Технология получения препрегов для изготовления тепловой защиты лесопожарных машин (1026329)

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла

На правах рукописиГЛЕБОВ Иван ВячеславовичТЕХНОЛОГИЯ ПОЛУЧЕНИЯ ПРЕПРЕГОВ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯТЕПЛОВОЙ ЗАЩИТЫ ЛЕСОПОЖАРНЫХ МАШИН05.21.01 – Технология и машины лесозаготовок и лесного хозяйстваАВТОРЕФЕРАТдиссертации на соискание ученой степеникандидата технических наукМытищи – 20162Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего образования «Московский государственныйуниверситет леса» (ФГБОУ ВО МГУЛ)Научный руководитель:Котенко Владимир Дмитриевич,доктор технических наук, профессорОфициальные оппоненты:Памфилов Евгений Анатольевич,доктор технических наук, профессор, ФГБОУ ВО «Брянский государственный технический университет», профессор кафедры «Машиностроение и материаловедение»Аксёнов Алексей Александрович,кандидат технических наук, ФГБОУВО «Воронежский государственныйлесотехнический университет им.Г.Ф.

Морозова», декан механического факультетаВедущая организация:Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждениевысшего образования «Петрозаводский государственный университет»Защита состоится «28» июня 2016 г. в 1300 часов на заседании диссертационного совета Д 212.146.03 на базе ФГБОУ ВО «Московский государственный университет леса» по адресу: 141005, Московская область, Мытищи-5, ул. 1-я Институтская, д. 1.С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВО «Московскийгосударственныйуниверситетлеса»инасайтеhttp://www.msfu.ru/info/uchsovet/disserts/Автореферат разослан «_____»__________________2016 г.Учѐный секретарьдиссертационного совета: _______________Котов Алексей Александрович3ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫАктуальность темы исследования.

Лесные пожары ежегодно наносят огромный ущерб лесному хозяйству страны. Для уменьшения ущерба,наносимого лесными пожарами и пожарами на складах лесных материалов, необходимо применение современной эффективной пожарной техники.В последние годы в автомобильной технике всѐ большее применениенаходят композиционные материалы. Перспективными для применения влесопожарной технике являются абляционные теплозащитные материалы,которые способны обеспечить тепловую защиту экипажей лесопожарныхмашин (ЛПМ) в течение длительного времени и позволят проводить тушение лесных пожаров и пожаров на лесных складах с предельно близкогорасстояния.Абляционные материалы изготавливают из препрегов с высоким содержанием полимера, получаемых пропиткой многослойных вязальнопрошивных заготовок из различных тканей в ваннах, наполненных раствором полимера.

Процесс пропитки в ваннах является длительным, практически не поддаѐтся автоматизации и применяется в единичном производстве. В связи с этим, абляционные материалы находят ограниченное применение. В основном, они применяются в качестве теплозащитного покрытия спускаемых космических аппаратов, которое блокирует и уменьшаеттепловой поток от окружающей среды к поверхности аппарата.Разработка новых технологий получения препрегов, способных существенно снизить затраты на их производство, является актуальной задачей. Более дешѐвые препреги могут использоваться для изготовления тепловой защиты экипажей ЛПМ, что значительно повысит их эффективность.Степень разработанности проблемы.

Способам и материалам длятепловой защиты ЛПМ посвящѐн ряд работ. Данной проблемой занимались Кисляк Ю.М., Морозюк Ю.В., Безбородько М.Д. и др. Разработанныеметоды тепловой защиты ЛПМ подразделяются на пассивные и активные.Пассивные методы заключаются в применении теплоизоляционныхи теплоотражающих материалов, однако они имеют низкую эффективность при длительном воздействии высоких температур или теплового излучения на корпус машины.Активные методы заключаются в охлаждении корпуса машины водой путѐм еѐ стекания по кузову или разбрызгивания вокруг ЛПМ при тушении пожара. Недостатком данных методов является сложность тепловойзащиты участков кузова со сложной конфигурацией и дополнительныйрасход воды, необходимой для тушения пожара.4Применение тепловой защиты из абляционных материалов в ЛПМявляется новым направлением в повышении их эффективности.Препреги, применяемые на сегодняшний день для изготовлениякомпозиционных теплозащитных покрытий, являются крайне дорогостоящими и не применяются в серийном производстве.

