Шипы "антилед" для увеличения сцепления обуви со льдом

Размещено на http://www.allbest.ru/

Самарский государственный технический университет

ШИПЫ «АНТИЛЁД» ДЛЯ УВЕЛИЧЕНИЯ СЦЕПЛЕНИЯ ОБУВИ СО ЛЬДОМ

А.С. Марков, В.С. Марков,

И.Д. Ибатуллин, Д.Р. Загидуллина

Аннотация

В данной статье описаны новые технические решения, предоставляющие возможность простой и быстрой установки шипов, обеспечивающих увеличение сцепления обуви со скользкой поверхностью и предотвращение возможных падений в зимнее время года.

Ключевые слова: скоба, заклепка, шипы, антискользитель, трибология, закалка, термообработка, станки.

Annotation

THORNS "ANTILYOD" FOR INCREASE IN COUPLING OF FOOTWEAR WITH ICE

A.S. Markov, V.S. Markov, I.D. Ibatullin, D.R. Zagidullina Samara State Technical University

In this article the new technical solutions giving opportunity of simple and fast installation of thorns, providing increase in coupling of footwear with a slippery surface and preventing of possible falling in a winter season are described.

Keywords: bracket, rivet, thorns, tribology, hardening, heat treatment, machines.

Основная часть

Одна из главных проблем зимнего времени года связана с низким сцеплением обуви с дорогой во время гололеда. Для решения данной проблемы используются различные методы установки шипов на подошву зимней обуви. шип подошва зимний обувь

1. Шипы «Антилед» скобяного типа.

Сущность разработки состоит в том, что антискользящие набойки, каждая из которых изготовлена в виде плоской скобы, скреплены друг с другом в блок, размеры которого обеспечивают возможность его использования вмебельныхстеплерах, что существенно упрощает закрепление набоек на любом участке подошвы обуви. Скобы изготовлены из износостойкого материала (например, закаленной стали), и имеют рабочую часть, содержащую один или несколько заостренных выступов (шипов) (рис.1). Блок представляет собой ряд скрепленных друг с другом скоб. Параметры ,,,и , где - длина блока из скрепленных скоб, отвечают стандартным размерам большинства мебельных степлеров.

2. Шипы «Антилед» заклепочного типа

Второй вариант шипов «Антилёд» наиболее близок к стандартной вытяжной заклепке, известной из ГОСТ Р ИСО 14488-2005, со ступенчатым вытяжным сердечником с заданной точкой разрыва и содержит (рис.2): корпус заклепки - 1 в осевое отверстие которого вставлен сердечник - 2 со ступенчатой головкой 3 (расположенной со стороны конца заклепки) и зоной отрыва - 4, в которой расположен концентратор напряжений в виде локального углубления сформированного, например, путем насечки или прорезания канавки, где площадь поперечного сечения сердечника имеет минимальное значение

Рис. 1 Чертеж единичной скобы, где - толщина скобы, - ширина скобы, - высота шипов, - вторичная толщина скобы

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 2 Конструкция шипа противоскольжения в форме стандартной вытяжной заклепки со ступенчатым сердечником с заданной точкой разрыва

В отличие от стандартных вытяжных заклепок в предлагаемой конструкции расстояние от головки сердечника до зоны отрыва всегда превышает длину корпуса заклепки на сумму величин требуемой длины выступающей части шипа (пре-имущественно от 0,5 до 5 мм). Сердечник изготовлен из износостойкого материала, устойчивого к коррозии. Твердость сердечника по Виккерсу должна составлять не менее 200 кгс/мм².

Для возможности применения для формирования шипов ручного заклепочника в зоне отрыва глубина канавки на сердечнике выбирается из условия, чтобы площадь поперечного сечения сердечника в зоне отрыва составляла

мм², (3)

где - разрывающая нагрузка сердечника (в Ньютонах), регламентированная для стандартных заклепок для данного диаметра сердечника, - предел прочности материа-ла сердечника (в МПа).

Для того, чтобы установить шип противоскольжения на зимней обуви производят вырезание в резине посадочных отверстий в соответствии с заданным коли-чеством и рисунком расположения шипов, в полученные отверстия устанавливают шипы, при этом шип формируют путем отрыва хвостовой части сердечника приложением растягивающих нагрузок, после отрыва сердечника его вдавливают до контакта головки шипа с дном посадочного отвер-стия, а количество шипов выбирают из условия, что минимальное давление, созда-ваемое в зоне контакта шипов с поверх-ностью льда равно или превышает величину твердости льда.

Установка шипа выполняется по эта-пам, изображенным на рис.3:

1. Рассчитывают максимальное коли-чество шипов на обуви по формуле

, (4)

где - масса человека для которого предназначена обувь (в килограммах); - площадь поперечного сечения сердечника в зоне отрыва (в квадратных миллиметрах), которая формирует площадь вершины полученного шипа; - твердость льда по Бринеллю (в единицах кгс/мм²), составляющая около 2 кгс/мм². Условие (4) обеспечит то, что минимальное давление, создаваемое в зоне контакта шипов с поверхностью льда будет равно или превысит величину твердости льда, а, следовательно, произойдет внедрение шипов в лед, что и обеспечивает надежное сцепление шипов с обледенелым дорожным покрытием. Полученное значение числа шипов округляют в меньшую сторону до ближайшего целого четного числа.

2. В подошве обуви, на выступах протектора, вырезают (или выплавляют) отверстия с глубиной, равной длине посадочной части шипа противоскольжения (рис. 3 а). Отверстия равномерно распределяют по передней и задней частям подошвы правой и левой полупары обуви.

3. Поочередно вставляют в посадочные отверстия заклепки (рис. 3 б) и формируют из них шипы теми же действиями и инструментом (ручным заклепочником), которые используются при формировании стандартных вытяжных заклепок. При этом сначала происходит расширение хвостовой части корпуса заклепки (рис. 3 в), что обеспечивает надежную фиксацию шипа в подошве обуви, а затем отрыв сердечника в зоне разрыва (рис. 3 г). Таким образом, на формирование одного шипа затрачивается не более нескольких секунд. Это существенно упрощает процесс шиповки зимней обуви в бытовых условиях.

4. Вбивают сердечники полученных шипов, например, с помощью слесарного молотка, в подошву до упора головки сердечника в дно посадочного отверстия (рис. 3 д). При этом сердечник займет устойчивое положение, а высота расположения шипа над подошвой обуви примет требуемое значение.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 3 Стадии установки шипа в подошву зимней обуви

Исходя из вышеизложенного, конструкции скобы и шипа обеспечивают следующие преимущества:

1- скоба и шип имеют простую конструкцию легкую в изготовлении;

2- использование каленой стали многократно увеличивает ресурс скобы и заклепки;

3- установка за несколько минут;

4- простота, долговечность и взаимозаменяемость;

5- регулируемое количество шипов в зависимости от массы человека;

6- незаметность;

7- конструкция шипа незаметна и обеспечивает целостность напольных покрытий вне улицы.

Размещено на Allbest.ru