Номер патенту: 62788

Опубліковано: 15.02.2006

Автор: Скуба Іван Степанович

Завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

Винахід відноситься до вогнетривкої промисловості і може бути використаний для виготовлення методом шлікерного лиття високовогнетривкої особливо щільної конструкційної корундової кераміки з підвищеними показниками опору термічним та динамічним навантаженням для різних місць застосування, у тому числі як імплантатів у реконструктивно-відновній хірургії кісткової тканини людини.

Відомий спосіб виготовлення міцної корундової кераміки з гомогенних сумішей дрібнодисперсних порошків оксидів Аl2О3 і різних додатків, одержаних за допомогою методу осадження [Е.С. Лукин, Н.А. Попова, Д.И. Цехладзе и др. Прочная корундовая керамика Сикор. Огнеупоры, № 3, 1991, с.2-3].

Недоліком цього способу є потреба у спеціальному обладнанні (гідростат для пресування при тиску 200МПа) і подальшому спіканні в газостаті в атмосфері аргону при тиску 30МПа.

Найбільш близьким до передбачуваного винаходу за технічною суттю і досягнутим результатом є спосіб виготовлення кераміки, що полягає у приготуванні суспензії з суміші порошків глиноземвміщуючого і цирконійвміщуючого компонентів, дистильованої води і дефлокулянта, сушінні суспензії з суміші порошків, пропусканні висушеного порошку крізь сито, формуванні виробів і випалі [Lin Jiang-Tsiar, Lu Hong-Jang/ Grain growth inhibition and mechanical property enhancement by adding ZrO2 to Аl2О3 matrix//Ceram.Int.,1988, v.14. c.251-258].

Але вироби, одержані за даним способом, мають недостатньо високу міцність при вигині (410МПа), мають низький коефіцієнт інтенсивності напруги К1с - 5,4МПа х.м1/2, що негативно впливає на опір кераміки до термічного удару.

В основу винаходу поставлено завдання створення способу виготовлення корундової кераміки, у якому перед приготуванням суспензії з суміші порошків глиноземвміщуючого і цирконійвміщуючого компонентів, глиноземвміщуючий компонент витримують у водному розчині, який містить дефлокулянт, протягом 2-х діб до встановлення рН 3-4,5, потім суспензію з суміші порошків глиноземвміщуючого і цирконійвміщуючого компонентів пропускають через сито, вироби формують методом шлікерного лиття у гіпсові форми, а випал здійснюють у окисному або нейтральному середовищі, причому як глиноземвміщуючий компонент використовують глинозем з вмістом a-Аl2О3 не менше 99% з питомою поверхнею не менше 7,5м2/г, а як цирконійвміщуючий компонент використовують суміш глинозему з вмістом a-Аl2О3 не менше 95% і ZrО2 у вигляді наночасток з розміром 50-800нм у співвідношенні від 1:0,08 до 1:0,1 з питомою поверхнею 3,5-4м2/г, що сприяє підвищенню міцносних характеристик і термічної стійкості кераміки (межа міцності при вигині, коефіцієнт інтенсивності напруги К1с , термічна стійкість) і дає можливість використання виробів на її основі у місцях, які підлягають впливу термічних і механічних навантажень (захисна і електроізоляційна кераміка для високотемпературних термоперетворювачів, тиглі для плавлення кольорових та чорних металів і різного виду скла, конструкційні елементи різних машин і установок, а також як імплантатів у реконструктивно-відновлювальній хірургії кісткової тканини людини).

Поставлене завдання вирішується тим, що:

1. Спосіб виготовлення корундової кераміки, який включає приготування суспензії з суміші порошків глиноземвміщуючого і цирконійвміщуючого компонентів, дистильованої води і дефлокулянта, сушку суспензії з суміші порошків, пропускання висушеного порошку крізь сито, формування виробів і випал, у якому, згідно з винаходом, перед приготуванням суспензії з суміші порошків глиноземвміщуючого і цирконійвміщуючого компонентів глиноземвміщуючий компонент витримують у водному розчині, який містить дефлокулянт, на протязі 2-х діб до встановлення рН 3-4,5, потім суспензію з суміші порошків глиноземвміщуючого і цирконійвміщуючого компонентів пропускають крізь сито, формують вироби за методом шлікерного лиття у гіпсові форми і випалюють в окисному або нейтральному середовищі.

2. Спосіб за п.1, у якому, згідно з винаходом, у якості глиноземвміщуючого компонента використовують глинозем з вмістом a-Аl2О3 не менше 99% з питомою поверхнею не менше 7,5м2/г.

