Технологии начала XXI века не всегда основаны на сложных математических расчётах или многоуровневых формулах. Иногда для их описания лучше всего подходят бытовые аналогии и действия, с которыми мы сталкиваемся почти каждый день. Например, как в случае с разработанной инженерами Центра перспективных разработок ОАО ЦНИИСМ конструкцией полого приводного вала.
Патент недели: приводной вал из... сетки

При непосредственном участии Федеральной службы по интеллектуальной собственности («Роспатента») мы решили ввести на сайте рубрику «Патент недели». Еженедельно в России патентуются десятки интересных изобретений и усовершенствований — почему бы не рассказывать о них в числе первых.

Патент: RU 2601971 Патентообладатель: Центр перспективных разработок ОАО ЦНИИСМ Авторы: Валерий Васильев, Александр Разин, Виталий Сисаури, Андрей Азаров

При взгляде на модель приводного вала, предложенного Центром перспективных разработок ОАО ЦНИИСМ кажется, что она — дальний родственник «гиперболоида инженера Шухова» — знаменитой Шуховской башни: сетчатая конструкция, большое количество ромбовидных ячеек, соединительные кольца. Тем не менее, технические решения, которые лежат в основе данного изобретения вполне отражают главные тенденции современного машиностроения. Во‑первых, стремление к снижению общего веса конструкций, во‑вторых повышение надежности и износостойкости отдельных узлов и конструкции в целом, в-третьих, стремление к использованию для их производства современных композитных материалов, способных не деформироваться под серьезной нагрузкой. Но самое главное здесь — простота изготовления и легкость управления прочностными характеристиками.

Приводной вал выполнен в виде двух систем пересекающихся спиральных стержней, симметрично развернутых относительно оси и равномерно распределенных по окружности с образованием просветов с кольцевыми шпангоутами на торцах. Вся конструкция изготавливается на основе армирующего материала, который расположен слоями с равномерным чередованием по толщине в узлах взаимных пересечений. Сам тканый армирующий материал производится на основе углеродных или стеклянных нитей или их комбинации, а вал в целом — путем обычной намотки с дальнейшим разворачиванием изделия по продольной оси. Больше всего процесс изготовления вала напоминает обмотку швейной катушки обычной ниткой.

Благодаря подобной конструкции повышается надежность приводного вала, который лучше переносит осевые сжимающие или растягивающие усилия. Они, как правило, возникают в механизмах одновременно с крутящим моментом, а в итоге приводят к возникновению осевых деформаций, что неблагоприятно сказывается на прочностных характеристиках приводного вала, его износу. Способ изготовления приводного вала по данному патенту позволяет не только изготавливать конструкции разной длины, но и регулировать его жесткость с помощью использования различных композитных материалов, их концентрации и геометрических параметров ячеек.