ГЛАВНАЯ НА ВООРУЖЕНИИ ПЕРСПЕКТИВНЫЕ
РАЗРАБОТКИ
ОГНЕВАЯ МОЩЬ
ЗАЩИТА ПОДВИЖНОСТЬ 

ЭКСКЛЮЗИВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ  БИБЛИОТЕКА ФОТООБЗОРЫ
 


 

О некоторых результатах научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ по использованию пластмасс для изготовления деталей и узлов среднего артиллерийского гусеничного тягача АТС-59

Инж. Б. А. Губенский, инж. Г. А. Липанов, инж. Н. И. Усенко

Вестник танковой промышленности. 1968 г. № 2.

 

В настоящее время в машиностроении все боль­шее применение в качестве конструкционных мате­риалов получают пластмассы.

В этом направлении многими предприятиями проведены научно-исследовательские и опытно-кон­структорские работы.

Применение пластмасс в качестве конструкци­онных материалов для изготовления деталей - и уз­лов различных машин, предназначенных для рабо­ты в разнообразных условиях нагрузок и внешней среды, определяется такими факторами, как:

- экономия расхода дефицитных цветных ме­таллов и сплавов;

- улучшение характеристик машин (снижение металлоемкости, веса, повышение долговечности, надежности и др.);

экономия эксплуатационных расходов в свя­зи с увеличением сроков эксплуатации машин;

- сижение трудоемкости, сроков и объемов подготовки производства новых изделий, особенно при опытном и мелкосерийном производствах;

высокие показатели по механической прочно­сти, хорошие антифрикционные свойства, малый удельный вес и др. (табл. 1).

Применение пластмасс для изготовления каби­ны и кузова транспортных машин дает возможность улучшить условия работы людей за счет лучшей шумо-, вибро- и термоизоляции внутренних объ­емов.

С целью исследования возможностей примене­ния пластмасс для изготвления деталей и узлов среднего гусеничного артиллерийского тягача АТС-59 были проведены работы по разработке кон­струкции и испытаниям пластмассовых деталей.

Средний артиллерийский тягач АТС-59 предназ­начен для буксировки артиллерийских систем и других прицепов весом до 14 т и для транспорти­ровки грузов весом до 3 т на платформе.

Проведенные работы согласно комплексному плану предусматривали проверку:

- стеклопластиков холодного отверждения (контактного формования) для изготовления узлов типа кабин, топливных баков, эжектора системы

 

Таблица 1

* До 5000 кг/см2 в направлении ориентации стеклонитей.

Свойства

Вид пластмассы

Сталь 10 ГОСТ 1050—

60

Стекловолокнит АГ-4

Пластик из стеклян­ного мата на полиэ­фирной смоле

Капрон ,.Б*

Удельный вес, г/см3

1,7—1,9

1,6-1,7

1,13-1 ,15

7,85

Модуль упру­гости при растя­жении, кг /см2

185000

8000-0000

 

144 0

-

Предел проч­ности, кГ/см2

-

-

-

3200

- ри растяже­нии

800-200*

1000-1800

500-00

-

- и сжатии

1300-000

-

700

-

-при изгибе

 

1200-500

2000-200

900

-

Удельная ударная вязкость, кг см/см"

 

30-50

70-80

150-60

 

Теплостойкость по Мартен­су, °C

280

-

50-5

-

Коэффициент трения

-

-

0,15

-


 

* До 5000 кг/см2 в направлении ориентации стеклонитей.

 

- охлаждения двигателя и др. с применением поли' эфирной смолы ПН-1 ВТУ 33085-60, армированной стеклотканью ТЖС-0,85, ВТТ-47-61;

- стеклопластиков, армированных нитями и жгутами стеклоткани, с получением деталей мето­дом горячего прессования — использованы стекло­пластики типа АГ-4С, АГ-4В, 33-18 для изготовле­ния таких нагруженных узлов, как опорные катки; кроме этого из стеклопластика АГ-4В и АГ-4с из­готавливались крышки, дистанционные втулки, об­водные ролики, лебедки и др.;

- полиамидов — для изготовления втулок под­шипников скольжения в приводах управления трансмиссией и лебедкой, в блоках подвески.

Для этих целей использовался капрон «Б» по ТУ УХП № 69-58, полиамид П-68 по ТУ ГХТ № М-617-57 с различными наполнителями.

Выбор материалов для отливки втулок под­шипников и прессования катков и других деталей произведен совместно с НИИ пластмасс (г. Моск­ва), в работе по изготовлению опытных деталей принимали участие НАМИ и организация п/я 4218.