3. Спосіб за п.1, у якому, згідно з винаходом, у якості цирконійвміщуючого компоненту використовують суміш глинозему з вмістом a-Аl2О3 не менше 95% і ZrO2 у вигляді наночасток розміром 50-800нм у співвідношенні від 1:0,08 до 1:0,1 з питомою поверхнею 3,5-4м2/г.

Також відмінною особливістю є використання для приготування суспензії бімодальної суміші двох дрібнодисперсних глиноземів в a-формі з різними питомими поверхнями (глиноземвміщуючого активного до спікання компоненту з питомою поверхнею 7,5м2/г і цирконійвміщуючого компоненту з питомою поверхнею 3,5-4м2/г і наночастками ZrO2 розміром 50-800нм), що дозволяє одержати сирець високої щільності, що сприяє у процесі випалу спіканню відливки до нульової відкритої пористості і утворенню напруженої мікротріщинуватої структури. Застосування для формування метода шлікерного лиття у гіпсові форми дає змогу виготовляти вироби різної конфігурації (тиглі, стрижні, чохли, труби, плити і ін.), у тому числі тонкостінні порожнисті вироби з товщиною стінки до 1мм.

Передбачуваний винахід ілюструється прикладами, наведеними у таблиці.

В лабораторії і на дослідному виробництві ВАТ "УкрНДІВ імені А.С.Бережного" були виготовлені зразки кераміки за передбачуваним винаходом і прототипом.

Випробування на термостійкість технічної корундової кераміки проводили за методикою, розробленою ВАТ "УкрНДІВ імені А.С.Бережного", РМИ 322-49-2002 у відповідності з Європейськими стандартами:

ENV 820-3:1993. Вдосконалена технічна кераміка. Монолитна кераміка. Термомеханічні властивості. Частина 3: Визначення термостійкості за методом водяного охолодження.

ENV 843-1:1995. Вдосконалена технічна кераміка. Монолитна кераміка. Механічні властивості при кімнатній температурі. Частина 1: Визначення міцності при вигині; а також

Державним стандартом України ДСТУ 3716-98. Кераміка. Метод визначення межі міцності при вигині.

Аналіз даних, наведених в таблиці, свідчить про те, що кераміка, виготовлена пропонованим способом, у порівнянні з прототипом, характеризується більшою межею міцності при вигині: на 60-90Н/мм2 вище, ніж у прототипі (у вигину 500Н/мм2 проти 410Н/мм2 у прототипі), коефіцієнт інтенсивності напруги вище на 1,4-1,6Мпа (К1с 7,0МПа ´ м1/2 проти 5,4МПа ´ м1/2 у прототипі). При цьому вироби, виготовлені пропонованим способом, характеризуються більшою критичною різницею температур між температурою нагріву і температурою охолоджувальної води, при якій відбувалося зниження межі міцності при вигині більш ніж на 30%, на 10-30°С (DТ - 210°С проти 180°С у прототипа).

Технічне рішення, що заявляється, намічається до впровадження на Дослідному виробництві ВАТ "УкрНДІВ імені А.С. Бережного" у 2005 році.

Таблиця

Спосіб виготовлення корундової кераміки з додатком ZrO2 і її властивості

Найменування

показників

Приклади

за

прототи-

пом

за пропо-нованим

способом

Спосіб виготовлення виробів:

1. Витримування глиноземвміщуючого компонента у водному розчині, який містить дефлокулянт, протягом 2-х діб до встановлення рН 3-4,5

-

+

2. Приготування суспензії з суміші порошків глиноземвміщуючого (глинозем марки А-16 SG з питомою поверхнею 8,6м2/г) і цирконійвміщуючого (моноклинний ZrO2 ) компонентів, дистильованої води і дефлокулянта.

+

-

3. Приготування суспензії з порошків глиноземвміщуючого компоненту (глинозем з вмістом a-Аl2О3 не менше 99% з питомою поверхнею не менше 7,5м2/г), витриманого у водному розчині, який містить дефлокулянт, протягом 2-х діб до встановлення рН 3-4,5 і цирконійвміщуючого компоненту (суміш глинозему з вмістом a-Аl2О3 не менше 95% і ZrO2 у вигляді наночасток розміром 50-800нм у співвідношенні від 1:0,08 до 1:0,1 з питомою поверхнею 3,5-4м2/г).

