Способ изготовления инерционных энергоаккумулирующих элементов

 

Изобретение относится к области переработки композиционных материалов методом намотки и может быть использовано в различных отраслях народного хозяйства при изготовлении маховиков, работающих в условиях высоких центробежных нагрузок. Изобретение позволяет повысить надежность инерционных энергоаккумулирующих элементов за счет того, что перед охлаждением намотанную заготовку охлаждают до прекращения перетекания связующего, определяют положение плоскости коррекции и дисбаланс заготовки, нагревают тяжелое место до 40-80°С и выводят из заготовки избыточную массу связующего вращением заготовки с постоянной скоростью в течение времени, определяемом по зависимости, учитывающей начальный дисбаланс заготовки, ее ширину, плотность связующего, долю объемного содержания связующего в материале, внутренний радиус элемента, длину элементарного участка тяжелого места, число элементарных участков тяжелого места, коэффициент фильтрации связующего на элементарном участке и угловую скорость вращения заготовки.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1553 8 (51)5 В 29 С 53 56 // В 29 1 9:00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

2 виях высоких центробежных нагрузок. Изобретение позволяет повысить надежность инерционных энергоаккумулирующих элементов за счет того, что перед охлаждением намотанную заготовку охлаждают до прекращения перетекания связующего, определяют положение плоскости коррекции и дисбаланс заготовки, нагревают тяжелое место до 40—

80 и выводят из заготовки избыточную массу связующего вращением заготовки с постоянной скоростью в течение времени, определяемом по зависимости, учитывающей начальный дисбаланс заготовки, ее ширину, плотность связующего, долю объемного содержания связующего в материале, внутренний радиус элемента, длину элементарного участка тяжелого места, число элементарных участков тяжелого места, коэффициент фильтрации связующего на элементарном участке и угловую скорость вращения заготовки.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4274038/23-05 (22) 01.07.87 (46) 30.03.90. Бюл. № 12 (71) Московский авиационный технологический институт им. К. Э. Циолковского (72) В. С. Пичугин, В. П. Николаев и А. П. Рязанов (53) 678.027.94 (088.8) (56) Патент США № 4359912, кл. 74 — 572, опублик. 1979.

Авторское свидетельство СССР № 947522, кл. F 16 F 15/30, 1980. (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ИНЕРЦИОННЫХ ЭНЕРГОАККУМУЛИРУЮЩИХ ЭЛЕМЕНТОВ (57) Изобретение относится к области переработки композиционных материалов методом намотки и может быть использовано в различных отраслях народного хозяйства при изготовлении маховиков, работающих в услоИзобретение относится к переработке композиционных материалов методом намотки и может быть использовано в различных отраслях народного хозяйства при изготовлении маховиков, работающих в условиях высоких центробежных нагрузок.

Цель изобретения — повышение надежности инерционных энергоаккумулируюших элементов за счет снижения их дисбаланса.

Пример 1, Изготавливают инерционный энергоаккумулирующий элемент в виде обода с внутренним радиусом 140 мм, шириной

15 мм и толщиной 30 мм непрерывной намоткой органического волокна марки

СВМ, пропитанного эпоксидным связуюшим марки ЭДТ-10 с плотностью 1,21 ° 10 кг/м на отбалансированную формообразующую оправку, на поверхность которой предварительно наматывают 4 слоя стеклоткани марки Т-25 и слой фторопластовой пленки.

Доля объемного содержания связуюшего в полуфабрикате заготовки составляет 0,38.

Перед отверждением заготовку охла ждают в холодильнике при 1 С в течение 4 ч до прекращения перетекания связующего.

Оправку с заготовкой размещают в люльках балансировочного станка марки ДБ-50, определяют положение плоскости коррекции и величину дисбаланса заготовки. Значение начального дисбаланса равно 140 10 6 кг ° м

Нагревают тяжелое место на длине участка

60 мм до 60 С, укрывают заготовку перфорированным слоем стеклоткани марки

Т-25 и выводят из заготовки избы гочную массу связующего вращением заготовки с постоянной угловой скоростью 104,7 рад/с.

Перед определением времени вращения заготовки участок тяжелого места разделяют на

6 равных элементарных участков длиной по 10<10 м, по три участка в каждую

1553398 сторону от оси симметрии тяжелого места.

