Влияние упругого ядра на размеры кольцевого изделия при изгибе фторопластовой ленты


https://doi.org/10.21122/2227-1031-2019-18-1-21-31

Полный текст:


Аннотация

Статья посвящена изучению возможности изготовления фторопластовых изделий методом холодного формоизменения прессованных заготовок и исследованию особенностей механического поведения фторопласта, проявляющихся при деформировании и влияющих на качество и точность изготавливаемых деталей. Рассмотрена технология изготовления фторопластовых уплотнительных колец, получаемых методом навивки ленточной заготовки на цилиндрическую оправку с дальнейшей выдержкой в навитом состоянии и последующим разрезанием спирали на кольца. Важным этапом разработки технологического процесса являются расчет и проектирование инструмента (оправки-калибра), обеспечивающего получение кольцевых изделий требуемых размера и формы. Деформационное поведение фторопласта в условиях силового воздействия значительно отличается от поведения известных классических материалов и обладает целым рядом особенностей и специфических проявлений. Поэтому задача создания расчетной методики для разработки инструмента сложная и требует обоснованного подхода при выборе механической модели полимера. Учитывая, что фторопласт имеет структуру с высокой степенью кристалличности, механизм и последовательность протекания в нем деформаций под воздействием нагрузки во многом подобны поведению металлов и других низкомолекулярных материалов. Это позволяет использовать для расчета фторопластовых изделий методы и подходы, принятые в механике твердых тел, однако учитывая при этом, что деформационные процессы в полимерах протекают во времени и имеют другую природу упругих и остаточных деформаций. При изгибе фторопластовой ленты при наматывании ее на оправку определяющую роль играют остаточные деформации, обеспечивающие изделию необходимые размеры и форму. Однако не менее важны и упругие деформации, которые после снятия нагрузки вызывают пружинение и изменение размеров готового изделия. Доказывается, что даже при высоких степенях деформирования в области нейтрального слоя всегда будет присутствовать упругая зона конечной ширины, которая с учетом всех накапливаемых упругих деформаций оказывает определенное влияние на точность изготавливаемых изделий. При этом фторопласт является разномодульным материалом, имеющим упругость при растяжении значительно более высокую, чем при сжатии, а поэтому упругое восстановление в большей мере связано именно с областью растянутых волокон. На основании анализа деформационного поведения фторопласта с учетом специфики его механических свойств авторами разработана методика расчета инструмента для получения колец заданных размеров. Предложенная методика с достаточной степенью точности согласуется с результатами экспериментальных исследований.


Об авторах

Г. А. Вершина
Белорусский национальный технический университет
Беларусь

Кандидат технических наук, доцент 

Адрес для переписки: Вершина Георгий Александрович – Белорусский национальный технический университет, просп. Независимости, 65, 220013, г. Минск.  Тел.: +375 17 292-76-64   oup@bntu.by



Л. Е. Реут
Белорусский национальный технический университет
Беларусь
Кандидат технических наук, доцент


Список литературы

1. Шур, А. М. Высокомолекулярные соединения / А. М. Шур. М.: Высш. шк., 1981. 656 с.

2. Привалко, В. П. Молекулярное строение и свойства полимеров / В. П. Привалко. Л.: Химия, 2006. 238 с.

3. Краткая химическая энциклопедия: в 5 т. / гл. ред. И. Л. Кнунянц. М.: Советская энциклопедия, 1964. Т. 3: Мальтаза–Пиролиз. 560 с.

4. Тугов, И. И. Химия и физика полимеров / И. И. Тугов, Г. И. Кострыкина. М.: Химия, 2009. 432 с.

5. Способ изготовления разрезного кольца из полимерного материала и устройство для его осуществления: пат. Респ. Беларусь 14191; МПК F16J 9/00, B21F 11/00 / Г. А. Вершина, А. Ю. Пилатов. Опубл.: 30.04.2011.

6. Способ изготовления разрезных защитных колец из полимерного материала: пат. Респ. Беларусь 19073 / Г. А. Вершина, А. Ю. Пилатов. Опубл.: 30.04.2015.

7. Каргин, В. А. Структура и механические свойства полимеров / В. А. Каргин. М.: Наука, 1979. 449 с.

8. Гуль, В. Е. Структура и механические свойства полимеров / В. Е. Гуль, В. Н. Кулезнев. М.: Лабиринт, 1994. 370 с.

9. Вершина, Г. А. Анализ деформационного поведения фторопласта-4 в условиях силового воздействия / Г. А. Вершина, Л. Е. Реут // Весцi НАН Беларусi. Сер. физ.-техн. наук. 2016. № 4. С. 23–30.

10. Вершина, Г. А. Упругопластический изгиб фторопластовой ленты при сворачивании в кольцо / Г. А. Вершина, Л. Е. Реут // Весцi НАН Беларусi. Сер. физ.-техн. наук. 2017. № 2. С. 40–48.

11. Циклис, Д. С. Техника физико-химических исследований при высоких и сверхвысоких давлениях / Д. С. Циклис. М.: Химия, 1965. 416 с.

12. Феодосьев, В. И. Сопротивление материалов / В. И. Феодосьев. М.: Наука, 1967. 550 с.

13. Биргер, И. А. Сопротивление материалов / И. А. Биргер, Р. Р. Мавлютов. М.: Наука, 1986. 560 с.

14. Тимошенко, С. П. Теория упругости / С. П. Тимошенко, Дж. Гудьер. М.: Наука, 1979. 566 с.

15. Курс сопротивления материалов / М. М. Филоненко-Бородич [и др.]; под общ. ред. М. М. Филоненко-Бородич. М.-Л.: Гостехиздат, 1949. Т. 1. 428 с.

16. Самуль, В. И. Основы теории упругости и пластичности / В. И. Самуль. М.: Высш. шк., 1970. 288 с.


Дополнительные файлы

Для цитирования: Вершина Г.А., Реут Л.Е. Влияние упругого ядра на размеры кольцевого изделия при изгибе фторопластовой ленты. НАУКА и ТЕХНИКА. 2019;18(1):21-31. https://doi.org/10.21122/2227-1031-2019-18-1-21-31

For citation: Vershina G.A., Reut L.E. Influence of Elastic Core on Size of Ring Product under Bending of Fluoroplastic Band. Science & Technique. 2019;18(1):21-31. (In Russ.) https://doi.org/10.21122/2227-1031-2019-18-1-21-31

Просмотров: 134

Обратные ссылки

  • Обратные ссылки не определены.


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2227-1031 (Print)
ISSN 2414-0392 (Online)