 

Пластмассовые материалы контактного формования

Особенно широкое распространение стеклопла­стики контактного формования в настоящее время получили в единичном, опытном и мелкосерийном производстве кабин, кузовов и др.

Стеклопластиком контактного формования обычно называется материал, полученный из стек­ловолокнистых материалов (стеклоткань, холст и др.), пропитанных не насыщенными полиэфир­ными (или другими, например, эпоксидными) смо­лами, смешанными с отвердителями, ускорителями и с наполнителями.

Основные материалы, применяемые при изго­товлении стеклопластиковых деталей, характери­зуются следующими данными:

Смола ПН-1. Продукт поликонденсации диэти­ленгликоля с ангидридами фталевой и малеиновой кислот. Выпускается в виде раствора в стироле (67%) и при применении отвердителей и ускорите­лей может отверждаться при комнатной темпе­ратуре.

Отвердитель и ускоритель. При работе с поли­эфирными смолами в качестве отвердителя (холод­ного отверждения) используется гидроперекись изопропилбензола (гипериз), а в качестве ускорите­ля— 10%-ный раствор нафтаната кобальта в сти­роле.

Отвердители превращают полиэфиры в нерас­творимые твердые полимеры.

При нагреве ускорители обычно не требуются, давление также способствует ускорению полиме­ризации.

Стекловолокно. Основная масса конструкцион­ного стеклопластика (до 70%) является упрочняю­щим армирующим элементом и воспринимает ос­

новные нагрузки при работе детали. Наиболее под­ходящей для кузовных деталей является жгутовая стеклоткань марки ТЖС.

При формовании должны тщательным образом удаляться воздушные пузыри (вплоть до начала желатинизации смолы), образующиеся в результате отставания слоев ткани, особенно на внешних уг­лах детали.

Наполнители. Белая сажа, гипс и др., вводятся в смолу для предотвращения ее стекания при фор­мовании панелей, особенно на вертикальных стен­ках; наполнители значительно уменьшают усадку материала, повышают поверхностную твердость и удешевляют материал.

Средства разделения. Для предотвращения при­липания полиэфирной смолы к форме последняя покрывается разделительным слоем, например, вод­но-спиртовым раствором поливинилового спирта и др. Как правило, пленкообразующие разделители не производят искажения поверхности формы и из­делия.

 

Кабина тягача АТС-59

Необходимость создания для тягача АТС-59 но­вой кабины диктовалась новыми тактико-техниче­скими требованиями в части защиты экипажей и членов боевых расчетов от радиоактивно-заражен­ной пыли и от ударной волны.

Эти требования легче реализовать при исполь­зовании пластмассы, так как без больших объемов по изготовлению оснастки может быть получена не­обходимая геометрическая форма кабины, а герме­тичность соединения пластмассовых деталей между собой обеспечивает лучшую герметизацию пласт­массовой кабины по сравнению с металлической.

Предотвращение проникновения значительных количеств пыли внутрь кабины достигается также и за счет установки нагнетателя, который подает в кабину очищенный воздух и создает в кабине избы­точное давление до 25 мм вод. ст. (по ТТТ для АТС-59).

Для проведения сравнительных испытаний опытные образцы кабин были изготовлены в двух вариантах: пластмассовом и металлическом.

На основании результатов, полученных при ис­пытаниях к серийному производству рекомендова­на пластмассовая кабина.

Выбор пластмассы для изготовления кабин объ­ясняется тем, что пластмассовая кабина, по сравне­нию с металлической, обеспечивает получение су­щественных преимуществ:

1. Более высокую (в три раза) прочность, что дает возможность обеспечивать стойкость от дей­ствия нагрузок ударной волны. Испытания ударной волной воздушного взрыва показали, что пластмас­совая кабина выдерживает избыточное давление до 0,35 кг/см2 во фронте проходящей ударной волны.

Испытания аналогичных конструкций показы­вают, что металлическая кабина может выдержать нагрузки от действия ударной волны с избыточным давлением 0,12+ 0,15 ка/см2 (не более).

2. Обладает более высокими свойствами по термошумоизоляции, в связи с чем требует ограничен­ного применения дополнительных термошумоизоля­ционных и облицовочных материалов.

3. Имеет хорошую ремонтноспособность.

При изготовлении не требует сложной метал­лической оснастки и применения дорогостоящего оборудования; сравнительно простыми технологическими средствами может быть получена необхо­димая форма деталей кабины.

 

Фиг. 1. Тягач АТС-59 с пластмассовой кабиной.


