[08-2024] Применение композитного материала SMC
 

Применение композитного материала SMC

РАССКАЗОВ Валерий Владимирович, ОАО «ЭЛТЕЗА», Волгоградский ЛМЗ, главный технолог, г. Волгоград, Россия

На современном этапе развития транспортной науки и техники одним из важнейших направлений научно-технического прогресса на железнодорожном транспорте является разработка и внедрение инновационных технических средств. На протяжении длительного времени Волгоградский литейно-механический завод специализируется на выпуске напольного герметизированного оборудования для размещения в нем устройств ЖАТ.

Благодаря слаженной работе конструкторов и технологов завода было создано высоконадежное напольное герметизированное оборудование, удовлетворяющее требованиям ОАО «РЖД». До настоящего времени вся гамма выпускаемой предприятием продукции традиционно состояла из чугунного корпуса и стальной штампосварной крышки. Это путевые герметизированные ящики типа ПЯ; кабельные герметизированные ящики типа КЯ-10МП; трансформаторные герметизированные ящики типаТЯ; кабельные герметизированные муфты типа МГУ-2, МГУ-4, МГУ-14, МГУ-28, РМГУ-8, РМГ-8.

За последние десятилетия композиционные материалы стали широко использоваться в авиационной и аэрокосмической технике, транспортном и автомобилестроении, электротехнике и других отраслях промышленности. Стекло- и углепластики позволяют в экономически приемлемых рамках реализовать крупногабаритные изделия с высочайшими требованиями к механическим и теплофизическим характеристикам.
В связи с переходом на изготовление напольного герметизированного оборудования из композитных материалов Волгоградский литейно-механический завод освоил производство различной номенклатуры продукции из отечественного листового полиэфирного стеклонаполненного прессуемого композита SMC ТУ 2266-001 -30372160-2016. Среди выпускаемой продукции:
путевые герметизированные ящики типа ПЯ-ГП (рис. 1);
кабельные модернизированные ящики типа КЯ-10МП (рис. 2);
кабельные герметизированные муфты типа МГУ-28П (рис. 3);
кабельные разветвительные муф| ы РМГ-8П (рис. 4);
основания для путевых герметизированных ящиков и кабельных разветвительных герметизированных муфт (рис. 5);
указатели расположения оборудования (рис. 6);
патрубки комбинированные, входящие в комплектацию кабельных муфт и ящиков (рис. 7).

Композит SMC представляет собой листовой материал, изготавливаемый непрерывным способом на специальных установках. I iо основой является смесь различных компонентов: ненасыщенной полиэфирной смолы, минеральных наполнителей (мел, гидроксид алюминия), компенсаторов усадки, пигментов и катализаюров сшивания. Эта смесь наносится на nnoi iку и i ю/ ьго i ся i ю/1 режущее устройство, которое обеспочивао! подачу фиксированного количества стекловолокна заданной длины. После этого полученный пакет накрывается вторым слоем смеси и сжимается для обеспечения пропитывания волокна. Полученный материал сматывается в рулоны и направляется в термокамеры для «созревания».

Каждый из компонентов выполняет важную роль в достижении заданных свойств. Полиэфирная смола является связующим элементом, обеспечивающим в ходе переработки трехмерное сшивание и связь отдельных компонентов. Она играет важную роль в достижении термомеханических характеристик.

Минеральные наполнители способствуют транспортировке стекловолокна при течении материала, снижая его стоимость, а в случае введения гидроксида алюминия существенно повышается его огнестойкость.
Компенсаторы усадки позволяют добиться высококачественной поверхности изделия без утяжек и коробления. Стекловолокно повышает механическую прочность изделий.
Катализаторы обеспечивают инициацию химических реакций трехмерного сшивания, поэтому их правильный подбор является важнейшим условием получения высококачественных деталей без недо-прессовок, трещин и раковин.
Технология изготовления продукции из композитного материала SMC основана на методе прямого прессования изделий в обогреваемых стальных хромированных пресс-формах на гидравлических прессах (рис. 8).

Пресс-форма представляет собой массивное изделие из хромистой стали, в некоторых случаях с дополнительным хромовым покрытием. Обогрев до рабочей температуры 150-170 °C осуществляется путем электрического или жидкостного обогрева. Процесс отверждения занимает в зависимости от толщины и конфигурации изделия от 2 до 5 мин. После извлечения из пресс-формы, удаления облоя и, при необходимости, механической обработки деталь готова для дальнейших операций (сборки, лакирования, монтажа).


Изделия, произведенные из композитного материала SMC, обладают характеристиками, не уступающими по параметрам изделиям, изготовленным из черных металлов. Их существенными преимуществами являются высокая коррозионная стойкость и низкий удельный вес. При конструировании подобных изделий необходимо делать упор на возможность интеграции различных функциональных элементов (пунктов крепления, ребер жесткости и др.).
В ближайшее время на заводе планируется освоение из композитного материала SMC кабельной разветвительной муфты РМГ-10П (под увеличенный кабель диаметром 53 мм), предназначенной для эксплуатации на высокоскоростных железнодорожных магистралях, в том числе на железных дорогах с питанием от переменного тока.
Применение полиэфирного стеклонаполненного прессуемого композита SMC позволило не только снизить затраты на производство выпускаемого напольного герметизированного оборудования, но и снизить эксплуатационные расходы ОАО «РЖД».