Вита дротова структура

1 Вита дротова структура, складена з двох елементів, один з яких є серцевиною, виконаною в вигляді одинарного дроту або групи дротів, а другий утворений ЗОВНІШНІМИ дротами, що навиті на серцевину по спіралі з зазором , яка відрізняться тим, що серцевина скручена за вання при додержанні умов радіусом нави де t-i 112 - кроки спіралі дроту серцевини і ЗОВНІШНІХ дротів, ВІДПОВІДНО, г-і і Г2 - радіуси спіралі серцевини і ЗОВНІШНІХ дротів, ВІДПОВІДНО 2 Вита дротова структура за п 1, яка відрізняється тим, що величина відношення «К» дорівнює або кратна числу дротів зовнішнього елементу 3 Вита дротова структура за п 1 чи п 2, яка відрізняється тим, що серцевина в перерізі виконана в вигляді спряжених плоских дуг, що огинають ЗОВНІШНІ дроти і мають радіус спіралі і довжину (Іс) елемента однієї дуги, яка огинає один ЗОВНІШНІЙ дріт, що визначаються співвідношенням 180-І с _ U _ t 2 Sin 2г-]П І с = Ін /п, де п - число ЗОВНІШНІХ дротів, о Ін - довжина зовнішнього дроту на кроці спіралі со Винахід належить до металургійного виробництва в області обробки дроту і виготовлення витих структур з нього, а конкретніше, до виробництва металокорду для армування шин і інших гумотехнічних виробів, а також може належати до виробництва канатів та кабелів ВІДОМІ ВИТІ структури типу метало корд [1], в які входить серцевина і обкрутка, сформована з окремих дротів, звитих у вигляді спіралі паралельно идин одному навколо серцевини з відрізками "є" між окремими дротами діаметром "D" такими, що відношення R=e/(e+D)£0,08, а переважно, знаходитись в інтервалі від 0,1 до 0,25 Недоліком цього технічного рішення є те, що рівномірний розподіл вказаного зазору по периметру скрученої структури [1] забезпечити практично неможливо, а тому дроти як правило збираються разом, зали шаючи великий сумарний зазор між першим і останнім, що значно знижає надійність роботи виробу, т я призводить до виходу центрального елементу на поверхню і нарушає структуру витого виробу Відома вита дротова структура [2], яка складається по крайній мірі з двох елементів, один з яких багатожильний Обидва елементи деформовані виттям в одному напрямку навколо осі, що співпадає з їх особистою осею Сполучникові елементи створюють спіралі так, що по крайній мірі один багатожильний элемент має мале виття Для одинарного дроту діаметром 0,1-0,4мм величина виття рівняється 2-50об/хв Вита структура використовується для посилення пневматичних шин Недоліком є нерівномірний розподіл нагрузки між елементами витої структури, особливо в тих 49934 випадках, коли одним із елементів служить серцевина, виготовлена з одного дроту або декількох дротів, навколо яких навиті по спіралі дроти зовнішнього багатожильного елемента Звичайно, довжина дротів цього елемента більша ніж в серцевині, якщо остання має мале виття, як у прототипі А тому серцевина першої сприймає прикладену до витого виробу нагрузку, досягає рівня МІЦНОСТІ матеріалу дроту і розрушується в першу чергу, що понижує надійність витої структури в умовах екплуатацм Задача, яку рішає винахід, заключається в одержанні витої структури, в яку входять два елементи серцевина і навиті на неї з зазорами дроти зовнішнього елементу з довжиною, що прирівнюється дожині дротів серцевини Технічний результат, якого можна досягнути при використанні винаходу, заключається у рівномірному розподілі нагрузки між елементами витої структури, що сприяє підвищенню її надійності і працездатності в умовах експлуатації Рішення поставленої задачі забезпечується тим, що вита структура, яка складається з двох елементів серцевини і накручених на неї з зазорами «Д» по спіралі з радіусом накрутки Г дротів 2 