имитирующего начальный срок эксплуатации эластомерных изделий, свойства эластомера (резины) неизбежно ухудшаются с течением времени, что снижает их эксплуатационные характеристики и надежность.

Техническим результатом заявленного способа является повышение его универсальности при снижении трудоемкости изготовления эластомерных элементов машин и повышение их надежности.

Технический результат достигается за счет того, что после сборки и вулканизации эластомерных элементов машин их части, деформируемые в процессе работы, подвергают ускоренному термическому старению (нагреву до температуры, превышающей температуру окружающего воздуха) в свободном (недеформированном) состоянии, причем температуру и продолжительность ускоренного термического старения задают из расчета максимальной стабильности свойств эластомерного элемента (остаточной деформации, твердости и т.д.) в период его эксплуатации.

Сущность заявленного технического решения поясняется следующими чертежами:

фиг. 1 - общий вид эластомерного элемента (борта автомобильной шины) в начальном состоянии (А) и после монтажа на обод колеса (Б);

фиг. 2 - общий вид эластомерного элемента (резинового торцевого уплотнения) в начальном состоянии (А) и после сборки уплотняемого соединения (Б) с торцевым уплотнением;

фиг. 3 - общий вид борта автомобильной шины в оснастке для ускоренного термического старения по заявленному способу;

фиг. 4 - общий вид резинового торцевого уплотнения в оснастке для ускоренного термического старения по заявленному способу;

фиг. 5 - общий вид зависимости остаточной деформации резины от времени на лабораторных образцах (линия А), в реальных эластомерных элементах в процессе эксплуатации (линия Б) и при изготовлении эластомерных элементов по заявленному способу с их последующей эксплуатацией (линия В).

Использование эластомерных элементов в машиностроении основано на свойствах резины деформироваться под нагрузкой, при этом деформации могут превышать 50% от изначальных геометрических размеров эластомерного элемента. Соответственно, эластомерные элементы машин имеют деформирующиеся в процессе работы (рабочие) части 1 и недеформирующиеся части 2 (фиг. 1А, фиг. 2А).

Заявленный способ изготовления эластомерных элементов машин осуществляется следующим образом.

Эластомерный элемент собирают и вулканизуют по любой известной технологии, к примеру способом ручной сборки с последующей вулканизацией в автоклаве, после чего монтируют его в оснастку, конструкция которой обеспечивает нагревание деформируемых в процессе работы частей 1 эластомерного элемента (фиг. 3 и 4). При этом деформируемые в процессе работы части 1 находятся в свободном состоянии (не обжаты). Затем нагревают деформируемые в процессе работы части 1 эластомерного элемента до заданной температуры и выдерживают в течение заданного времени, при этом температуру и время задают из расчета максимальной стабильности свойств эластомерного элемента в период его эксплуатации (фиг. 5, линия В). При использовании заявленного способа используют только один график зависимости свойств резины от времени, что сокращает число необходимых предварительных экспериментов и, тем самым, снижает трудоемкость изготовления эластомерных элементов. Кроме того, график зависимости свойств резины от времени может быть построен для резины в эластомерном элементе любой конфигурации, что повышает универсальность заявленного способа.

Эластомерные элементы, изготовленные по заявленному способу, работают следующим образом.

Эластомерный элемент монтируют в рабочее положение (фиг. 1Б и 2Б), при этом рабочие части 1 эластомерного элемента деформируют на некоторую величину Δ, что обеспечивает необходимый режим функционирования машины, к примеру контактное давление в области обжатия рабочей части 1 резинокордного элемента, превышающее рабочее давление во внутренней полости эластомерного элемента (фиг. 1Б) или машины (фиг. 2Б). С течением времени, вследствие неизбежных процессов релаксации, остаточные деформации резины увеличиваются (фиг. 5), что означает снижение упругих свойств рабочих частей 1 и, соответственно, снижение величины деформирования Δ, создаваемой при монтаже эластомерного элемента. Релаксационные процессы в реальных эластомерных элементах включают в себя сравнительно быструю физическую релаксацию, обусловленную каландрованием резины, образованием химических связей при вулканизации и т.д., протекающую сравнительно быстро (в течение 2-3 дней) и медленно протекающую химическую релаксацию, что обеспечивает приближение характера зависимости свойств резины эластомерного элемента к экспоненциальному с ярко выраженной точкой перехода от сравнительно интенсивной релаксации (криволинейный участок) к приближенно прямолинейному участку.

Заявленный способ изготовления эластомерных элементов машин обеспечивает максимальную стабильность свойств эластомерного элемента в период его эксплуатации (минимизирует криволинейный участок зависимости свойств резины от времени, приходящийся на время эксплуатации эластомерного элемента), что обеспечивает сохранение величины деформирования Δ, создаваемой при монтаже эластомерного элемента в рабочее положение с течением времени.

