Транспортные крепления играют важную роль в логистике. К таковым относится, например, так называемый адаптер, который крепится к стойкам транспортировочной рамы и фиксирует тяжелый двигатель, подвешенный к раме с ее габаритными размерами в плане, как у европоддона (рис. 1). Таким образом, этот адаптер должен выдерживать значительные гравитационные нагрузки, крутящий момент и сильные динамические ускорения при движении по неровной дороге. Поэтому его обычно изготавливают из стали, причем из более чем двух десятков деталей, что весьма трудоемко.
В качестве материала адаптера партнерами был выбран наполненный 60 % армирующих стекловолокон полиамид марки Grivory GVL 6H HP, который отличается высокими упруго-прочностными свойствами и ранее успешно использовался для замены металлических изделий. Для начальных расчетов предполагалось, что адаптер подвергается динамической нагрузке, в четыре раза превышающей вес двигателя, составляющий около 250 кг. В дополнение к этому были проанализированы потенциальные величины и направления действия нагрузок на адаптер и проведен с помощью метода конечных элементов компьютерный имитационный анализ возможных слабых мест в его конструкции, чтобы затем оптимизировать ее геометрию с помощью использования ребер жесткости и регулировки толщины стенок.
Стальные изделия изготавливают путем механической обработки, что требует больших затрат времени и труда, не говоря о низком коэффициенте использования материала. Процесс литья под давлением, который был выбран в работе, выглядит гораздо проще и экономичней, позволяя за один цикл получить готовое изделие с заданной геометрией.
Параллельно велась работа по моделированию процесса литья под давлением, заключавшаяся в первую очередь в оптимизации расположения точек впрыска, направления армирующих стеклянных волокон и месторасположения холодных спаев на участках изделия, которые подвергаются минимальной нагрузке (рис. 2). Кроме того, пластиковый адаптер был усилен двумя металлическими закладными деталями.
Результаты испытаний реального пластикового адаптера показали, что он ни в чем не уступает по своей эксплуатационной надежности стальному, на 80 % более тяжелому, аналогу (рис. 3).
Опубликовано в журнале «Полимерные материалы» № 9 (304) 2024 г., с. 29.
