×
10.10.2013
216.012.73bd

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКОЙ ТЯГИ, УСИЛЕННОЙ ВОЛОКНАМИ, И ПОЛУЧЕННАЯ ТЯГА

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
№ охранного документа
0002495286
Дата охранного документа
10.10.2013
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к способу изготовления металлической тяги, усиленной в продольном направлении в своей толщине волокнистым элементом (2) жесткости. Выполняют металлическую заготовку, содержащую, по меньшей мере, один продольный паз (11, 12), выходящий на кромку заготовки. Вставляют в паз волокнистый элемент (2) жесткости. Соединяют волокнистый элемент (2) жесткости с заготовкой за счет распространения металла вокруг волокон волокнистого элемента (2) жесткости. Производят чистовую обработку заготовки для получения тяги. Предварительно размещают волокнистый элемент (2) жесткости на опоре в виде уголка (3). Уголок (3) с соответствующим волокнистым элементом (2) жесткости вставляют в паз (11, 12). Также предложена тяга, изготовленная посредством упомянутого способа и содержащая металлическую матрицу, в которую погружены усилительные волокна, проходящие по обе стороны от продольной оси (X) тяги, при этом волокна выходят на кромку тяги. Технический результат: разработка более простого способа изготовления композитной тяги. 3 н.п. ф-лы, 6 ил.
Реферат Свернуть Развернуть

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к способу получения композитной тяги, содержащей металлическую матрицу, усиленную волокнами, в частности, керамическими волокнами, а также к полученной таким образом тяге.

Уровень техники

Известны композитные тяги, содержащие матрицу из металла или металлического сплава, в частности, из титанового сплава, причем матрица усилена волокнистым элементом жесткости, состоящим из керамических волокон, покрытых тем же металлом, из которого выполнена матрица.

Так, из документа WO 2009/034264 известен способ изготовления тяги этого типа. Согласно этому способу, сначала изготавливают волокнистые элементы жесткости, в которых волокна расположены параллельно друг другу и прочно соединены между собой. Затем эти элементы жесткости помещают в продольные канавки металлической заготовки, которая служит для дальнейшего изготовления тяги, при этом канавки ограничивают пазы конечной длины для волокнистых элементов жесткости. Деталь в сборе подвергают горячему изостатическому прессованию, в результате которого волокна прочно соединяются с металлом заготовки. После этого остается только обработать заготовку для получения конечной тяги.

Раскрытие изобретения

Задача изобретения состоит в разработке более простого способа изготовления композитной тяги по сравнению с существующими решениями.

Поставленная задача решена в способе изготовления металлической тяги, усиленной в продольном направлении в своей толщине волокнистым элементом жесткости, при этом способ содержит этапы, на которых:

- выполняют металлическую заготовку, содержащую, по меньшей мере, один продольный паз, выходящий на кромку заготовки;

- устанавливают волокнистый элемент жесткости в паз;

- соединяют волокнистый элемент жесткости с заготовкой за счет распространения металла вокруг волокон волокнистого элемента жесткости;

- производят чистовую обработку заготовки для получения тяги.

Согласно изобретению, установка волокнистого элемента жесткости содержит следующие операции:

- предварительно укладывают волокнистый элемент жесткости на опору в виде уголка;

- уголок с соответствующим волокнистым элементом жесткости вставляют в паз.

Таким образом, волокнистый элемент жесткости может располагаться в продольном направлении по всей длине заготовки, что упрощает его установку в паз. Предварительное размещение волокнистого элемента жесткости на опоре в виде уголка облегчает его установку в паз. Разумеется опору выполняют из того же металла, что и заготовку. Более того, паз можно получить посредством формования выдавливанием в заготовке или посредством продольной механической обработки без уклона, что облегчает изготовление заготовки.

Способ приводит к получению тяг, волокнистые элементы жесткости которых, проходящие по всей длине тяги, выходят на кромку тяг. Этот отличительный признак существенно не меняет механические свойства тяги. В зависимости от окружающей среды, в которой должна будет работать тяга, можно, в случае необходимости, предусмотреть нанесение защитного покрытия или специальной краски на кромки продольных концов тяг.