Таким образом, заявленный способ изготовления эластомерных элементов машин обеспечивает достижение технического результата.

1. Способ изготовления эластомерных элементов машин, заключающийся в том, что эластомерный элемент собирают и вулканизуют, затем подвергают его ускоренному термическому старению, отличающийся тем, что ускоренному термическому старению подвергают только части эластомерного элемента, деформируемые в процессе его работы, причем температуру и продолжительность ускоренного термического старения задают из расчета максимальной стабильности свойств эластомерного элемента в период его эксплуатации.

2. Способ изготовления эластомерных элементов машин по п. 1, отличающийся тем, что части эластомерного элемента, подвергаемые ускоренному термическому старению, в процессе ускоренного термического старения находятся в свободном - недеформированном состоянии.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области получения каучуков общего и специального назначения с регулируемым значением хладотекучести. Предложен способ получения каучуков с пониженной хладотекучестью, где каучуки выбраны из группы, включающей полибутадиеновый каучук, бутилкаучук, полиизобутиленовый каучук.

Изобретение относится к переработке и способам восстановления резиновых отходов резинотехнических производств, а также резиносодержащих отходов в виде крошки, стружки и чипсов.

Изобретение касается технологии утилизации промышленных отходов и может быть использовано в шинной и резинотехнической отраслях промышленности и конкретно касается замедлителя подвулканизации резиновых смесей на основе переработанного кубового продукта дистилляции фталевого ангидрида.

Изобретение относится к новым каучукам, стабилизированным особой комбинацией стабилизаторов. Комбинация стабилизаторов состоит по меньшей мере из трех разных стабилизирующих соединений, описываемых структурными формулами (I), (II), (III).

Изобретение относится к смеси на основе каучука для протекторов автомобильных шин. Сшиваемая серой смесь на основе каучука, содержащая по меньшей мере один диеновый каучук и от 10 до 200 phr по меньшей мере одного диоксида кремния, и от 2 до 20 phf по меньшей мере одного силана с общей эмпирической формулой [(R1)3Si-X]mSn(R2)2-m, где радикалы R1 могут быть одинаковыми или различными в одной молекуле и представляют собой алкоксигруппы с 1-10 атомами углерода, и где X содержит по меньшей мере одно производное мочевины в качестве полярной функциональной группы, которая несет органическую углеводородную группу на двух атомах азота, где группа между первым атомом азота содержащей мочевину группы и серой Sn-группы является алифатической, и группа между вторым атомом азота содержащей мочевину группы и атомом кремния (R1)3Si-группы является алифатической, и где m принимает значение 1 или 2, и где n представляет собой целое число от 1 до 8, и где R2 представляет собой атом водорода или ацильную группу с 1-20 атомами углерода.

Изобретение относится к способу сшивания эластомерной композиции в присутствии атмосферного кислорода. Способ включает смешение эластомера, включающего этилен-пропиленовый терполимер, с неэластомерным сополимером, включающим два разных мономера в полимеризованной форме в массовом соотношении эластомера и неэластомерного сополимера от 50:50 до 75:25 и с составом органического пероксида.

Изобретение относится к резиновой промышленности и может быть использовано для производства кабелей, антистатических покрытий, деталей автомобилей. Электропроводный эластомерный композиционный материал на 100 мас.ч.

Изобретение относится к инициатору полимеризации, представленному Формулой 1: Формула 1или его аддуктами с основаниями Льюиса. В Формуле 1 каждый M1 независимо выбран из лития, натрия и калия, каждый R1 независимо выбран из (C1-C18) алкила, каждый R12 представляет собой водород, каждый Y1 независимо выбран из атома азота и атома серы, R3, R4 и R5 каждый независимо выбран из (C1-C18) алкила, n и o каждый представляет собой целое число, выбранное из 0 и 1, и n+o=1 в случае, если Y1=N, и n=o=0 в случае, если Y1=S, m представляет собой целое число, выбранное из 1, 2 и 3, каждый E независимо выбран из -Y3(R9)(R10)t(R11)u, где Y3 выбран из атома азота и атома серы, R9, R10 и R11 каждый независимо выбран из (C1-C18) алкила, t и u каждый представляет собой целое число, выбранное из 0 и 1, и t+u=1 в случае, если Y3=N, и t=u=0 в случае, если Y3=S, s представляет собой целое число, выбранное из 0, 1 и 2, каждый F независимо выбран из Y2(R6)(R7)q(R8)r, где Y2 выбран из атома азота и атома серы, R6, R7 и R8 каждый независимо выбран из (C1-C18) алкила, q и r каждый представляет собой целое число, выбранное из 0 и 1; и q+r=1 в случае, если Y2=N, и q=r=0 в случае, если Y2=S, p представляет собой целое число, выбранное из 1, 2 и 3, K представляет собой >C-H.

