Устройство для намотки изделий из армированных полимерных материалов

 

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ НАМОТКИ ИЗДЕЛИЙ ИЗ АРМИРОВАННЫХ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ, включающее оправку , раскладчик арматуры и установленные шарнирно в зоне намотки разноименными полюсами друг к другу постоянные магниты , один из которых расположен с внешней стороны оправки и жестко соединен с раскладчиком арматуры, а другой - внутри нее с возможностью перемещения, отличающееся тем, что, с целью расширения номенклатуры изготавливаемых изделий и повышения их качества, оправка снабжена установленным внутри нее на подшипниках неподвижным резервуаром, заполненным жидкостью , в которую погружено плавающее немагнитное тело, несущее внутренний постоянный магнит. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что неподвижный резервуар соединен с повышающей после каждого прохода раскладчика в нем ypOBipHb жидкости на величину, соответствующую толщине слоя арматуры, насосной станцией периодического действия. S (Л сд ю 4 О Од

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК з(1) В 29 Р 2 ю

1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ .

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ юг. 1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3505048/23-05 (22) 27. 10.82 (46) 07.11.83. Бюл. № 41 (72) Г. В. Алексеев, А. Ф. Конохов, А. P. Романов, Д. А. Романов и В. В. Полтавцев (71) Ленинградский ордена Ленина и ордена Красного Знамени механический институт (53) 678.057.94 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 569454, кл. В 29D 23/12, 1976.

2. Авторское свидетельство СССР № 612814, кл. В 29 D 23/12, 1976 (прототип). (54) (57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ НАМОТКИ

ИЗДЕЛИЙ ИЗ АРМИРОВАННЫХ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ, включающее оправку, раскладчик арматуры и установленные шарнирно в зоне намотки разноименными полюсами друг к другу постоянные магÄÄSUÄÄ 1052406 А ниты, один из которых расположен с внешней стороны оправки и жестко соединен с раскладчиком арматуры, а другой — внутри нее с возможностью перемещения, отличающееся тем, что, с целью расширения номенклатуры изготавливаемых изделий и повышения их качества, оправка снабжена установленным внутри нее на подшипниках неподвижным резервуаром, заполненным жидкостью, в которую погружено плавающее немагнитное тело, несущее внутренний постоянный м а гн ит.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что неподвижный резервуар соединен с повышающей после каждого прохода раскладчика в нем уровень жидкости на величину, соответствующую толщине слоя арматуры, насосной станцией периодического действия.

1052406

Изобретение относится к производству высокопрочных оболочек из армированных полимерных материалов, например стекло-, угле-, боро- и органопластиков, методом намотки и может быть использовано при изготовлении, например, корпусов глубоководных аппаратов, баллонов высокого давления и т.д.

Известно устройство для намотки изделий из армированных полимерных материалов, включающее оправку, раскладчик арматуры и установленные шарнирно в зоне намотки разноименными полюсами друг к другу магниты, один из которых расположен с внешней стороны оправки, а другой — внутри ее (1).

Это устройство можно использовать для намотки изделий из армированных полимерных материалов, совмещенной с одновременной магнитной обработкой, однако это связано с необходимостью перемещения оправки с наматываемым изделием относительно магнитов, что требует усложнения конструкции и значительных энергозатрат.

Наиболее близким к изобретению является устройство для намотки изделий из армированных полимерных материалов, включающее оправку, раскладчик арматуры и установленные шарнирно в зоне намотки разноименными полюсами друг кдругу постоянные магниты, один из которых расположен с внешней стороны оправки и жестко соединен с раскладчиком арматуры, а другой — внутри нее с возможностью перемещения. В данном устройстве внутренний магнит перемещается по направляющей, расположенной вдоль образующей оправки за счет сил магнитного сцепления с наружным магнитом. Устройство просто по конструкции, снижает энергозатраты и повышает качество изделий за счет магнитной обработки (2).

Однако возможность использования указанного устройства ограничена из-за того, что внутренний магнит имеет только одну степень свободы и может совершать только возвратно-поступательное движение по направляющей, расположенной вдоль образующей оправки. При изготовлении изделий сложной формы, например сферической или кокона, наматываемых жгутом методом косой перекрестной намотки, раскладчик арматуры вместе с наружным магнитом перемешается относительно образующей оправки под изменяющимися углами по замкнутой сложной траектории, при этом внутренний магнит, движущийся за счет магнитного сцепления с наружным, заклинивается на направляющей, расположенной вдоль образующей оправки.

Кроме того, в процессе намотки изделий, особенно толстостенных, изменяется величина межполюсного зазора между наружным и внутренним постоянными магнитами и соответственно напряженность постоянного

55 магнитного поля, что ведет к снижению качества изготавливаемых изделий.