 

Конструкция кабины пластмассовая, оболочко­вого типа, двухслойная, с местными усилениями. Вес кабины — 380 кг, число посадочных мест — 6. Конструкция кабины и внешний вид тягача с пластмассовой кабиной представлены на фиг. 1, 2, 3. Внешняя оболочка кабины с помощью эпок­сидной смолы и алюминиевых заклепок соединяет­ся с каркасом основания; в последнем вмонтирова­ны кронштейны крепления кабины к корпусу тяга­ча. Увеличение жесткости кабины достигается за счет применения продольных и поперечных усили­телей-ребер. Эти же усилители используются для крепления (с помощью эпоксидной смолы и винтов) внутренних панелей кабины.

Жесткость и прочность дверных проемов кабины обеспечивается аналогичным способом, за счет установки дополнительных панелей, которые, соединяясь по боковым сторонам с внутренними пане­лями каркаса, образуют единый жесткий блок внут­ренней панели кабины.

Фиг. 2. Продольный разрез пластмассовой кабины (без установки двери).

 

 

Передняя часть кабины образована двумя по­перечными балками, заполненными пенопластом. Верхняя и нижняя поперечные балки связаны в единый узел двумя передними стойками проемов передних стекол кабины. Кроме этого усиление передней части кабины обеспечивается за счет обра­зования двух специальных форм-ниш для установки фар и профильной балки между ними.

На передней панели кабины монтируется щиток приборов и радиатор обогревателя кабины. На этой же панели предусмотрена возможность установки дополнительных приборов и оборудования.

 

Фиг. 3. Конструкция штыревого зам­ка двери кабины.


 

Установка кабины на корпусе тягача осущест­влена на резиновом уплотнении, которое заклады­вается в профиль основания кабины. Это обеспечи­вает герметичность кабины и снижение вибрации кабины при движении тягача.

Двери кабины — двухпанельные. Соединение панелей дверей осуществляется с помощью эпок­сидной смолы и заклепок с потайной головкой.

Уплотнение дверей двойное, выполнено таким образом, что при запирании двери на обычный за­мок, поджимается наружное уплотнение; при необходимости (режим движения в загерметизирован­ной кабине) затягивается второй (штыревой) за­мок, показанный на фиг. 3, при этом усиливается поджатие наружного уплотнения и обеспечивается затяжка внутреннего уплотнения проема двери ка­бины.

Наличие двойного уплотнения и специального замка, обеспечивающего необходимое поджатие уп­лотнений, дает возможность получить достаточно высокую герметичность внутреннего объема ка­бины.

 

Некоторые особенности изготовления пластмассовой кабины (по результатам изготовления опытного образца)

Детали из стеклопластика, примененные в кон­струкции кабины, получены методом контактного формования с пропиткой стеклоткани полиэфирной смолой на специальных формах. Детали при этом имеют только одну гладкую поверхность—поверх­ность контакта с формой.

Если деталь имеет простую форму, формовка может осуществляться непосредственно на моде­лях из дерева или металла.

Для деталей сложной формы необходимо изго­товление (по деревянным моделям) специальных стеклопластиковых форм, на которых в дальней­шем формуются детали. Во всех случаях первона­чальная модель изготавляется по размерам глад­кой поверхности детали.

Метод изготовления предъявляет свои требова­ния к конструкции: конструкция детали должна быть такой, чтобы можно было легко и удобно снять деталь с формы. Уклоны должны быть не ме­нее 5°, прямые вертикальные стенки можно допу­стить для отбортовок жесткости и фланцев до 30 мм, а также для неглубоких (до 30 мм) корыто­образных усилителей.

В случае, если прямых стенок избежать нельзя, а конструктор применил такой элемент в конструк­ции детали, формование детали возможно с приме­нением разборных пластмассовых форм.

Детали замкнутой формы с внешней гладкой по­верхностью, например, внешняя панель кабины и др. изготовлены по стеклопластиковым формам (слепкам) следующим образом. По первоначальной деревянной модели были изготовлены слепки от­дельных частей детали; слепки имели фланцы по контуру каждого элемента детали. Фланцы перво­го какого-либо элемента формовались по брусьям, прикрепленным к первоначальной модели; фланцы остальных слепков выполнены по фланцам преды­дущих слепков, после этого фланцы совместно засверливались для установки болтов. Элементы де­тали формовались на слепках отдельно, так, чтобы слои стеклоткани к краям образовывали уступы 30-50 мм.