Настоящее изобретение относится к композиции динамически вулканизированного термоэластопласта, используемой для изготовления изделий, находящих свое применение в автомобильной, кабельной, электротехнической, обувной промышленности, а также в производстве резинотехнических изделий и товаров бытового назначения.

Изобретение относится к экологически безопасным композициям на основе каучука, которые используют при изготовлении конвейерных лент. Бельтинг для применения в конвейерной ленте содержит тканевую основу и экологически безопасную композицию на основе каучука.

Изобретение относится к покрытому синтетическими материалами формованному изделию и касается металлической трубы, содержащей устойчивый к гидролизу слой из полиамидной формовочной массы, и к применению трубы для транспортировки гидролизирующе действующей среды.

Изобретение относится к декоративному облицовочному покрытию, не содержащему поливинилхлорид (ПВХ). Декоративное облицовочное покрытие включает упрочненный слой, содержащий носитель, пропитанный не содержащей ПВХ пастой.

Изобретение относится к антистатическому связующему для композитных материалов, используемому для производства композиционных армированных материалов: стекло-, базальто- и углепластиков, методом пултрузии, инфузии или ручного формования на основе эпоксивинилэфирной смолы.

Изобретение относится к упаковке, включающей: контейнер, имеющий корпус контейнера, который является достаточно кислородопроницаемым, чтобы предотвращать отверждение содержащейся внутри него композиции, анаэробно отверждающейся вследствие отсутствия кислорода; и анаэробно отверждающуюся композицию, содержащуюся внутри контейнера.
Изобретение относится к области органических высокомолекулярных соединений, в частности к обработке изделий из углепластика. Способ обработки изделий из углепластика содержит обработку без нагрева пульсирующим газовым потоком.

Изобретение относится к способу спаивания арамида/арамидных волокон. Способ спаивания арамидных волокон состоит в том, что a) по меньшей мере одну зону арамидного волокна обрабатывают ионной жидкостью, чтобы арамид размягчился, b) арамидные волокна размягченной зоной приводят в контакт друг с другом, причем к области контакта предпочтительно прикладывают давление, и затем c) размягченную зону арамида снова коагулируют.

Изобретение относится к экструдируемому антифрикционному композиту на основе сверхвысокомолекулярного полиэтилена и может быть использовано для получения антифрикционных изделий в узлах трения в машиностроении и медицине с применением аддитивных технологий.

Изобретение относится к способу получения смолы, включающему в себя смешивание по меньшей мере одного полиизоцианата по меньшей мере с одним полиэпоксидом, причем это смешивание происходит в присутствии системы катализаторов на основе по меньшей мере одного свободного от металлов основания Льюиса, имеющего по меньшей мере один атом азота, выбираемого из группы, состоящей из 1,8-диазабицикло-5,4,0-ундец-7-ена и его производных, причем система катализаторов используется в количестве от 0,001 до 1% масс.

Изобретение относится к пенопласту на основе фенольной смолы, обладающему низким воздействием на окружающую среду, высокой прочностью при сжатии, превосходной технологичностью при установке и низкой стоимостью, связанной с укреплением, и также способу его получения.

Настоящее изобретение относится к способу получения жесткого пеноматериала, включающему в себя взаимодействие по меньшей мере одного полиизоцианата со смесью, содержащей по меньшей мере один полиэпоксид, воду и по меньшей мере одно дополнительное соединение с кислотными атомами водорода, причем это взаимодействие осуществляется в присутствии не содержащего металлов основания Льюиса, имеющего по меньшей мере один атом азота, причем катализатор выбирают из группы, состоящей из 1,8-диазабицикло-5,4,0-ундецен-7-ена, N-метил-N'-(диметиламино-метил)пиперазина, пентаметилдиэтилентриамина, метилимидазола и их смесей и их производных.

Изобретение относится к химическому машиностроению, в частности к конструкции силовых, амортизирующих и уплотнительных эластомерных элементов транспортного, нефтегазового оборудования, общего машиностроения. Способ изготовления эластомерных элементов машин осуществляют следующим образом. Эластомерный элемент собирают и вулканизуют по известной технологии, например, методом ручной сборки с последующей вулканизацией в автоклаве, после чего монтируют его в оснастку, конструкция которой обеспечивает нагревание деформируемых в процессе работы частей эластомерного элемента. Деформируемые в процессе работы части находятся в свободном состоянии - не деформированы. Затем подвергают ускоренному термическому старению только деформируемые в процессе работы части эластомерного элемента до заданной температуры и выдерживают в течение заданного времени, при этом температуру и время задают из расчета максимальной стабильности свойств эластомерного элемента в период его эксплуатации. Способ позволяет повысить надежность эластомерных элементов машин, повысить универсальность - использовать эластомерный элемент любой конфигурации при снижении трудоемкости изготовления. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

Наверх