Кроме того, часть волокнистого элемента жесткости, снимаемую во время чистовой обработки тяги, можно использовать в качестве опытного образца, который можно исследовать и/или протестировать после изготовления тяги, что было невозможно с элементом жесткости, полностью находящимся в не сквозном пазу.

Поставленная задача решена также в следующем способе, содержащем этапы, на которых:

- выполняют металлический профиль постоянного сечения, содержащий, по меньшей мере, два продольных паза;

- волокнистый элемент жесткости вставляют в пазы, причем установка волокнистого элемента жесткости включает в себя предварительную укладку волокнистых элементов жесткости на опоры в виде уголка и установку каждого уголка с соответствующим волокнистым элементом жесткости в один из пазов;

- деталь в сборе подвергают горячему изостатическому прессованию для получения усиленного бруска;

- усиленный брусок разрезают для получения нескольких заготовок тяг;

- производят чистовую обработку каждой заготовки для получения усиленных тяг.

Таким образом, способ в соответствии с настоящим изобретением позволяет значительно упростить изготовление композитной тяги. В отличие от способа, описанного в вышеупомянутом документе WO 2009/034264, тягу в данном случае можно получить с меньшим общим числом этапов изготовления. При осуществлении способа в соответствии с настоящим изобретением тяги изготавливают не одну за другой, а партиями из усиленного бруска. В частности, производят только один этап установки волокнистых усилений и только один этап металлической диффузии для всех получаемых тяг.

Краткое описание чертежей

Изобретение будет более очевидно из нижеследующего подробного описания неограничивающего примера осуществления со ссылками на прилагаемые чертежи.

На фиг.1 показан усиленный металлический брусок, из которого получают тяги в соответствии с настоящим изобретением, вид с пространственным разделением деталей;

на фиг.2 показан усиленный металлический брусок, изображенный на фиг.1, вид в поперечном сечении;

на фиг.3 показан усиленный металлический брусок, изображенный на фиг.1, прозрачный вид в перспективе;

на фиг.4 показан собранный усиленный металлический брусок, изображенный на фиг.1, с показом линий разрезания на тяги, вид сверху;

на фиг.5 показана тяга, полученная после разрезания усиленного металлического бруска по линиям разрезания, показанным на фиг.4, прозрачный вид сверху;

на фиг.6 показана тяга в соответствии с настоящим изобретением вид спереди и сверху.

Все фигуры являются очень схематичными и не всегда соблюдают масштаб между различными показанными элементами, чтобы упростить понимание, при этом каждый элемент сохраняет свое обозначение на всех фигурах.

Осуществление изобретения

Способ в соответствии с настоящим изобретением содержит следующие последовательные этапы:

Сначала, как показано на фиг.1-3, выполняют металлический профиль 1, в данном случает посредством формования выдавливанием титанового сплава. Профиль 1 проходит вдоль продольной оси симметрии X и имеет постоянное сечение. Профиль 1 содержит два сквозных паза 11, 12, расположенных симметрично по обе стороны от оси X. В данном случае пазы имеют форму канавок с квадратным или прямоугольным поперечным сечением.

Кроме того, готовят два волокнистых элемента 2 жесткости. Волокнистые элементы 2 жесткости можно выполнить, в частности, с применением способа, описанного в вышеупомянутом документе WO 2009/034264, и в данном случае они содержат керамические волокна, покрытые металлической оболочкой, в данном случае волокна из карбида кремния, покрытые тем же металлическим сплавом, из которого изготовлен профиль 1. Каждый из волокнистых элементов 2 жесткости располагают на двух опорах 3 в виде уголка, ограничивающего дно 31 и боковую стенку 32. Волокна проходят в продольном направлении параллельно друг другу.

После этого уголки 3 с волокнистым элементом 2 жесткости вставляют в пазы 11, 12 профиля 1. Для этого размеры уголков 3 выполняют такими, чтобы они помещались на дне пазов 11, 12, по существу закрывая всю площадь дна пазов 11, 12.