Затем слепки с наформованными на них элементами были соединены болтами по фланцам. Стыки элементов детали заклеиваются несколькими слоями стеклоткани, пропитанной в полиэфирной смоле; как правило, число слоев стеклоткани в стыках подбирались на один больше числа слоев стек­лоткани других частей детали. В особо ответствен­ных местах предусматривается укладка второго до­полнительного слоя стеклоткани.

После окончания процессов сушки слепки разъ­единяются — получается готовая деталь. Соедине­ние панелей в слепках дает существенные преиму­щества:

- Значительно уменьшается трудоемкость из­готовления детали.

- Возможно получение укрупненных деталей, что позволяет сократить номенклатуру деталей и повысить производительность работ при изготовле­нии кабины.

- Точно выдерживается относительное положе­ние элементов сложных деталей кабины, чем до­стигается высокая стабильность размеров деталей, а следовательно, и кабины в целом, уменьшается объем подгоночных работ при сборке кабины.

Сборка кабины осуществлялась путем соответ­ствующего соединения деталей кабины, при этом были применены клеевые, механические и комби­нированные соединения.

Клеевые соединения обеспечивают хороший внешний вид, но могут применяться в тех случаях, когда не предъявляется повышенных требований к прочности соединения.

Склеивание производилось эпоксидным клеем, без нагрева, при сжатии струбцинами или болтами (винтами). Хорошее соединение обеспечивается при ширине шва склеивания 15-20 мм. Пластины с резьбовыми отверстиями в случае затрудненного доступа к ним должны обязательно приклеиваться и дополнительно крепиться с помощью заклепок, винтов или других механических соединений.

Механические разъемные соединения примене­ны, в основном, для крепления металлических дета­лей к деталям из стеклопластика. Под головки бол­тов или под гайки со стороны стеклопластика в этом случае для предохранения от истирания и раз­лохмачивания подкладываются шайбы увеличенно­го диаметра. Соединение самонарезными винтами может быть надежным, если стеклопластиковая па­нель имеет толщину не менее 3 мм.

В конструкции кабины использовано армирова­ние стеклопластика металлом для получения мест­ной прочности и жесткости. Частично это вызвано также и тем, что в отдельных пластинах крепления необходимо нарезать резьбу или предохранить по­верхность пластмассовой детали от истирания. Ар­мирование осуществляется в процессе формования.

Особенностью изготовления деталей из стекло­пластика является трудность получения отверстий в процессе формования, в связи с чем сверление и обработка отверстий производились только после снятия детали с формы.

Точность основных размеров деталей из стекло­пластика зависит от точности изготовления форм или моделей, на которых ведется формование. Мо­дели для изготовления кузовных деталей были вы­

полнены с точностью до +0,25 мм, что практически достаточно для изготовления пластмассовых дета­лей; в этом случае сборка пластмассовой кабины обеспечивается удовлетворительно.

Проведение дальнейших работ и приобретение опыта позволит уточнить полученные данные и раз­работать требования по точности изготовления оснастки для изготовления различных по своему назначению деталей.

При формовке гладкой, имеющей точный раз­мер, получается та сторона детали, которая обра­щена в сторону модели; обратная сторона детали получается с негладкой поверхностью, с бугорками плетенки стеклоткани. Вследствие этого, если на внутренней стороне детали необходимо иметь по­верхности с точными координатами для монтажа других деталей, следует применять прижимной пуансон, повторяющий местный контур поверхно­сти негладкой стороны. С помощью местного пуан­сона можно очень точно выдерживать толщину па­нели и создать гладкое посадочное место для мон­тажа деталей и узлов. Применение местного пуан­сона целесообразно оговаривать в чертеже специ­альной надписью.

После съема детали с формы необходимо вы­полнить работы по механической обработке—об­резку, вырезку и опиловку. При изготовлении опыт­ного образца кабины все эти операции производи­лись вручную. Дальнейшее расширение примене­ния стеклопластиковых деталей в конструкциях машин неизбежно поставит задачу разработки тех­нологического оборудования и механизации этих работ, так как без этого невозможно значительное повышение производительности труда. Это отно­сится и к последующим операциям по сборке и склейке деталей и узлов пластмассовой кабины.

 

Эффективность и экономическая целесообразность применения пластмассы для изготовления кабины тягача АТС-59.

При анализе целесообразности применения пластмассы для изготовления кабины тягача АТС-59 должны быть рассмотрены не только изло­женные выше конструктивные, производственные и эксплуатационные преимущества пластмассы, как нового вида конструкционного материала — боль­шое значение имеет уровень существующих цен на пластмассовые материалы и связанные с этим во­просы экономической эффективности при использо­вании пластмасс в машиностроении.