-

+

4. Сушка суспензії з суміші порошків

+

-

5. Пропускання висушеного порошку крізь сито

+

-

6. Пропускання суспензії крізь сито

-

+

7.Формування виробів:

- методом гідростатичного пресування

- методом шлікерного лиття

+

-

-

+

8. Випал виробів:

- в окисному чи нейтральному середовищі

-

+

Властивості кераміки:

1. sвигину - межа міцності при вигині, Н/мм2

410

500

2. К1с - коефіцієнт інтенсивності напруги, МПа´м1/2

5,4

7,0

3. DТ - критична різниця температур між температурою нагріву і температурою охолоджувальної води, при якій відбувалося зниження межі міцності при вигині більш ніж на 30%, °С

180

210

Текст

1. Пружна пальцева муфта, яка має ведучу і ведену півмуфти, що складаються з фланців і маточин, з'єднаних між собою пальцями, що мають передню і хвостову частини, причому передня частина пальців спряжена з однією з півмуфт через пружні елементи, розміщені в пазах цієї півмуфти, при цьому хвостова частина має циліндричну форму і розміщена в отворах другої півмуфти, яка відрізняється тим, що передня частина пальців виконана у вигляді паралелепіпеда, а з боку хвостової частини пальців у півмуфті встановлено обмежувач для взаємодії з вказаною частиною пальця. 2. Пружна пальцева муфта за п. 1, яка відрізняється тим, що обмежувач виконаний у вигляді стопорного кільця, установленого в кільцевій проточці, розміщеній у вільній від пальця частині отвору. 3. Пружна пальцева муфта за п. 1, яка відрізняється тим, що обмежувач виконаний у вигляді стопорного кільця, розміщеного в кільцевій проточці в місці переходу маточини у фланець. C2 2 62788 1 3 62788 4 крутний момент, що передається, становить ний або в хвостовій частині пальців, або ж в пазах 129кГм. фланця, напроти передньої частини пальців. Відома пружна втулочно-пальцева муфта типу Перелічені відрізняючі ознаки нерозривно МУВП [3], що має ведучу і ведену півмуфти, що пов'язані з технічним результатом, а саме: складаються з фланців і ступиць. Півмуфти - передня частина пальців виконана плоскопаз„єднані між собою пальцями, що мають передню ралельною, у вигляді паралелепіпеда вписаного в конічну і хвостову циліндричну частини. На циліндр. Площини паралелепіпеда через пружні циліндричну частину насажені гумові втулки елементи дають можливість передавати значно трапецієвидного перетину. більший крутний момент, ніж циліндричні втулки Така муфта широко застосовується в роторних насажені на пальці, так, як рівномірне машинах для передавання крутного моменту. Горозподілення навантаги по площині пружних ловна її перевага – висока ремонтопридатність, елементів, в заявлюваному технічному рішенні, тобто можливість проведення ремонту ( в тому заощадливо впливає на їх роботу, забезпечує їх числі і заміна зношених втулок) без демонтажу рівномірне спрацювання і підвищує довговічність. агрегата з наступною його центровкою. Суттєвим Оригінальна геометрія пальців, що недоліком втулочно - пальцевих муфт є те, що складається з плоскопаралельної частини, у вони передають відносно невеликий крутний мовигляді паралелепіпеда, вписаного в циліндр і мент. Так наприклад, при передаванні крутного хвостової циліндричної, в процесі роботи, під дією моменту 110 кГм діаметр розміщення пальців стаприкладених сил, дозволяє пальцям самоустановновить 130 мм Звідси нераціонально люватись і сприймати рівномірні навантаги. Самовикористовується робочий об'єм і підвищена установлення пальців відбувається шляхом їх металоємність муфти. Крім того, із-за обертання на деякий кут, під дією прикладеної, нерівномірного розподілу навантажень, що перерівномірно розподіленої навантаги. Крім того, даються по периметру пружних втулок, останні пальці муфти не зафіксовані уздовж осі, тобто спрацьовуються. мають можливість вільного аксіального Для усунення зазначених недоліків поставлепереміщення, в межах конструктивно заданих на задача, створити пружну муфту для передапараметрів: вання підвищеного крутного моменту з можливістю - з боку хвостової частини пальці мають виконувати заміну пружних елементів без демонобмежувачі. Обмежувачі утримують пальці від тажу агрегата, шляхом удосконалення конструкції самовільного переміщення уздовж осі і випадіння з пальців і спряжених з ними силових елементів, що