зовнішнього елементу, утвореного серцевиною у вигляді одного або декількох дротів, звитих по спіралі з радіусом накрутки п так, що відношення кроку спіралі ЗОВНІШНІХ дротів і серцевини підлягають під відношення де ti 112 - крок спіралі зовнішнього дроту і серцевини ВІДПОВІДНО, г-і і Г2 - радіус повиву дроту серцевини і зовнішнього дроту ВІДПОВІДНО, при чому величина «К» може рівнятися або бути кратною числу дротів зовнішнього елементу, або ж виконана у вигляді співпряження плоских дуг, що огинають ЗОВНІШНІ дроти, які мають радіус загибу і довжину елемента однієї дуги, що огинає ЗОВНІШНІЙ дріт і визначається із відношення SIN 180 -к 2n-r{ U 2 • г. 1с=1н/п, де п - число зовнішнього дроту , 1с- довжина елемента однієї дуги, що огинає один ЗОВНІШНІЙ дріт, 1н-довжина зовнішнього дроту на кроці виття Порівняння з прототипом показує, що заявлене технічне рішення відрізняється тим, що вита дротова структура, в яку входить по крайній мірі два елементи, один з яких багатожильний, а другим являється серцевина у вигляді одного або декількох дротів, звитих у вигляді спіралі з радіусом накрутки г-і, так, що відношення кроку спіралі ЗОВІШНІХ дротів, навитих з п, і серцевини рівняється (1) звідки слідує, що величина кроку спіралі дроту серцевини становить (2) Вказане відношення забезпечує рівність довжин дротів зовнішнього повиву «1н» і серцевини «1с», т я одержано суто із умови цієї рівності (3) Розгортка спіралі, утвореної осевою ЛІНІЄЮ дроту зовнішньої накрутки, характеризується виразом (4) Вказана довжина використовується при побудові «к» кроків «t-і» спіралі серцевини, дріт якого навитий з радіусом (5) Порівнюючи (4) і (5), а також з врахуванням (1) одержимо ti (2я-г2)2 або Таким чином, відношення (2) забезпечує умову рівності довжин дроту зовнішнього елементу і серцевини, а отже рівномірний розподіл навантаження при експлуатації виробу Опираючись на вищесказане, приходимо до висновку, що винахід відповідає вимогам новизни і винахідницького рівня, так як спостереження за відомими технічними рішеннями не дають можливості вирішити поставлену задачу Винахід пояснюється кресленням, де на фіг 1 відображено перетин витої структури, що складається із п'яти ЗОВНІШНІХ дротів діаметром сЬ, накручених по спіралі з радіусом повиву Г на серце2 вину, яка в свою чергу скручена із дротів діаметром di і радіусом повиву п При цьому між дротами d2 мають місце зазори «Д», що сприяють кращому проникненню армуючого матеріалу в структуру На фіг 2 показана розгортка спирані осевої лінії дроту зовнішнього елементу і серцевини при кроці повиву І2 (пунктирні лінії), демонструюча нерівність довжин дротів 1 н і 1 с при кроці повиву серцевини ti по умові (2), що забезпечує рівність довжин 1 н І 1 С На фіг 3 дано поздовжній розріз витої структури, що показує розміщення елементів відносно один одного і демонструє перевагу заявленого технічного рішення перед прототипом в більш афективному використанні металевого перетину структури за рахунок розподілу навантаження на дроти серцевини (1) і ЗОВНІШНІ дроти (2) витої структури Можливість реалізації витої дротової структури показано на прикладі металокорду 1x0,22+5x0,27, зробленого із дуже міцного латунного дроту діаметром di=0,22MM, що складає сер 49934 цевину 1x0,22, звиту по спіралі, що має радіус П=0,05мм і крок, який рівняється / : - r , ^ 15,9-0,05 ti= = 2,695 мм, r2 ~ 0,295 де t2=15,9MM - крок повиву ЗОВНІШНІХ дротів діаметром d2-0,27MM, радіус скрутки яких рівний r 2 ^r i +0,5d l +0,5d 2 =0,05+0,U+0,135=0,295MM. Довжина ЗОВНІШНІХ дротів діаметром d 2 становить Довжина дроту серцевини рівняється Ис yjilx-r.y+tl = AJ(2^-0,05) 2 +2,695 2 = 16,008, де k=t 2 /ti= 