В связи со сравнительно высокой стоимостью исходных материалов, а также из-за несовершен­ства технологии изготовления (большое количество ручного труда при формовке и механической обра­ботке) себестоимость изготовления опытного образ­ца пластмассовой кабины тягача АТС-59 оказалась высокой и составила 5830 руб. (при трудоемкости 1476 н/ч).

Для оценки возможностей снижения себестои­мости при серийном производстве одних этих данных недостаточно, так как конструктивные харак­теристики кабины и технологические особенности ее изготовления при внедрении позволят значитель­но сократить затраты труда за счет ликвидации ряда тяжелых и сложных профессий и общего со­кращения количества рабочих, занятых в производстве кабины.

Высвобождаются сварщики, рихтовщики, квали­фицированные рабочие на копировально-фрезер­ных, слесарно-доводочных и других работах при из­готовлении штампов, сокращается число рабочих- штамповщиков, соответственно исключается по­требность в основной части прессового, сварочно­сборочного оборудования и др.

Значительная экономия будет достигаться на расходах по технологической оснастке (штампы, приспособления: сварочные, механические и др.) что является следствием исключения значительного количества штамповочных работ при переходе на изготовление формованных укрупненных деталей.

Следует иметь в виду также и экономию на амортизационных отчислениях, которая будет полу­чена благодаря уменьшению количества необходи­мого оборудования; этим же будет определяться экономия, получаемая благодаря сокращению рас­ходов на обслуживание и ремонт оборудования (зарплата ремонтных рабочих, затраты на ремонт­ные материалы и др.).

Существенное значение имеют также и объемы подготовки производства при внедрении.

Разница в объемах подготовки производства пластмассовой и аналогичной металлической кабины согласно предварительных расчетов характеризует­ся следующими данными (табл. 2).

 

 

Таблица 2

 

 

Разра­ботка новых технолог, процес­сов

Штамы для холодной штам­повки

Прис­пособ­ления

Модели деревянные

Пластмассовые изложницы

АТС-59 с пластмассовой кабиной

1121

450

650

40

30

АТС-59 с металлической кабиной

1574

960

840

-

-

 

Сравнительные данные по стоимости исходных материалов, примененных для изготовления различ­ных пластмассовых деталей, приведены в табл. 3 (см. справочник «Пластические массы», Кацнель­сон М. Ю., Балаев Г. А., 1965 г.).

Анализ, проведенный т. Родиным (журнал «Автомобильная промышленность», № 12, 1964 г.), показывает, что с учетом запланированного на бли­жайшее пятилетие снижения цен на пластмассовые материалы, может быть обеспечена необходимая экономическая эффективность в производстве пластмассовых корпусов автомобиля «Москвич». При меньших объемах производства, например, при изготовлении пластмассовых кабин для тягача АТС-59, получение высокой эффективности от внед­рения пластмассовых материалов следует считать возможным только при условии установления до­ступных цен на пластмассовые материалы на уров­не современных цен на металлы.

 

 

Таблица 3

 

Пластмасса

Сталь

 

АГ-4В

 

33-18

Кап­рон «Б»

Пластмасса контакт, формов.

Листовая сталь 10

Пруток сталь

10

Цена кг материала в руб

3,4

7

1,36

 

2,11*

0,09

 

0,07

 

 

 

1,6**

 

 


 

Примечание.

* По данным предприятия п/я В-8402, полученным при изготовлении опытного образца кабины тяга­ча АТС-59.

** По данным автомобильной промышленности при изго­товлении опытных образцов пластмассовых корпусов легковых автомобилей (журнал «Автомобильная промышленность» № 12, 1964 г.).

 

Данные ЦСУ СССР по вводу мощностей и уве­личению объемов производства пластмассовых ма­териалов в 1966 г. («Известия» 29.01.67 г.) свиде­тельствуют о значительном ежегодном увеличении валового выпуска пластмассовых материалов, что может быть в дальнейшем основой для снижения цен на пластмассовые материалы и связанного с этим расширения их использования в конструк­циях различных машин.

В связи с этим следует считать оправданным проведение и в дальнейшем опытно-конструктор­ских работ по применению пластмассовых мате­риалов в конструкциях гусеничных машин, что обеспечит возможность совершенствования техно­логических процессов изготовления и создание за­дела подготовленных для внедрения пластмассовых деталей и узлов.

 

Эжектор системы охлаждения двигателя

Конструкция эжектора представлена на фиг. 4.

Металлический эжектор на серийном тягаче АТС-59 представляет собой коробчатую конструк­цию из тонколистовых деталей, сваренных между собой газоэлектрической сваркой.