отвору, тобто пальці мають можливість передають навантаги. переміщуватись в заданих межах, постійно залиПружна пальцева муфта, що заявляється, так шаючись в зачепленні; само як і відома, має ведучу і ведену півмуфти, що - обмежувачі по пп.2, 3, 4, 5 і 6 виконані у складаються з фланців і ступиць, з'єднані між совигляді стопорних кілець різних діаметрів, пластин бою пальцями, що мають передню і хвостову часі кілець, призначені для попередження тини, причому передня частина пальців сполучена самовільного виходу (випадіння) пальців з отворів; з однією з півмуфт через пружні елементи, - обмежувач виконаний у вигляді стопорного розміщені в пазах цієї напівмуфти, при цьому хвокільця, розміщеного в кільцевій проточці в місці стова частина має циліндричну форму і розміщена переходу ступиці у фланець. в отворах другої півмуфти. - обмежувач виконаний у вигляді стопорного Відповідно до винаходу, передня частина гвинта, установленого у фланці по зовнішньому пальців виконана плоскопаралельною, у вигляді діаметру півмуфти, при цьому хвостова частина паралелепіпеда вписаного в циліндр, а з боку пальця має проточку, розміщену напроти обмежухвостової частини пальці мають обмежувач. До вача Така конструкція забезпечує поворот пальців того ж, обмежувач може бути виконаний у вигляді: на деякий кут і їх переміщення уздовж осі, в межах - стопорного кільця, установленого в кільцевій ширини проточки; проточці, розміщеній у вільній від пальця частині - обмежувач виконаний у вигляді нарізевих отвору. пробок, розміщених в отворах, що дозволяє регу- стопорного кільця, розміщеного в кільцевій лювати величину осевого переміщення пальців; проточці, в місці переходу ступиці у фланець. - хвостова частина пальців має нарізевий - стопорного кільця, установленого в кільцевій отвір по поздовжній осі. Наявність нарізки спрощує проточці, в найбільш відпаленому від вісі обертанпроцес заміни пружних елементів шляхом вкручуня місці. вання болтів в пальці з наступним виймання - пружної зігнутої пластини установленої в останніх із спряженої півмуфти; кільцевій проточці, розміщеній у вільній від пальця - в пазах фланця напроти пальців виконані отчастині отвору. вори. Це дозволяє оперативно розбирати муфту і - кільця, прикріпленого до торцевої площини підвищує зручність заміни пружних елементів. фланця півмуфти. Перелічені відрізняючі ознаки дозволили ство- обмежувач виконаний у вигляді стопорного рити муфту, що передає крутний момент в 1, 5 гвинта, установленого у фланці по зовнішньому рази більший, в порівнянні з прототипом, з діаметру півмуфти, при цьому хвостова частина можливістю заміни пружних елементів без демонпальця має проточку, розміщену напроти обмежутажу агрегата, вача. Заявлювана пружна пальцева муфта - нарізевих пробок, розміщених в отворах. пояснюється кресленнями. При цьому, нарізевий отвір може бути виконаНа фіг.1 зображено загальний вигляд муфти. 5 62788 6 На фіг.2-перетин А-А півмуфтах. На фіг.3 - стопорне кільце в кільцевій проточці, Пружна пальцева муфта працює так. в місці переходу ступиці у фланець. Крутний момент передається з ведучої На фіг.4 - стопорне кільце в кільцевій проточці півмуфти на ведену, наприклад, через пружні елефланця, в місці, найбільш віддаленому від осі менти 4 і передню частину 3 пальців на хвостову обертання. частину 4 пальців, розміщену у веденій півмуфті. На фіг.5 - обмежувач у вигляді пружної плаСили, що виникають в процесі роботи муфти від стини. неспіввісності, викривлення осі, неточностей при На фіг.6 - обмежувач у вигляді кільця виготовленні муфти і т. п. діють на пружні елеменприкріпленого до торцевої площини фланця. ти 5. Під дією вказаних сил виникає момент, у На фіг.7 - обмежувач у вигляді гвинта, устазв'язку з чим, пальці повертаються на деякий кут, новленого у фланці по зовнішньому діаметру вирівнюючи цим самим навантагу, до того ж пальці півмуфти. можуть здійснювати поздовжній рух уздовж осі. Нафт. 8-обмежувач у вигляді різьбових проПри цьому, циліндрична хвостова частина 4 бок. пальців розташована в циліндричних отворах 7 Пружна пальцева муфта має ведучу і ведену веденої півмуфти не перешкоджає прокручуванню півмуфти які складаються з фланців 1 і ступиць 2. і поздовжньому переміщенню, тобто самоустановПівмуфти