11оэффициенты фильтрации на участках l и

lв, lg и lg, lg и 14 имеют значения соответственно 3.10 " 8.10 " 15.10 " м /Н.с.

Время вращения заготовки определяют по зависимости

О ьГр и)х ж где т — время вращения заготовки, с;

O — начальный дисбаланс заготовки, кг м;

Ь вЂ” ширина заготовки, м; р — плотность связующего, кг/м ; а — угловая скорость вращения, рад/с; — доля объемного содержания связующего в заготовке;

l; — длина элементарного участка тяжелого места, м; п — число элементарных участков тяжелого места; х — коэффициент фильтрации связующего на элементарном участке l;, м /Н ° с (составляет 25 мин) .

После прекращения вращения заготовки перфорированный слой стеклоткани снимают и определяют остаточное значение дисбаланса на станке марки ДБ-50, которое составило 23 10 кг м. Отверждение заготовки производят при вращении оправки со скоростью 6 об/мин по режиму полимеризации связующего.

Величина дисбаланса готового элемента составляет 27 ° 10 6 кг. м, т. е. в 5,2 раза меньше, чем по способу-прототипу.

Пример 2. Изготавпивают инерционный энергоаккумулирующий элемент как в примере 1, но в качестве нитевидного материала берут стекловолокно марки ВМПС, доля объемного содержания связующего в полуфабрикате заготовки составляет 0,35.

3начение начального дисбаланса равно 102Х

Х10 6 кг м, нагревание тяжелого места производят на длине участка 50 мм до 80 С и вращение заготовки производят с постоянной угловой скоростью 157,1 рад/с в течение

12 мин. После отверждения величина дисбаланса готового элемента составляет 24Х

Х10 6 кг ° м, т. е. в 4,2 раза меньше, чем зо способу-прототипу.

Пример 3. Изготавливают инерционный энергоаккумулирующий элемент как в примере 1, но в качестве нитевидного материала берут углеводородный жгут марки

ВМН-4, пропитанный эпоксидным связующим марки УП-2218 с плотностью 1,1Х

Х 10 кг/м, доля объемного содержания связующего в полуфабрикате заготовки составляет 0,43, значение начального дисбаланса равно 175 10 б кг м, нагревание тяжелого места производят на длине участка

Формула изобретения

Способ изготовления инерционных энергоаккумулирующих элементов, включающий и ропитку нитевидного материала эпоксид25 ным связующим, намотку его на формообразующую оправку и отверждение намотанной за готовки при вращении оправки, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности инерционных энергоаккумулируюших элементов за счет снижения их дисбаланса, перед отверждением заготовку охлаждают до прекращения перетекания связующего, определяют положение плоскости коррекции и дисбаланс заготовки, нагревают тяжелое место до 40 — 80 С и выводят из заготовки избьггочную массу связующего вращением заготовки с постоянной скоростью в течение времени, определяемого по зависимости

Ь(р(оЖЪХ lм

40 где т

D время вращения заготовки, с; начальный дисбаланс заготовки, кг. м; ширина заготовки м. плотность связующего, кг/м, угловая скорость вращения, рад/с; доля объемного содержания связующего в заготовке; длина элементарного участка тяжелого места, м; число элементарных участков тяжелого места; коэффициент фильтрации связующего на элементарном участке I;, м /Н. с; внутренний радиус элемента, м.

45 р

55

80 мм до 40 С и вращение заготовки производят с постоянной скоростью 94,2 рад/с в течение 32 мин. Контроль дисбаланса после удаления избытков связующего дал результат 47 10 6 кг м, т. е. уменьшался в 3,7 раза.

Операцию нагревания тяжелого места и вращения заготовки повторяют при длине участка 40 мм, температуре 40 С и угловой скорости 94,2 рад/с в течение 7 мин. После отверждения величина дисбаланса готового элемента составляет 34.10 б кг ° м, т. в. в 5,1 раза меньше, чем по способу-прототипу.

Таким образом, предлагаемый способ в

4,2 — 5,1 раза снижает дисбаланс инерционных энергоаккумулирующих элементов, что

15 повышает надежность элементов и полезную мощность двигателя, а также снижает виброактивность устройства, в котором используются инерционные аккумулирующие элементы.