После установки уголков 3 на дне пазов 11, 12 в пазах 11, 12 над уголками 3 остается свободное пространство, которое заполняют, вставляя в пазы 11, 12 блоки-заполнители 4, выполненные из того же сплава, что профиль 1 и уголки 3. Верхние стороны блоков-заполнителей 4 доходят до верхней стороны 13 профиля 1.

После этого на верхнюю сторону 13 профиля 1 устанавливают тонкую металлическую крышку 5, в данном случае выполненную из листового металла и содержащую верхнюю стенку 51 и две боковые стенки 52. Ее размеры предусматривают таким образом, чтобы ее верхняя стенка 51 полностью закрывала верхнюю сторону 13 профиля 1 и чтобы ее боковые стенки 52 полностью закрывали кромки концов 14 профиля 1. Крышку 5 крепят сваркой на профиле, чтобы закрыть всю деталь в сборе и герметизировать волокнистые элементы 2 жесткости.

Деталь в сборе, включающая профиль, волокнистые элементы жесткости и блоки-заполнители помещают в вакуум, затем его подвергают горячему изостатическому прессованию, что приводит к распределению металла вокруг волокон.

При этом получают усиленный брусок 7, состоящий из металлической матрицы из титанового сплава, усиленной карбидными волокнами, проходящими в двух продольных зонах, по существу соответствующих зонам первоначальных пазов 11, 12, как показано на фиг.4.

После этого остается разрезать усиленный брусок 7, например, по линиям разрезания D, показанным на фиг.4, чтобы получить несколько заготовок тяг 6. Затем эти заготовки подвергают механической обработке для получения тяг. Эта обработка включает в себя обтачивание по профилям 60 и сверление отверстий 61 в каждом из их концов, как показано на фиг.5, при этом отверстия расположены между двумя усиленными продольными зонами. На этой фигуре видно, что волокна выходят в зоны 63 кромки тяги.

Тягу можно после этого оснастить кольцами и нанести на нее защитное покрытие, в частности, предназначенное для защиты кромки тяги.

На фиг.6 представлено применение изобретения на тяге 101, которая содержит четыре волокнистых элемента жесткости в соответствии с настоящим изобретением.

Изобретение не ограничивается описанным выше вариантом осуществления и охватывает любую версию, которая воспроизводит основные вышеуказанные признаки с применением эквивалентных средств.

Кроме того, термин «металлический профиль», используемый в рамках изобретения, не ограничивает получение этого изделия способом формования посредством выдавливания через фильеру соответствующей формы: несмотря на то, что формование выдавливанием является способом, наиболее подходящим для изделия такого типа, его можно получить при помощи других способов, известных в области металлургии.

Наконец, хотя описанный волокнистый элемент жесткости состоит из покрытых металлом керамических волокон, и его можно получить способом, описанным в документе WO 2009/034264, изобретение охватывает также тяги, содержащие волокнистые элементы жесткости другого типа и, в частности, волокнистые элементы жесткости из керамических волокон, непосредственно помещенных в пазы профиля.

В представленном примере в канавки вставляют металлические блоки, чтобы заполнить свободное пространство, оставшееся над волокнистым элементом жесткости после его установки в пазы, однако можно предусмотреть, чтобы волокнистый элемент жесткости полностью заполнял пазы, образованные в профиле.

Наконец, хотя выполнение бруска длиной, достаточной для его разрезания, представляет интерес с промышленной точки зрения, изобретение можно также применять для унитарной заготовки, выполненной с возможностью размещения в ней волокнистых элементов жесткости, и затем производить ее чистовую обработку.


СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКОЙ ТЯГИ, УСИЛЕННОЙ ВОЛОКНАМИ, И ПОЛУЧЕННАЯ ТЯГА
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКОЙ ТЯГИ, УСИЛЕННОЙ ВОЛОКНАМИ, И ПОЛУЧЕННАЯ ТЯГА
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКОЙ ТЯГИ, УСИЛЕННОЙ ВОЛОКНАМИ, И ПОЛУЧЕННАЯ ТЯГА
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКОЙ ТЯГИ, УСИЛЕННОЙ ВОЛОКНАМИ, И ПОЛУЧЕННАЯ ТЯГА
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКОЙ ТЯГИ, УСИЛЕННОЙ ВОЛОКНАМИ, И ПОЛУЧЕННАЯ ТЯГА
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКОЙ ТЯГИ, УСИЛЕННОЙ ВОЛОКНАМИ, И ПОЛУЧЕННАЯ ТЯГА
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 1-10 of 24 items.
10.01.2013
№216.012.17df

Механическая деталь, содержащая вставку из композитного материала

Группа изобретений относится к изготовлению композитной механической детали и ее применению. Механическая деталь (10, 110) содержит по меньшей мере одну вставку (3) из композитного материала с металлической матрицей, внутри которой располагаются керамические волокна, изготовленную из...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002471603
Дата охранного документа: 10.01.2013
20.03.2013
№216.012.2fc2

Способ изготовления металлической детали, усиленной керамическим волокном

Изобретение относится к способу изготовления металлической детали, усиленной керамическими волокнами. В основном металлическом корпусе, содержащем верхнюю сторону, формируется паз для вставки. Паз имеет форму выемки L-образного сечения со стороной, перпендикулярной верхней стороне, и стороной,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002477761
Дата охранного документа: 20.03.2013
20.03.2013
№216.012.2fc3

Способ изготовления металлической детали, усиленной керамическими волокнами

Изобретение относится к способу изготовления металлической детали, усиленной керамическими волокнами. В металлическом корпусе с верхней поверхностью выполняют паз для вставки и размещают выполненную из пучка волокон в металлической матрице вставку в пазе. Вставка выполнена прямолинейной, а паз...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002477762
Дата охранного документа: 20.03.2013
10.06.2013
№216.012.4933

Способ изготовления тяги из композитного материала

Изобретение относится к способу изготовления тяги из композитного материала из волокнистой заготовки. Способ заключается в том, что волокнистая заготовка (2), из которой изготовлена композитная тяга (1), содержит определенное число первичных слоев волокон, соединенных между собой связями,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002484319
Дата охранного документа: 10.06.2013
10.08.2013
№216.012.5c55

Способ соединения конструкционного элемента из композитного материала с трубой

Способ изготовления конструкционной части, содержащей трубчатый участок (30), от которого выступает конструкционный элемент, изготовлен из композитного материала. Способ содержит следующие этапы: формирование преформы (49; 59; 69; 79; 99), содержащей пакет из множества наложенных слоев так,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002489258
Дата охранного документа: 10.08.2013
10.08.2013
№216.012.5c8f

Устройство снижения аэродинамического шума шасси летательного аппарата

Изобретение относится к снижению аэродинамического шума, создаваемого убирающимся шасси летательного аппарата при взлете и посадке. Устройство шасси летательного аппарата, выпущенного в фазе приземления и/или взлета, содержит две концевые крышки и стяжку. Две концевые крышки предназначены для...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002489316
Дата охранного документа: 10.08.2013
20.08.2013
№216.012.6093

Механическая деталь, содержащая вставку из композитного материала

Изобретение относится к механическим деталям удлиненной формы, предназначенным для передачи, в основном, однонаправленного усилия растяжения и/или сжатия и может быть использовано в области самолетостроения, в частности для изготовления деталей устройств для приземления и турбореактивных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002490355
Дата охранного документа: 20.08.2013
10.09.2013
№216.012.6802

Способ изготовления деталей с вставкой из композитного материала с металлической матрицей

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к получению металлической детали, усиленной вставкой из керамических волокон. Вставку формируют путем сборки в пучок керамических волокон, покрытых металлом, и помещают в полую металлическую пресс-форму таким образом, чтобы вставка...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002492273
Дата охранного документа: 10.09.2013
27.09.2013
№216.012.6fe0

Способ изготовления соединительной штанги из металла, усиленной длинными волокнами

Изобретение может быть использовано при изготовлении соединительной штанги, усиленной на всех ее участках за счет использования волокон разной длины. Изготавливают корпус (1) из металлического материала, усиленного длинными волокнами (5), ориентированными, главным образом, вдоль его продольной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002494291
Дата охранного документа: 27.09.2013
10.11.2013
№216.012.7d02

