Болтовые соединения для пластмассы и композитов
Компоненты из полимеров и композитов можно встретить почти везде от автомобилей до турбин самолетов. При монтаже таких материалов часто используются клеи, однако клей делает соединения неразборными. Вот почему производители предпочитают обычно использовать болтовые соединения, чтобы облегчить техническое обслуживание конструкций. Материалы из пластмассы и композитов подвижны и подвержены усадке, поэтому их использование требует новых конструкторских решений.
Как можно решить задачу проектирования для болтового соединения, которое включает в себя полимеры и композиты? Одно из решений, которое уже есть на рынке, заключается в использовании металлической вставки в отверстии соединяемых деталей. Вставка, помещённая в отверстие, укрепляет его и делает болтовое соединение чисто металлическим. Такое соединение, с одной стороны, получает выигрыш в прочности, но с другой – увеличение стоимости конструкции. Это решение к тому же видоизменяет вибрационную чувствительность (резонансную частоту) и не может гарантировать сохранения предварительного усилия затяжки и препятствовать ослаблению соединения и его самоотвинчиванию.
Другим решением, которое является довольно новым для рынка, являются шайбы Nord-Lock X-series. Пример применения – грузоподъемные краны, в конструкции которых используются прокладки из эластомера.
Эластомер является одним из видов полимера и обычным материалом, используемым в телескопическом оборудовании. Он обладает преимуществом по сравнению с другими материалами в обеспечении гибкости скользящих частей стрелы и имеет низкий коэффициент трения. Эластомер является также и коррозионностойким материалом.
Один из производителей кранов, столкнувшись с серьезным ослаблением затяжки болта, обратился к инженерам Nord-Lock для решения проблемы с болтовым соединением композитов. На одной из моделей подвижного крана после нескольких месяцев работы у 30% соединений, удерживающих эластомерные прокладки внутри телескопической стрелы, ослаблялась затяжка. Сочетание полимера, малой толщины скрепляемых материалов и толстого слоя краски делали ослабление в болтовом соединении неизбежным. Большой процент болтов раскручивался, телескопические стрелы становились неработоспособными, кранам требовалось дополнительное сервисное обслуживание, что в итоге портило репутацию компании. Переход на использование в соединениях шайб Nord-Lock X-серии решил проблему ослабления и избавил производителя от гарантийного ремонта техники.
С момента реализации проекта не было отмечено ни одного случая ослабления болтов. В итоге производитель кранов, пользуясь преимуществами прокладок из эластомера, в то же время обеспечил надежность болтовых соединений, а его изделия стали безопасными и долговечными для конечных пользователей.