Целью изобретения является расширение номенклатуры изготавливаемых изделий и повышение их качества.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве, включающем оправку, раскладчик арматуры и установленные шарнирно разноименными полюсами друг к другу постоянные магниты, один из которых расположен с внешней стороны оправки и жестко соединен с раскладчиком арматуры, а другой — внутри нее с возможностью перемещения, оправка снабжена установленным внутри нее на подшипниках неподвижным резервуаром, заполненным жидкостью, в которую погружено плавающее немагнитное тело, несущее внутренний постоянный магнит.

Кроме того, неподвижный резервуар соединен с повышающей после каждого прохода раскладчика в нем уровень жидкости на величину, соответствующую толщине слоя арматуры, насосной станцией периодического действия.

На фиг. 1 показано предлагаемое устройство, поперечный разрез; на фиг. 2 то же, продольный разрез.

Устройство содержит немагнитную полую оправку 1, внутри которой с зазором смонтирован на подшипниках 2 неподвижный резервуар 3 изготовленный также из немагнитного материала и соединенный патрубком 4 с насосной станцией периодического действия (не показана). Резервуар 3 наполнен жидкостью, например машинным или индустриальным маслом, в которую погружено плавающее немагнитное тело 5, выполненное, например, в виде полого цилиндра или усеченной сферы, поддерживающее над зеркалом жидкости соединенный с ним внутренний постоянный магнит 6, изготовленный, например, из ферритового магнитотвердого материала.

Наличие внутреннего неподвижного резервуара 3 обеспечивает горизонтальность уровня поверхности жидкости независимо от скорости вращения оправки 1, что невозможно при заполнении непосредственно оправки жидкостью, а его соединение с насосной станцией периодического действия позволяет регулировать уровень жидкости в резервуаре и, следовательно, расстояние от плавающего тела 5 и связанного с ним внутреннего магнита 6 до внутренней поверхности оправки 1. Расположение внутреннего магнита 6 на плавающем теле 5 дает возможность свободного перемещения в горизонтальной плоскости, а также вращения вокруг трех взаимно перпендикулярных осей.

Над оправкой 1 установлен внешний постоянный магнит 7, жестко связанный с раскладчиком 8 арматуры, выполненным из немагнитного материала. Внутренний 6 и внешний 7 постоянные магниты расположе052406

3 ны по обе стороны немагнитной оправки 1 разноименными полюсами навстречу друг другу и ориентированы относительно укладываемой арматуры под требуемым углом, например в пределах 7 — 22 .

Работа устройства происходит следующим образом.

На вращающуюся оправку 1 наматывают пропитанную связующим арматуру, например стекложгут. В процессе намотки раскладчик 8 совершает движение вдоль оправки 1 либо возвратно-поступательное, например при намотке цилиндрйческих оболочек, либо по сложной замкнутой траектории, например типа лемнискаты Бернулли при косой перекрестной намотке оболочек типа «кокон». Вместе с раскладчиком 8 движется закрепленный на нем наружный постоянный магнит 7. Внутренний постоянный магнит 6 не имеет собственного привода и движется вместе с жестко соединенным плавающим телом 5 над поверхностью жидкости, заключенной в неподвижный резервуар 3, смонтированный внутри оправки 1 на подшипниках 2, за счет магнитного сцепления с наружным постоянным магнитом 7, повторяя его траекторию. При этом зазор между магнитами остается .неизменным в период формования одного слоя арматуры изделия 9 за счет того, что плавающее тело 5 имеет возможность как плоско-параллельного перемещения по поверхности жидкости, так и вращения вокруг трех взаимно перпендикулярных осей за счет крена. Уровень жидкости в резервуаре 3 перед началом формования устанавливают минимальным и обеспечивают оптимальный зазор между постоянными магнитами 6 и 7. После формования каждого слоя арматуры включается насосная станция периодического действия, соединенная с резервуаром 3, уровень жидкости повышается, плавающее те10 ло 5 вместе с внутренним магнитом 6 подвсплывает на величину, компенсирующую удаление наружного магнита 7 вместе с раскладчиком 8 от поверхности оправки на толщину отформованного слоя арматуры, сохраняя неизменным величину зазора между магнитами 6 и 7 и, следовательно, постоянство режимов магнитной обработки.

Цикл повторяется до формования изделия 9 с необходимой толщиной стенки.

Предлагаемое устройство обеспечивает изготовление изделий, совмещенное с магнитной обработкой материала, не применяя сложных кинематических цепей для реализации практически любых траекторий внутреннего магнита, и повышает их качество

25 за счет повышения удельной прочности, прочности при межслоевом сдвиге и трансверсальном отрыве за счет обеспечения постоянного заданного зазора между магнитами в течение всего процесса формования.!

052406

Составитель М. Осипова

Редактор Л. Гулько Тепрел И. Берес Корректор А. Ференц

Заказ 8764/12 Тираж 547 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва. Ж--35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4