
108
лет на благо России
АО « ЦНИИМ »

191014, Санкт-Петербург, ул.Парадная, 8
Тел/Факс: (812)271-49-72
Email: info@cniim.com






КОНСТРУКЦИОННЫЕ ПОЛИМЕРНЫЕ КОМПОЗИЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ (ПКМ)
В АО «ЦНИИМ» разработаны ПКМ на основе стеклянных, углеродных, органических и других волокон, а также дискретных наполнителей с использованием различных полимерных связующих.
Такие материалы обладают высокой по сравнению со многими металлами удельной прочностью и жесткостью, а также способны работать в таких условиях эксплуатации, где традиционные конструкционные материалы неприменимы. Возможность формирования материала и конструкции одновременно обеспечивает их незаменимость в сложных конструкторских решениях и обеспечивает технологичность конечного изделия.
Освоены технологии намотки (сухой, мокрой), контактного формования, вакуумно-инфузионного формования, формования под давлением, изготовления препрегов.

Изделия из ПКМ
Характеристики некоторых композиционно-волокнистых материалов
Наименование параметра композиционного материала |
Наименование волокна |
||
Стеклянное |
Углеродное |
Органическое |
|
Плотность, г/см3 |
1,8 – 2,1 |
1,4 – 1,6 |
1,3 – 1,4 |
Предел прочность при растяжении, МПа |
300 — 750 |
700 — 1500 |
2000 — 2500 |
Модуль упругости при растяжении, ГПа |
40 — 60 |
120 — 200 |
90 — 120 |
Теплопроводность, Вт/(м·К) |
0,25 – 0,37 |
0,2 – 0,4 |
|
Диапазон рабочих температур, °С |
от -190 до +200 (в зависимости от материала матрицы) |
||
Примечания
1. Значения предела прочности и модуля упругости приведены для однонаправленных ПКМ.
2. Значение теплопроводности в числителе – вдоль направления укладки волокон, в знаменателе – поперек волокон.
|
С использованием материалов, представленных в таблице, АО «ЦНИИМ» мелкосерийно выпускает сложные конструктивные изделия специального назначения с габаритами до 1,5 м. Возможно проведение комплексных работ, включающих в себя разработку материала, создание технологии его применения, участие в конструировании изделия с созданием структуры материала, его аттестацию и выпуск изделий небольшой партии.
САМОСМАЗЫВАЮЩИЕСЯ ИЗНОСОСТОЙКИЕ НЕМЕТАЛЛИЧЕСКИЕ КОМПОЗИТЫ ДЛЯ УЗЛОВ СУХОГО ТРЕНИЯ И ИЗДЕЛИЯ ИЗ НИХ
Разработана технология изготовления самосмазывающихся неметаллических композитов на основе углеродных волокон и политетрафторэтилена, позволяющая создавать подшипники скольжения для узлов сухого и мокрого трения в частности, для дейдвудных подшипников, эксплуатирующихся в жестких условиях.

Полимерные подшипники
Основные характеристики подшипников
Коэффициент трения по стали:
• без смазки 0,04 – 0,05
• со смазкой 0,01 – 0,02
• в вакууме 0,07 – 0,08
Удельная нагрузка, кг/см2 до 500
Максимальная скорость скольжения, м/с до 0,1
Температура эксплуатации, °С от -50 до +120
Использование разработанной технологии позволяет предотвратить эффект «схватывания» подшипника при длительном простое под нагрузкой, снижает вибрацию и шум в узле трения. Поверхности скольжения стойки к воздействию воды, нефтепродуктов, взвешенных абразивных частиц.
Одним из перспективных направлений применения композиционных подшипников скольжения, является их использование в узлах траков гусеничных машин.
НЕМЕТАЛЛИЧЕСКИЕ НАГРЕВАТЕЛЬНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ
Разработанные нагревательные элементы предназначены для общего подогрева конструкций, либо локального подогрева отдельных ее элементов. Могут быть изготовлены в виде гибкого шнура, ленты или плоскости. Отличительная особенность разработанных нагревателей заключается в применении высокоомных резистивных элементов на основе углеродных волокон, что позволяет использовать их при создании маломощных обогреваемых объектов (оттаиватели для холодильных агрегатов, обогреваемая обувь и одежда, локальные грелки для медицинских целей и т.п.). Использование специальных технологий позволяет изготавливать нагреватели для подогрева деталей любой сложной формы. В качестве резистивного элемента возможно использование металлических материалов. Питание нагревательных элементов от источника электрического тока напряжением от 6 до 220 В.
Нагреватели могут быть разработаны и изготовлены в двух исполнениях:
• герметичное (влагозащитное) исполнение, верхний предел рабочей температуры 200 °С;
• негерметичное (брызгозащитное) исполнение, верхний предел рабочей температуры 600 °С.

Нагревательные элементы
Технические характеристики нагревателей
Наименование параметра |
Тип нагревателя | ||
Шнуровые | Ленточные | Плоские | |
Диаметр (толщина), мм | 2 — 8 | 2 — 6 | 2 — 6 |
Длина, м | 1 — 50 | 1 — 30 | 0.5 х 0.5 |
Ширина, мм | — | 10 — 30 | — |
Удельная мощность, Вт/м • в герметичном исполнении • в негерметичном исполнении |
5 – 15 5 — 50 |
10 – 40 5 — 100 |
до 500 до 1000 |
Электрическая прочность изоляции, кВ, не менее | 1.5 | ||
Электрическое сопротивление изоляции, МОм, не менее | 10 | ||
Ресурс работы нагревателя, лет, не менее | 5 |
АМОРТИЗАТОРЫ С УПРУГИМИ ЭЛЕМЕНТАМИ ИЗ КОМПОЗИЦИОННО-ВОЛОКНИСТОГО МАТЕРИАЛА
Амортизаторы с упругими элементами, выполненными из композиционно-волокнистого материала, представляют собой единую тороидальную либо коробчатую конструкцию, включающую в себя крепежные детали и упругие элементы кольцевой или винтообразной формы. Амортизаторы могут быть изготовлены под статические нагрузки от 1 г до
1 т.
Упругие элементы амортизаторов отличаются долговечностью, высокой рассеиваемостью тепла, стойкостью к агрессивным средам, способностью к эксплуатации при температурах от минус 60 °С до плюс
120 °С.
Сочетание оригинальной конструкции амортизаторов с высокими физико-механическими свойствами материала их упругих элементов определяет существенные преимущества по сравнению с амортизаторами, выполненными на металлической или резиновой основе.

Амортизатор с упругими элементами из ПКМ
К основным преимуществам таких упругих элементов можно отнести:
• сохранение демпфирующих свойств в широком диапазоне температур;
• при одинаковых демпфирующих свойствах, композиционные упругие элементы обладают меньшей массой по сравнению с амортизаторами, выполненными из других материалов;
• простота в эксплуатации и легкость ремонта путем замены вышедшего из строя элемента.
ФРИКЦИОННЫЕ ИЗДЕЛИЯ ИЗ КОМПОЗИЦИОННО-ВОЛОКНИСТЫХ МАТЕРИАЛОВ
В АО «ЦНИИМ» разработана технология изготовления фрикционных дисков из композиционного материала. Технология позволяет создавать фрикционные диски, обладающие активной работоспособностью в узлах трансмиссии различных высоконагруженных механизмов при максимальных нагрузках. Материал фрикционных накладок обеспечивает равномерный коэффициент трения вне зависимости от скорости вращения фрикционного диска. На существующем в настоящие время в АО «ЦНИИМ» технологическом оборудовании возможен выпуск фрикционных дисков небольшими партиями.

Фрикционные диски