Применение полимерных композиционных материалов при изготовлении рамы кабины дорожного катка массой 17 тонн

В представленной статье приведены результаты анализа возможности применения полимерных композиционных материалов для замены на них металлической части силовой конструкции кабины и подрамника 17-тонного дорожного катка. В настоящее время полимерные композиционные материалы нашли широкое применение как в машиностроении, так и при производстве дорожно-строительных машин, в основном эти материалы применяются для изготовления деталей оперения и  облицовки кабин, как внутренней, так и внешней, в предлагаемой работе рассматривается возможность замены металлической конструкции полностью на конструкцию кабины из полимерного композиционного материала с использованием определенных наполнителей, которые обеспечивают требуемые при установленных нагрузках физико-механические свойства. При применении полимерных композиционных материалов обеспечиваются определенные преимущества как технологического характера, так и эксплуатационного. Полимерные материалы обеспечат более долгий срок службы подобных конструкций за счёт их высоких прочностных характеристик и химических свойств. Так, например, полимерные композиционные материалы значительно меньше подвержены коррозионному износу и имеют более широкий эксплуатационный температурный диапазон.  Для обеспечения этих свойств был произведён подбор связующего и наполнителя, вычислены их оптимальные пропорции для получения требуемых свойств, создана 3D-модель силовой конструкции рамы кабины. На втором этапе были проведены компьютерные симуляции нагрузок на “fops” и “rops” в среде 3D-проектирования с применением значений нагрузок, представленных в техническом регламенте таможенного союза. Полученные результаты подтверждают рациональность применения полимерных композиционных материалов в подобного рода силовых конструкциях, которые надежно обеспечивают сохранение без критических повреждений зоны расположения машиниста при возникновении рассматриваемых нагрузок.

1. Баурова, Н. И. Применение полимерных композиционных материалов при производстве и ремонте машин : Учебное пособие для студентов вузов, обучающихся по специальностям "Наземные транспортно-технологические средства", "Транспортные средства специального назначения" / Н. И. Баурова, В. А. Зорин. – Москва : Московский автомобильно-дорожный государственный технический университет (МАДИ), 2016. – 264 с. – EDN VZEGIZ.

2. Интеллектуальные и композиционные материалы в машиностроении: учебно-метод. пособие к курсовому проекту / Е.А. Косенко, В.А. Зорин, Н.И. Баурова, И.С. Нефёлов. – Москва : МАДИ, 2018. – 72 с.

3. APM FEM. Руководство пользователя, 2017. – URL: https://kompas.ru/source/info_materials/2018/APM_FEM_17.pdf.

4. Баурова, Н.И. Методы оценки эксплуатационных свойств деталей из полимерных композиционных материалов: метод. пособие / Н.И. Баурова, В.А. Зорин. – Москва : МАДИ, 2017. – 84 с.

5. Касса, Ф. Стекловолокно: его свойства и применение / Ф. Касса // Молодой ученый. – 2019. – № 6(244). – С. 14-16. – EDN YWWTML.

6. ГОСТР ИСО 3471-2009 Машины землеройные УСТРОЙСТВА ЗАЩИТЫ ПРИ ОПРОКИДЫВАНИИ Технические требования и лабораторные испытания.

7. Пенопласты АКРИМИД. – URL: https://shopnewcomposite.ru/catalog/penoplasty-akrimid.

8. ГОСТ Р 57407-2017 ВОЛОКНА УГЛЕРОДНЫЕ. Общие технические требования и методы испытаний.

9. Полиэфирные смолы. – URL: https://shopnewcomposite.ru/blogs/poliefirnye-smoly.

10. Углеродные волокна. – URL: https://xumuk.ru/encyklopedia/2/4640.html.

11. Каток дорожный DM-13-VD двухвальцовый вибрационный. – URL: https://dormashina.ru/produkciya/dorozhnye-katki-dm/valcovye/dm-13-vd.html.

12. Алзайтуни, А. Б. Особенности усиления различных металлических конструкций / А. Б. Алзайтуни // Молодой ученый. – 2022. – № 15(410). – С. 61-65. – EDN KLSFEH.

13. Сталь 20 (ст20) – характеристики, применение. – URL: https://metall.life/marochnik/stal-20.

14. Оптофатлиевые смолы. – URL: https://p-kg.ru/ortoftalevye.

15. Области применения композиционных материалов. – URL: https://carbocarbo.ru/application/.