Разработаны различныетехнологии изготовления препрегов: пропитка заготовок контактным роликом, распылением связующего, метод VARTM и другие. Из всех существующих технологий только пропитка в ванных с раствором полимерапозволяет получать многослойные препреги с высоким содержанием полимера.Цель работы: разработка технологии изготовления препрега на основе кремнезѐмной ткани и фенолоформальдегидной смолы с целью сокращения времени его производства и уменьшения стоимости для применения в теплозащите лесопожарных машин.Основные задачи исследования: анализ выполненных ранее исследований, касающихся вопросовобеспечения теплозащиты лесопожарных машин, применения и изготовления абляционных материалов, а также существующих технологий изготовления препрегов; выбор наиболее рациональной технологии изготовления препрега вкачестве основы для детального исследования процесса; разработка математической модели процесса изготовления препрегас высоким содержанием полимера и численное моделирование для определения возможности обеспечения заданных свойств препрегов; разработка технологических режимов процесса изготовления препрега и проведение опытных пропиток материала наполнителя; выработка производственных рекомендаций для создания промышленной установки изготовления препрега с автоматическим контролемтехнологического процесса.Объект исследования: препреги с высоким содержанием полимера,предназначенные для изготовления теплозащитных покрытий.Предмет исследования: высокоэффективная и экономичная технология получения препрегов с высоким содержанием полимера для изготовления абляционных теплозащитных материалов.Методология и методы исследования:– исследования проведены с использованием теоретикоэмпирических методов, методов наблюдения и сравнения.

Научные эксперименты проводились на специально разработанных лабораторных стендах, один из которых был представлен на выставке НТТМ-2013 и отмечендипломом. Практическая проверка режимов изготовления препрегов осуществлялась на экспериментальной промышленной установке. Результатыобрабатывались с помощью методов систематизации с применением современного программного обеспечения.5Научная новизна: разработана математическая модель процесса многократной пропитки пористых тканых материалов растворами термореактивных полимеров спромежуточным удалением растворителя, позволяющая определять содержание компонентов раствора в материале на каждом этапе пропитки; разработаны технологические режимы получения многослойныхпрепрегов с высоким содержанием полимера; запатентован новый способ изготовления многослойных препрегов свысоким содержанием полимера с автоматическим контролем технологического процесса.Теоретическая и практическая значимость работы: математическая модель многократной вакуумной пропитки и сушкимногослойных заготовок из вязально-прошивных полотен, которая позволяет осуществить количественную оценку массового содержания компонентов в препреге на всех этапах технологического процесса его изготовления; эффективная вакуумная технология получения многослойных препрегов, позволяющая значительно сократить продолжительность технологического процесса (с 700 до ~70 часов) и практически исключить отходысвязующего, что значительно снижает стоимость производства таких материалов; математическая модель и способ управления технологическим процессом, обеспечивающие практически безотходную технологию производства многослойных препрегов с заданным содержанием полимера; комплект документов директивной технологии вакуумной пропиткибакелитовым лаком большеразмерных многослойных заготовок из кремнезѐмных и кремнезѐмно-капроновых полотен; техническое задание на проектирование автоматизированной промышленной установки для изготовления большеразмерных препрегов с заданными свойствами.Основные положения диссертации, выносимые на защиту: математическая модель процесса циклической вакуумной пропиткии сушки заготовок из многослойных полотен; вакуумная технология изготовления препрегов с высоким содержанием полимера на основе многослойных полотен из кремнезѐмных и кремнезѐмно-капроновых тканей и бакелитового лака; технологические режимы процесса изготовления многослойных препрегов; математическая модель и способ управления технологическим процессом изготовления многослойных препрегов с автоматическим контролем технологического процесса.6Степень достоверности: полученные экспериментальные данныеподтверждаются использованием приборов, прошедших метрологическуюповерку, применением различных методов тестирования и контроля измерительной системы экспериментальных установок.

Воспроизводимость иповторяемость экспериментов оценена путѐм статистической обработки.Достоверность теоретических решений проверена сравнением с экспериментальными результатами.Апробация работы. Основные результаты диссертационной работыдоложены на следующих конференциях и семинарах: научно-технической конференции профессорско-преподавательскогосостава и аспирантов МГУЛ по итогам научно-исследовательской деятельности за 2012 год, г. Мытищи, 22 января 2013 г.; международной научно-практической конференции «Наука и образование XXI века», г. Уфа, 31 мая 2013 г.; международной научно-практической конференции «Инновационные преобразования, приоритетные направления и тенденции развития вэкономике, технике, образовании и др.

Характеристики

Тип файла PDF

PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.

Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.

Список файлов диссертации