С точки зрения распределения температур по деталям узла имеет место резко выраженная не­равномерность. Сопловой аппарат, расположенный в непосредственной близости от выхлопных окон двигателя, имеет самую высокую температуру, достигающую +500° С.

Наиболее низкую температуру имеют детали, образующие проточную часть эжектора (камера смешения и диффузор).

Несколько более высокую температуру (+ 120°) имеют детали эжектора, соприкасающиеся с ра­диатором системы охлаждения.

 

Фиг. 4. Пластмассовый эжектор.

 

Кроме температурного воздействия, детали эжектора несут и силовую нагрузку. На эжекторе закреплен радиатор, вес которого с охлаждающей жидкостью составляет 90 кг.

В обычных условиях эксплуатации постоянно имеют место вибрационные нагрузки от моторной установки, а также перегрузки до 2 g от воздей­ствия неровностей дороги на корпус тягача.

Кроме этого, к деталям, образующим проточную часть эжектора предъявляются требования по чи­стоте поверхности с целью снижения аэродинамиче­ских потерь на трение о стенки.

При разработке конструкции пластмассового эжектора было решено наиболее нагреваемые дета­ли эжектора сохранить без изменения. Поэтому возникли дополнительные трудности технологиче­ского порядка по соединению стального соплового аппарата с пластмассовым корпусом эжектора. Де­тали, нагруженные сосредоточенными силами, на­пример, кронштейны крепления эжектора к корпу­су, петли крепления стяжных лент радиаторов и т. п. были также изготовлены из стали.

В конструкции эжектора широко использовано свойство стеклопластиков легко получать сложную форму детали без расчленения ее на части; поэтому опытный эжектор удалось выполнить из 52 деталей, вместо 186, имеющихся на серийном эжекторе.

Изготовление деталей опытного эжектора про­изводилось контактным методом по деревянным моделям. Материал и способ изготовления деталей аналогичны изложенным в разделе «Кабина».

Для получения необходимой прочности деталей из стеклопластика толщина их, по сравнению с толщиной стальных деталей, была увеличена в 1,5-2 раза и составляла, по основным деталям, 2,5-4 мм.

После отверждения в пластмассовые детали заформовывались детали металлической арматуры, предварительно тщательно обезжиренные.

Заформовка арматуры производилась последо­вательным наложением нескольких слоев стекло­ткани, пропитанной связующим, до получения тре­буемой толщины стенки детали. В некоторых, осо­бо ответственных случаях, вместе с клеевым приме­нялось заклепочное соединение; как правило, под головки заклепок ставилась стальная накладка.

Сопловые аппараты, диффузор для удаления пыли из воздухоочистителя и некоторые другие де­тали крепления приваривались газовой сваркой к деталям стальной арматуры, заформованным в пластмассу. В ходе сборки было выявлено, что сварка не нарушает прочности соединения арма­туры с пластмассой, но требует соблюдения мер противопожарной предосторожности.

Участок нижнего листа эжектора, расположен­ный около высоконагретых частей сопел, был по­крыт одним слоем асбестовой ткани.

Опытный эжектор из пластмассы был проверен на моторном стенде для определения расхода воз­духа через радиатор и для определения степени на­грева различных участков узла, а также ходовыми испытаниями на тягаче на гарантийный срок.

Проведенные испытания показали, что по аэро­динамическим качествам и температуре нагрева эжектор удовлетворяет поставленным требованиям. Вес эжектора по сравнению с серийным снижен на 17,8 кг и составляет 36,1 кг. Количество штампов уменьшилось со 115 до 50 штук; при средней стои­мости штампа 1500 руб. снижение затрат на осна­стку составит около 90 000 рублей.

 

Топливные баки

Внешний вид пластмассового топливного бака показан на фиг. 5.

Применение пластмассовых топливных баков позволяет снизить вес тягача на 43,7 кг. При этом исключается необходимость использования шести прессов, двух единиц сварочного оборудования и двадцати штампов.

На испытания был поставлен комплект топлив­ных баков (три бака); пробеги тягача проведены в объеме до 24000 км, т. е. на четыре гарантийных срока. В конце испытаний на баках образовались по 1-2 трещины в местах заделки металлической арматуры; трещины были устранены методом раз­делки и наложения пластыря из стеклоткани и смолы ПН-2.

Опыт работы показывает, что применение пласт­массы для изготовления топливных баков предоп­ределяет повышенные требования к качеству фор­мовки деталей. Образование воздушных пузырей, пор и отслоение волокон стеклоткани от связующе­го материала всегда является следствием небреж­ной формовки.

