Development of integrated technology of FRP gear manufacturing

Abstract

Зубчаті колеса є невід'ємною частиною механізмів і машин. Поява нових композиційних матеріалів створює можливість для збільшення питомої ваги і несучої здатності зубчастих коліс. Використання волокнистих полімерних композиційних матеріалів може задовольнити нагальну потребу збільшення несучої здатності зубчатих коліс за рахунок високої питомої міцності цієї групи матеріалів у 5 разів вище в порівнянні із заготованими сталями. Однак, механічні властивості зубчатих коліс з полімерних композиційних матеріалів в значній мірі залежать від технологічної спадковості технологічного процесу їх виготовлення. Саме тому вплив технологічних етапів повинні бути прийняті до уваги при виготовленні коліс з полімерних композиційних матеріалів. Метою даного дослідження є розробка методики комплексного виробництва коліс з полімерних композиційних матеріалів. Отже, в описаних експериментальних дослідженнях було представлено порівняння несучої здатності неметалевих і металевих коліс. Використання комп’ютерного моделювання для програмування властивостей готового зубчатого колеса з волокнистого полімерного композиційного дозволило виконати оптимізацію положення волокна у виробі, що дозволило забезпечити їх високу несучу здатність.

Зубчатые колеса является неотъемлемой частью механизмов и машин. Появление новых композиционных материалов создает возможность для увеличения удельного веса и несущей способности зубчатых колес. Использование волокнистых полимерных композиционных материалов может удовлетворить насущную необходимость увеличения несущей способности зубчатых колес за счет высокой удельной прочности этой группы материалов в 5 раз выше по сравнению с заготовленные сталями. Однако, механические свойства зубчатых колес из полимерных композиционных материалов в значительной степени зависят от технологической наследственности технологического процесса их изготовления. Именно поэтому влияние технологических этапов должны быть приняты во внимание при изготовлении колес из полимерных композиционных материалов. Целью данного исследования является разработка методики комплексного производства колес из полимерных композиционных материалов. Итак, в описанных экспериментальных исследованиях было представлено сравнение несущей способности неметаллических и металлических колес. Использование компьютерного моделирования для программирования свойств готового зубчатого колеса из волокнистого полимерного композиционного позволило выполнить оптимизацию положения волокна в изделии, что позволило обеспечить их высокую несущую способность.

Gears are integral part of mechanisms and machines. The development of new composite materials impulse to increase of specific weight and load-carrying ability of gears. Current trend can be supplied with fiber reinforced materials (FRP) whose specific weight strength could by five times higher than of hardened steel. Those the mechanical properties of FRP wheel can substantially be influenced by technological heredity than metallic one. That is why the influence of technological steps should be taken into account during FRP wheels manufacture. The purpose of current research is to develop integrated technique of FRP wheels manufacture. Consequently in current experimental research the cooperation of load-carrying ability of non metallic and metallic wheels was pro-vided. Different techniques were used for optimization of reinforcement fiber geometry when FRP wheels manufacture. Operating procedure of wheel manufacture contents computer simulation of forming, and properties programming helped to provide quality and load-carrying ability of the wheels.