з'єднані між собою пальцями, що мають ленню пальців. Осеві переміщення пальців обмепередню частину 3, виконану плоскопаралельною жують різними за конструкцією обмежувачами 8, 10, 12, 14, 15, 17, 19 (фіг.1, 3, 4, 5, 6, 7, 8) які пеу вигляді паралелепіпеда, вписаного в циліндр і хвостову частину 4, що має циліндричну форму. решкоджають їм в процесі роботи вийти з зачепПри цьому, передня 3 і хвостова частина 4 пальців лення з пазами б і отворами 7. Крім того, обмежурозташовані в різних напівмуфтах. Передня часвач у вигляді кільця 15 (фіг.7) використовують не тина 3 спряжена з однією з півмуфт через пружні тільки для обмеження поздовжнього руху пальців, елементи 5, що установлені в пази 6 цієї півмуфти а й для їх виймання з півмуфт. Для цього і насажені на передню частину 3 пальцю, а хвовід'єднують кільце 15 від півмуфти і вгвинчують стова частина 4 пальців розташована в отворах 7 болти через гладкі отвори кільця в хвостову часдругої півмуфти. Крім того, з боку хвостової частитину 4 пальців, а в різьбові отвори цього кільця ни 4 пальці постачені обмежувачем. Обмежувач вгвинчують віджимні болти. Таким чином, виймаможуть бути виконаний у вигляді: ють пальці з півмуфт і замінюють пружні елементи - стопорного кільця 8, установленого в 5. При використанні в муфті пальців малого кільцевій проточці 9, розташованій у вільній від діаметру, конструкцією муфти, як варіант, перепальців частині отворів 7. дбачено скрізні нарізеві отвори 21 в пазах 6 флан- стопорного кільця 10, установленого в ця, навпроти пальців. Для виймання пальців викокільцевій проточці 11 в місці переходу ступиці 2 у ристовують віджимні болти (на фіг. не показано), фланець 1. які вкручують в різьбові отвори 21 або використо- стопорного кільця 12, установленого в вують виштовхувач у вигляді дротика або прутка кільцевій проточці 13 фланця 1 в місці, найбільш Крім того, конструкцією муфти передбачено віддаленому від осі обертання. регулювання переміщення пальців по осі отвору 7. - пружної зігнутої пластини 14, установленої в Для цього передбачений обмежувач у вигляді кільцевій проточці 9, розташованій у вільній від пробки 19. В процесі роботи виставляють зазор пальця частині отвору 7. між пробкою 19 та хвостовою частиною 4 пальця. - кільця 15, закріпленого кріпильними елеменЗаявлювана пружна пальцева муфта інженера тами 16 до торцевої площини фланця 1 півмуфти. Скуби І.С. конструктивно проста і ремонтопридатКрім того, в кільці 15 можуть бути виконані нарізеві на. Для її виготовлення не потрібно спеціального і гладкі скрізні отвори (на фіг. не показано). обладнання і інструмента. - стопорного гвинта 17, установленого у За попередніми даними, в порівнянні з протофланці 1 по зовнішньому діаметру півмуфти, при типом, муфта може передавати в 1,5 - 2 рази цьому хвостова частина 4 пальця має проточку 18, більший крутний момент, при збільшеній кількості виконану навпроти обмежувача 17. відпрацьованих годин. При заміні пружних - нарізевих пробок 19, розташованих в отворах елементів не потрібно проводити демонтаж об7. ладнання. В заявлюваній муфті, в хвостовій частиш 4 Джерела інформації: пальців, уздовж осі можуть бути виконані нарізеві 1. Иванов Е.А. ”Муфты приводов”, Машгиз, М, отвори 20, або в пазах 6 фланця 1 напроти 1959, с 119, фиг. 73. передньої частини 3 пальців можуть бути. виконані 2. Иванов Е. А. ”Муфты приводов”, Машгиз, М, скрізні нарізеві отвори 21. 1959, с. 120, фиг. 74. В даній муфті передня частина пальців може 3. Иванов Е.А. "Муфты приводов", Машгиз, М, бути розташована, як у ведучій так і в веденій 1959, с. 103, фиг. 66 -прототип. 7 Комп‟ютерна верстка М. Клюкін 62788 8 Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601

Дивитися

Додаткова інформація

Назва патенту англійською

Engineers skuba springy pin clutch

Автори англійською

Skuba Ivan Stepanovych

Назва патенту російською

Упругая пальцевая муфта инженера скубы и.с.

Автори російською

Скуба Иван Степанович

МПК / Мітки

МПК: F16D 3/16

Мітки: і.с, скуби, пружна, інженера, пальцева, муфта

Код посилання

<a href="https://ua.patents.su/4-62788-pruzhna-palceva-mufta-inzhenera-skubi-is.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Пружна пальцева муфта інженера скуби і.с.</a>

Подібні патенти