Как правило, перечисленные дефекты формовки неизбежно приводят к течи топлива из бака.

Лучшая формовка обеспечивается после удале­ния парафина (замасливателя) с волокон стекло­ткани — это уменьшает жесткость стеклоткани. Замасливатель применяется в процессе текстильной переработки волокон стеклоткани и может удалять­ся методами термической или термохимической об­работки. Так, термообработкой при 200-300°С содержание замасливателя уменьшается до 0,2-0,5%, термообработка при 400-450°С обеспечи­вает полное удаление замасливателя.

Фиг. 5 Пластмассовый топливный бак.


 

Термообработанная стеклоткань становится мягче, имеет лучшую адгезию по отношению к по­лиэфирным и другим смолам, однако и в этом слу­чае требования к тщательности формовки остаются высокими, так как только при этих условиях может быть обеспечено плотное формование.

 

Пластмассовые материалы горячего формования

и получаемые литьем под давлением

 

Втулки из полиамидов

В результате проведенных опытно-конструктор­ских работ в серийное производство внедрено семь подшипников скольжения с втулками из капрона «Б» ВТУ УХИ-69-58.

К ним относятся подшипники скольжения в при­водах управления трансмиссией и лебедкой.

Втулки изготавливаются натермопластавтомате ТП-125 (максимальный вес прессуемого изделия 125 г). В результате внедрения капроновых втулок достигнута экономия бронзы 2 кг на один тягач.

Опытные (капроновые) втулки показаны на фиг. 6.

Положительные результаты получены также при испытаниях капроновых втулок в блоках под­вески. Втулки прошли испытания в объеме 24000 км пробега; после 12000 км пробега износ втулок со­ставил 0,01-0,475 мм.

 

Фиг. 6. Капроновые втулки привода управления трансмиссией.

 

Детали из стеклопластиков АГ-4С, АГ-4В

Стеклопластики типа АГ-4 являются пластмас­сами, армированными нитями и жгутами стекло­ткани со связующим на основе фенолформальдегидных смол. В зависимости от структуры прессматериал АГ-4 выпускается двух марок: «В» — в виде спутанного стекловолокна, «С» — в виде лент раз­личной ширины и длины.

Прессматериалы 33-18-В (С; Д) также пред­ставляют собой композиции на основе модифициро­ванной эпоксидной смолы, стекловолокна и других добавок. По механическим свойствам они практиче­ски одинаковы с стеклопластиками типа АГ-4.

Оптимальное содержание стекла составляет 78—85% (по весу).

Для указанных стеклопластиков характерно со­четание высокой прочности при малом удель­ном весе, малой теплопроводимости (0,18— 0,4 ккал/м/час° С), стойкости к агрессивным средам и др.

Приведенные выше характеристики дали воз­можность и основание для проверки пластмассовых материалов АГ-4 и 33-18 для изготовления опорных катков ходовой части тягача АТС-59.

Опорные катки из пластмассы представлены на фиг. 7.

Конструктивно каждый каток выполнен из двух оребренных конусных дисков, соединенных между собой резьбовыми стальными деталями. Для увели­чения прочности соединения торцевые поверхности полукатков в местах соприкосновения друг с другом склеивались клеем К-153 и ПУ-2; после соеди­нения полукатки стягивались семью болтами Б-16Х Х50-А.

Грузошины на диски пластмассовых ступиц кат­ков напрессовывались с натягом 0,1-0,93 мм (уси­лие запрессовки соответственно 15-27,5 т).

 

Фиг. 7. Пластмассовый опорный каток.


 

Фиг. 8. Пластмассовая крышка опорного катка.

 

Фиг. 9. Пластмассовый обводной ролик троса лебедки.

 

От осевых перемещений грузошины с одной сто­роны ограничивались буртом, с другой - планками, которые приваривались к поверхности по внутрен­нему диаметру металлических бандажей.

В результате испытаний выявилось, что натяг 0,1 мм для напрессовки бандажей недостаточен к снижению качества катков: при прессовании не полу­чалось равномерного распределения стекловолокна в сечениях диска катка из-за большого пути перете­кания материала. По окончании испытаний в каче­стве основного недостатка пластмассовых катков отмечено появление трещин по основаниям ребер.

С целью исключения этого недостатка конструк­ция катка переработана таким образом, что ребра были исключены, а на поверхностях дисков полу­катков созданы коробчатые волнообразные жест­кости.

