Применение углепластика в бильярдных киях, особенно в шафтах, связано не только с тем, что этот материал легкий и прочный.
Шафт представляет собой типичный длинный и тонкий конструкционный элемент. При его проектировании необходимо одновременно учитывать продольную жесткость, поведение при изгибе, сопротивление кручению, распределение массы и прямолинейность.
Во время удара шафт также испытывает быстрое изгибание и вибрации. Поэтому сам материал является лишь основой, а конечные характеристики в значительной степени определяются конструкцией изделия в целом.
Одним из важных преимуществ углепластиковых композитов является высокая удельная жесткость.
Для такого длинного и тонкого элемента, как шафт, углепластик позволяет получить высокую продольную жесткость при относительно небольшой массе. При этом характеристики изгиба и кручения можно регулировать за счет изменения схемы укладки волокон и конструкции стенки трубы.
Еще одно практическое преимущество — стабильность геометрических размеров.
Для шафта особенно важна прямолинейность. Расположение волокон, содержание смолы и процесс формования углепластиковой трубы можно контролировать в процессе производства.
При серийном выпуске это помогает уменьшить различия между отдельными шафтами и повысить стабильность характеристик продукции.
При разработке углепластикового шафта низкая дефлексия часто является одной из важных целей.
Однако необходимо разделять два понятия: конструкционная жесткость шафта и отклонение битка при ударе — это не одно и то же.
Жесткость шафта зависит от модуля материала, диаметра трубы, толщины стенки, формы конуса и схемы укладки волокон.
Отклонение битка также зависит от эффективной массы передней части шафта, его внутренней конструкции и условий выполнения удара.
Поэтому использование более высокого класса углеродного волокна или простое увеличение толщины стенки не означает автоматического улучшения характеристик низкой дефлексии.
На практике необходимо одновременно оптимизировать массу передней части, распределение жесткости и общую конструкцию шафта.
Первый фактор — класс углеродного волокна.
Волокна T700, T800 и других классов отличаются по прочности и модулю упругости. Однако при проектировании бильярдного шафта задача не заключается в том, чтобы просто выбрать материал с максимальными характеристиками.
Более высокий модуль изменяет жесткость конструкции, но будет ли это преимуществом, зависит от схемы укладки, конструкции стенки и целевой массы шафта.
Второй фактор — схема укладки волокон.
Волокна с ориентацией 0°, расположенные вдоль шафта, в основном определяют продольную жесткость и поведение при изгибе.
Слои ±45° в большей степени участвуют в передаче сдвиговых нагрузок и обеспечивают сопротивление кручению.
Соотношение слоев различных направлений должно определяться исходя из требуемых характеристик изгиба и кручения шафта.
Следующий фактор — толщина стенки и конусность.
Для шафта средняя толщина стенки является лишь одним из параметров. Гораздо важнее то, как масса и жесткость распределяются по всей длине изделия.
Конусность, локальная толщина стенки и наружный диаметр совместно определяют характеристики поперечного сечения. Поэтому даже два шафта с близкой общей массой могут по-разному вести себя при изгибе.
Также необходимо контролировать систему смолы, объемную долю волокон, внутреннюю пористость, прямолинейность, соосность и качество поверхности.
Для длинных тонкостенных труб особенно важно поддерживать стабильность производства, поскольку даже относительно небольшие отклонения размеров или технологии могут повлиять на характеристики готового изделия.
При разработке изделия более рационально сначала определить, какие именно характеристики должен иметь будущий шафт.
Какова целевая масса?
Какая часть шафта должна быть более жесткой?
Как должен изменяться профиль конуса по длине?
Какое сопротивление кручению требуется?
Какую массу необходимо сохранить в передней части?
После определения этих параметров можно выбирать класс углеродного волокна, соотношение слоев, толщину стенки и технологию производства.
Например, если необходимо увеличить продольную жесткость, можно повысить долю волокон с ориентацией 0°. Однако при этом необходимо сохранить достаточное количество слоев других направлений для обеспечения сопротивления кручению и стабильности стенки трубы.
Аналогично снижение массы не означает, что нужно просто уменьшить толщину всей стенки. Необходимо определить, в каких зонах можно уменьшить массу, а где следует сохранить достаточную конструкционную поддержку.
Для изготовления индивидуального углепластикового шафта или углепластиковой трубы для производства шафтов обычно необходимо определить:
· назначение шафта и позиционирование продукта;
· общую длину и целевую массу;
· наружный и внутренний диаметры, а также диапазон толщины стенки;
· профиль конуса и размеры в ключевых точках;
· требуемую жесткость и характеристики дефлексии;
· требования к поверхности;
· размеры соединительной части и другие параметры механической обработки;
· требования к резке, сверлению и последующей обработке;
· объем заказа и требуемые сроки поставки.
Если некоторые параметры еще не определены окончательно, можно предоставить размеры существующего образца и указать характеристики, которые необходимо улучшить.
Для углепластикового шафта правильный выбор материала — только первый этап. Главное — создать из этого материала конструкцию с требуемыми характеристиками.
Если вы разрабатываете углепластиковый шафт для бильярдного кия или другие компоненты спортивного оборудования, вы можете предоставить GBTECH существующие размеры, целевую массу, требования к жесткости, профиль конуса и характеристики, которые необходимо улучшить.
На основе этих данных можно подобрать подходящий класс углеродного волокна, конструкцию трубы и технологию производства, а также выполнить резку, сверление и другие виды индивидуальной механической обработки.
https://gbtechrussia.com/SendInquiry/
https://gbtechrussia.com/Carbon-Fiber-Tubes/
Tel：+86 13632635281
Email：jackey@gbtechgroup.cn
Add：Промышленный парк Пику, Куйчунь, Шэньчжэнь
WhatsApp
E-mail