15,9 2,695 = 5,9 Таким чином 1н= 1с~16,008мм Металокорд 1x0,22+5x0,27 виготовили з кроком повиву ЗОВНІШНІХ дротів t 2 =15,9MM на машині для виття ТД 2/601 першочергово в двох варіантах в ВІДПОВІДНОСТІ з пропонованим винаходом (варіант 1), надаючи серцевині виття до кроку ti=2,695мм і без підвивання серцевини (варіант 2) Параметри виття металокорду приведені таб 1 Результати випробувань фізико-механічних якостей зразків металокорду обох варіантів відображені в таб 2, свідчать, що при однаковому часовому розриві дроту агрегатна МІЦНІСТЬ І МІЦНІСТЬ зв'язку з гумою одержана більша у першому варіанті за рахунок підвищення агрегатної роботи всіх дротів при однаковій довжині і збільшеному діаметрі витої структури цілком Більш сприятливу умову контакту між серцевиною (1) і ЗОВНІШНІМИ дротами (2) одержано за рахунок розміщення дротів серцевини між дротами зовнішнього повиву, як це показано на мал З, тобто при відношенні кроків виття \QI ti=K=5, або рівняється числу дротів зовнішнього виття Тоді г,=г2/5Ю,295:5-0!059мм (6) В таб 1 показані геометричні параметри (варіант 3), а в таб 2 фізико-механічна характеристика металокорду при К=5, які перевершують характеристики металокорду, що має серцевину з малим виттям, як у прототипі в Таблиця І Параметри виття метшокорду Радіус Радіус Довжина Довжина БИТТЯ виття ДРОТІВ дротів дротів (загину) зовнішніх серцевини на дротів дротів, г2 кроці t2, мм крощ t2, ми мм Діаметр зовнішя серцевини мм п/п Діаметр дротів Варіант ВІдно серцевини на мм серцевини т ШЄІЗИЯ Fj, M M 1 серцевина 0,22 0,27 0,05 0,295 14 ; 122 14,122 0,22 0,27 0 0,295 14,084 14,122 0,22 0,27 0,059 0,295 14,122 14.122 5,0 0,22 0.27 7,95 0,295 14,322 14,122 5,0 5.9 підіруч 2. серцев. не підкруч • 3. оптимальн підкрутка '4. і плоска хашга 49934 Таблиця 2 Фізико-механічні якості металокорду Діаметр п/п Тимчасовий опір Агрегатна Вага одного Подовження Міцність зв'зку і металокорда, № дротів розриву, МІЦНІСТЬ,метра, г/м при розриві, % гумою, Н 2 M M Н/мм Н 1. 0,73 3136 962 2,53 2,14 639 2. 0,76 3132 933 2,52 2,01 495 3. 0,75 3134 967 2,53 2,12 610 3136 965 2,53 2,09 637 4. 0,70 Співвідношення (3) можна одержати також при деформації серцевини співпряжених дуг, розміщених на одній площині (тобто площині спіралі - хвилі) Це досягається багаторазовим, наприклад К=5 по КІЛЬКОСТІ ЗОВНІШНІХ дротів, загином елементів серцевини, наприклад при допомозі роликового рихтувального пристрою і їх фіксації у вигляді хвилі, що заповняють впадини поміж ЗОВНІШНІМИ дротами Тоді радіус дуги \\ можна визначити по кроці спіралі ti/5 = 15,9 5 = 3,18мм і довжині 1С= 1н/5 = 16,008 5 = 3,2016 із співвідношення SIN 180 -їс 2л -г, І, 2 • г, 2'Г,п (7) З рішення рівняння (7) відносно п маємо П=7,95мм Якості витої структури з серцевиною, деформованою в вигляді плоскої хвилі (варіант 4) одержані аналогічними першому варіанту Таким чином, скупчення ознак, пропонованих ВІДПОВІДНО винаходу, забезпечує підвищення фізико-механічних якостей - агрегатної МІЦНОСТІ І адгезії до гуми витої структури, в даному випадку металокорду, що підтверджує ефективність пропонованого технічного рішення і необхідність його використання в промисловості ДЖЕРЕЛА ІНФОРМАЦІЇ 1 Металокорд для посилення еластомірних виробів Заявка №2080845 від 10 02 82 Великобританія МКІД07В1/06 2 Поліпшені металічні кабелі для посилення гумових виробів, спосіб і пристрій для їх виготовлення Заявка № 2477584 від 11 09 82р Франція МКІ Д020, В29Н 7/22,17/00 49934 ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул СІМІХОХЛОВИХ 15 м Київ 04119 Україна ( 0 4 4 ) 4 5 6 - 2 0 - 90 ТОВ Міжнародний науковий комітет вул Артема 77 м Київ 04050 Україна (044)216-32-71 10