Работа по изготовлению новой партии катков до конца не доведена в связи с прекращением произ­водства тягачей АТС-59, однако есть основания ожидать, что проведенное изменение конструкции катка значительно повысит его механическую проч­ность при эксплуатации.

Стеклопластики АГ-4 использовались также для изготовления и испытаний деталей типа крышек, шкивов, обводных роликов лебедки, колпачков га­баритных фонарей и др. — всего одиннадцати на­именований.

Внешний вид пластмассовой крышки опорного катка показан на фиг. 8, пластмассового обводного ролика лебедки — на фиг. 9.

При испытаниях в различных дорожных и кли­матических условиях пластмассовые детали обеспе­чили надежную работоспособность при пробегах с общим объемом до 24122 км.

 

Выводы

  1. Разработана конструкция и проведены испы­тания крупногабаритных узлов из пластмассы кон­тактного формования: кабины, топливных баков и эжектора системы охлаждения двигателя для тяга­ча АТС-59. В ходе работы разработана чертежно-техниче­ская документация, технологические инструкции на формование, склеивание, механическую обработку и сборку пластмассовых деталей и узлов для кон­тактного метода производства. Конструкция пластмассовой кабины в настоя­щее время доработана по результатам испытаний и передана заводу-дублеру для внедрения в произ­водство при серийном изготовлении тягачей.
  2. В серийное производство тягача АТС-59 внед­рено семь наименований капроновых втулок в при­водах управления трансмиссией и лебедкой.
  3. На основании положительных результатов подготовлены к вводу в серийное произвдство тяга­ча АТС-59 одиннадцать наименований деталей из конструкционного стеклопластика АГ-4С, АГ-4В. По опорным каткам выработаны направления даль­нейшей доработки конструкции и подготовлена до­кументация для изготовления опытных образцов.
  4. Анализ выполненных работ показывает, что широкое внедрение пластмассовых деталей для из­готовления деталей и узлов в машиностроении в настоящее время сдерживается дефицитностью (малы объемы производства) и высокой стоимостью исходных материалов для переработки пластмасс, что приводит к высокой себестоимости изготов­ления. Хотя в настоящее время и наметилась тенден­ция к некоторому снижению цен на пластмассовые материалы, стоимость их продолжает оставаться высокой, а количественный выпуск (объем произ­водства) заводами химической промышленности — недостаточным. Получение высокой эффективности от внедрения в производство пластмассовых материалов воз­можно только при условии развития производства новых материалов в крупных промышленных мас­штабах и установления на этой основе доступных цен на уровне современных цен на металлы.
  5. Положительные результаты работ, проведен­ных на различных предприятиях страны, в том числе и по работам, изложенным в настоящей статье, дают основания полагать, что пластмассо­вые материалы могут найти широкое применение в конструкциях гусеничных машин. В связи с этим при выполнении опытно-конст­рукторских и научно-исследовательских работ целе­сообразно проводить отработку пластмассовых ва- риатов деталей и узлов с тем, чтобы в ходе испол­нения работ совершенствовать технологические процессы изготовления, предусматривать разра­ботку и перечни необходимого технологического оборудования. Это обеспечит создание задела под­готовленных для внедрения в производство пласт­массовых узлов и деталей и своевременную загруз­ку создаваемых промышленных мощностей по вы­пуску исходных материалов для переработки пла­стических масс.

 

ЛИТЕРАТУРА

1. Предприятие В-8402. Чертежно-техническая документа­ция по изделию 668.

2. В. Т. Аверник. Опыт создания пластмассовых кабин. «Автомобильная промышленность» 1964, № 1.

3. НИИ-21. Отчёт по результатам полигонных испытаний изделия 668 с пластмассовой герметизированной кабиной.

4. Отчет по теме ЛП-113. Создание и исследование пласт­массового кузова плавающего автомобиля и пластмассовых кабин грузового автомобиля. Кафедра Т-3, МВТУ им. Баумана, 1965 г.

5. М. Ю. Кацнельсон, Г. А. Балае в/ Пластические массы. Справочник, 1965.

6. Б. И. Родин. Исследование эффективности крепления пластмасс в автомобилестроении. «Автомобильная промышлен­ность», 1964, № 12.

 

 

 

 











 
ГЛАВНАЯ НА ВООРУЖЕНИИ ПЕРСПЕКТИВНЫЕ
РАЗРАБОТКИ
ОГНЕВАЯ МОЩЬ
ЗАЩИТА ПОДВИЖНОСТЬ 

ЭКСКЛЮЗИВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ  БИБЛИОТЕКА ФОТООБЗОРЫ