Способ изготовления конструктивной детали из композитного материала с огранической матрицей и деталь, изготавливаемая указанным способом

Заявленное изобретение относится к способу изготовления конструктивной детали из композитного материала с органической матрицей и к детали, изготавливаемой этим способом. Техническим результатом заявленного изобретения является повышение прочности одновременно по отношению к усилиям сжатия и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002497675
Дата охранного документа: 10.11.2013
Showing 1-8 of 8 items.
27.04.2013
№216.012.3ae7

Скользящее устройство с контролируемым трением, такое как демпфер двухстороннего действия

Изобретение относится к машиностроению. Устройство с контролируемым трением содержит первый и второй элементы (1, 2), установленные подвижно относительно друг друга в направлении скольжения, между которыми симметрично расположены первый и второй фрикционные органы (5, 5) с возможностью...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002480640
Дата охранного документа: 27.04.2013
27.11.2013
№216.012.84c7

Способ изготовления тяги из композитного материала, содержащей усиленные концы

Изобретение относится к способу изготовления авиационных изделий из композитного материала. Способ изготовления тяги из композитного материала с усиленными концами (28, 29) включает этапы, на которых изготавливают оправку (22), содержащую втулку (24), выполненную в продольном направлении, и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002499669
Дата охранного документа: 27.11.2013
10.03.2014
№216.012.a9c1

Металлическая деталь, снабженная волокнистыми элементами жесткости со скошенным концом

Изобретение относится к механической детали, снабженной волокнистыми элементами жесткости. Деталь изготовлена из металлической заготовки, содержащей по меньшей мере один паз (5), который проходит вдоль направления усилия, прилагаемого к детали во время работы, и в котором расположен по меньшей...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002509172
Дата охранного документа: 10.03.2014
10.06.2014
№216.012.cdd4

Линейное устройство с контролируемым трением и с нажимной силой, перпендикулярной к перемещению

Изобретение относится к машиностроению. Устройство содержит первый элемент, на котором установлен второй элемент с возможностью скольжения. Фрикционные средства удержания установлены с возможностью создания между двумя элементами противодействующей силы, препятствующей относительному...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002518463
Дата охранного документа: 10.06.2014
20.06.2014
№216.012.d4df

Основное шасси летательного аппарата, содержащее два балансира, шарнирно соединенных с конструкцией летательного аппарата

Изобретение относится к основному шасси летательного аппарата (ЛА), имеющему два балансира, шарнирно соединенных с конструкцией ЛА. Шасси содержит два балансира, несущие на себе колеса. Балансиры установлены с возможностью поворота на общей поворотной оси. Шасси также содержит амортизирующее...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002520266
Дата охранного документа: 20.06.2014
27.06.2014
№216.012.d672

Электромеханический привод с гидравлическим регулированием и шасси, оборудованное таким приводом для управления его перемещением

Изобретение относится к области авиационного транспорта, в частности к электромеханическому приводу шасси летательного аппарата. Привод содержит электрический двигатель для приведения во вращение выходного вала через редуктор и пассивные средства регулирования. Пассивные средства регулирования...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002520676
Дата охранного документа: 27.06.2014
20.07.2014
№216.012.dfc6

Способ работы машины для плетения армирующих волокон

Изобретение относится к способу работы оплеточной машины, содержащей кольцо с установленными на нем бобинами волокон, для последовательного плетения нескольких слоев волокон вокруг оправки, установленной на держателе, выполненном с возможностью перемещения вдоль оси кольца. После этапа...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002523072
Дата охранного документа: 20.07.2014
10.12.2015
№216.013.9852

Шток шасси для летательного аппарата

Изобретение относится к штокам шасси летательных аппаратов. Шток шасси содержит трубчатую часть для установки амортизатора и часть для выполнения колесных осей, расположенную на конце трубчатой части и выполненную с возможностью установки на ней механизма крепления колес шасси. При этом...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002570614
Дата охранного документа: 10.12.2015
+ добавить свой РИД