Техника - молодёжи 1961-11, страница 14
КОГДА СТЕКЛО КЛАДЕТ СТАЛЬ НА ОБЕ ЛОПАТКИ Б. РУДОЙ и И. ГЛЯДЕШКИН, инженеры Рис. В* КАЩЕНКО Почти все материалы, применяющиеся в технике, обладают одной особенностью: они изотропны. Их физические свойства одинаковы по всем направлениям. Возьмите кубик из такого материала и нагружайте его растягивающими усилиями, приложенными к любой паре граней. Вы увидите, что во всех случаях он будет разрушаться при одном и том же усилии. Хорошо это или плохо? Это хорошо, если материал нагружен по всем трем направлениям одинаково. Однако в технике такие случаи встречаются гораздо реже, чем нагружение материала по одной оси. И вот в этих-то случаях недоиспользуются возможности изотропных материалов. Чтобы как-то исправить такое положение, инженеры придают деталям иа изотропных материалов такие геометрические формы, которые лучше всего приспособлены к тому, чтобы воспринимать нагрузку в одном направлении. Они разработали целую систему таких геометрических профилей: швеллеров, тавров, угольников... Но есть и другой путь, путь живой природы, которая использует не только рациональную геометрическую форму, но и анизотропность материала, то есть различие физических свойств в разных направлениях. Как легко расколоть полено вдоль волокон! И сколько усилий нужно приложить, чтобы разрубить его пополам! Анизотропность материала встречается очень часто, гораздо чаще, чем изотропность. Известно, например, что прокатка и ковка приводят к анизотропности металла, но самые интересные и удивительные результаты получились тогда, когда человек начал изготавливать составные материалы. Французский садовник, которому пришла в голову мысль изготавливать садовые вазы, обмазывая цементом каркас из прутьев, даже не подозревал, что его открытие приведет к появлению замечательного анизотропного материала — железобетона. Пластмассы и полимеры открыли широкие перспективы создания совершенно новых материалов, которые необходимы в наш век сверхзвуковых скоростей и сверхвысоких давлений и температур. СТЕКЛО ПРИХОДИТ НА ПОМОЩЬ Пластмассы с их ценными свойствами, делающими этот материал подчас незаменимым, до сих пор отличались сравнительно малой прочностью. Но ведь и цемент, до тех пор пока он не армирован стальными прутьями, не может сравниться по прочности с железобетоном. Значит, нужно армировать пластмассу. Так возник новый синтетический материал — стеклотексто-литы, где пластмассу армируют стеклянной тканью. Но сложен и долог путь стеклянных нитей, прежде чем они превратятся в стеклоткань. Первичную стеклянную нить, состоящую из 100 и более элементарных волокон диаметром 3—9 микрон, склеенных между собой замасливающим веществом, получают на установках вытягивания непрерывного стеклянного волокна из расплавленного стекла (более подроб но см. «Техника — молодежи» № 10, 1959 г.). Полученные стеклянные < нити проходят через крутильный и ткацкий цехи. Нити разматывают с катушек (бобин), тростят, скручивают, приготовляют основу и уток — одним словом, технология получения стеклянной ткани очень напоминает технологический процесс получения ткани из нитей искусственного шелка. Листовой стеклотекстолит получается из покрытой синтетической смолой стеклоткани. Для этого полотнища укладываются в пакеты наподобие слоеного пирога и подвергаются горячему прессованию. Для прессования в большинстве случаев используют гидравлические прессы, из-под которых выходят гладкие, словно отполированные, листы стеклотекстолита. Но этот замечательный новый материал не нашел широкого распространения из-за того, что слишком дорога стеклоткань. Советские ученые А. К. Буров, Г. Д. Андреевская, С. И. Иофе совместно с коллективом лаборатории анизотропных структур разработали и внедрили новый материал — СВАМ. Как же расшифровывается это мало кому знакомое слово? Стекловолокнистый анизотропный материал — вот его имя. По своей структуре СВАМ напоминает многие анизотропные вещества: дерево, кости человека, кристаллы исландского шпата и т. д. СВАМ — это пластмасса, армированная стеклошпо-ном — стеклянными волокнами, которые ориентированы в том направлении, где приложены наибольшие нагрузки. Эти волокна, обладая высокой прочностью, гарантируют изделиям из СВАМа прочность. Но самое главное то, что ученые разработали способ получения СВАМа, в котором отпадают канительные и дорогие процессы текстильной переработки стеклянной нити. Простота, короткий технологический цикл — вот отличительные черты СВАМа. Умный Бип-Бип колет полено вдоль. Конечно, это значительно легче, ведь дерево — анизотропный материал. Электропечь для расплавления стеклянных шариков лишена присущей ей неподвижности — она смонтирована на передвижной каретке, имеющей возвратно-поступательное движение—параллельно 'оси наматывающего барабана. При совмещении движения каретки и барабана на последний наматывается слой волокон, вытягиваемых барабаном из фильерных отверстий в нижней части печи. При обратном движении каретки второй слой накладывается на предыдущий и т. д. Изменяя скорость передвижения каретки, можно менять плотность укладки волокон на барабане. При вытягивании стеклянное волокно смачивается связующим веществом. После намотки на барабан заданного числа волокон образуется лента однонаправленного стеклошпона, она разрезается по образующей наматывающего барабана и снимается с него. Так изготавливается однонаправленный стеклонйгон. Для получения перекрестного шпона 10 / |
