Устройство для формования изделий из композиционных материалов

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)ю В 29 С 67/16

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ .

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4735528/05 (22) 07.09.89 (46) 23;11.91. Бюл. 3Ф 43 (71) Ленинградский механический институт им. Маршала Советского Союза Устинова

Д.Ф. (72) В.Н.Шалыгин, В.В.Афанасьев, Г.fl.Ãûðдымов и E.À.Êóðî÷êèí (53) 678.057.94(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 852604, кл. В 29 С 67/16, 1979. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМОВАНИЯ ИЗДЕЛИЙ ИЗ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ

„„5U „„1692857 А1 (57) Изобретение предназначено для изготовления оболочек, панелей и других конструкций с трансверсальным расположением арматуры. Целью изобретения является повышение качества изделий путем увеличения точности ориентации частиц арматуры большой длины, Для этого на наружной цилиндрической поверхности прижимного валка 1, выполненного из магнитного материала, размещены в шахматном порядке упругие радиально направленные стержни 2 из немагнитного материала в виде усеченных конусов с углом конусности, равным углу самоторможения, снабженные эластичными наконечниками 3,3 ил.

1692857 магнитная система 5, обеспечивающая создание равномерно распределенного в зоне прижимного валка 1 магнитного поля, Над прижимным валком 1 установлен дозатор 6 с ферромагнитной, например стальной, углекомпозитной арматурой 7, Изделие изготавливается на оправке 8.

Устройство работает следующим обра 30M.

С отпускного устройства известной конструкции на оправку 8 в процессе ее вращеиия поступает пропитанный связующим композиционный материал-полуфабрикат, обеспечивая при намотке формование стенки оболочки. Из дозатора 6 на наружную поверхность прижимного валка 1 подаются

50

Изобретение относится к оборудованию для формования изделий из композиционных материалов и трансверсального эрмирования структуры материала жесткими частицами наполнителя. 5

Цель изобретения — повышение качества изделий путем увеличения точности ориентации частиц арматуры большой длины.

Ма фиг,1 изображено устройство для формования изделий из композиционного мате- 10 риала; на фиг,2 — вид А на фиг.1; на фиг.3— стержень в увеличенном масштабе, Устройство включает прижимной валок

1 из магнитного материала, на наружной цилиндрической поверхности которого в 15 шахматном порядке (фиг.2) размещены ра,диально направленные упругие стержни 2 из немагнитного материала, например из меди, пластмассы (на фиг.1 для наглядности показаны лишь крайний, ближайший ряд стер- 20 жней, последующие ряды смещены в окружном направлении один относительно другого на расстояние, равное половине расстояния между двумя соседними стержнями в окружном ряде). Стержни 2 закреп- 25 лены на валке 1 с помощью сварки или склеивания (фиг.3). Относительная длина выступающей над поверхностью валка части стержня Ic/clc = 20 — 40, где Ic,dc — длина и диаметр стержня соответственно. Стер- 30 жень выполнен в виде усеченного конуса с беглом конусности а, равным углу самотор иожения (а = 13 - 15"). Наличие угла само1горможения позволяет надежно зафиксировать частицу с четырех сторон 35 между упругими стержнями как от продоль ых, так и от поперечных перемещений и

Избе>кать "заваливания" частицы при внедении ее в армируемый материал. Стержни снабжены наконечниками 3 из упругого 40 материала, обладающего низкой адгезией со связующим, например из фторопласта.

Нэ оси 4 прижимного валка расположена частицы арматуры 7 в виде, например, отрезкое стальной проволоки диаметром 0,5 мм и длиной 8 мм или отрезков углекомпозитного жгута диаметром 0,6 — 0,8 мм и длиной 12 мм. Поскольку материал прижимного валка 1 является магнитным, на его поверхности магнитной системой 5 создается радиальное магнитное поле. Это приводит к тому, что ферромагнитная арматура 7 стремится к поверхности валка, и радиально ориентируется магнитным полем и устанавливается между упругими стержнями 2 из немагнитного материала 2, Точность ориентации обеспечивается достаточной длиной упругих стержней 2, которая варьируется в зависимости от параметров арматуры 7, В процессе вращения прижимного валка 1 в момент встречи с армируемым слоем оболочки зафиксированная между упругими стержнями 2 с наконечниками 3 частица арматуры 7 внедряется в структуру материала этой оболочки и устанавливается трансверсально, При этом упругие стержни 2 с фторопластовыми наконечниками 3 равномерно подпрессовывают армируемый материал, причем подпрессовка возможна и в . том случае, когда над поверхностью армируемого слоя выступают частицы арматуры, установленной при предыдущем проходе устройства, так как "щетка" из стержней 2. упруго деформируясь, прессует материал около частицы, не повреждая ее.

Установленная в материале оболочки частица трансверсальной арматуры 7 зэщемляется арматурой материала и удерживается вязким связующим, что исключает его извлечение в процессе дальнейшего вращения валка 1. Извлечение частиц арматуры 7 из материала. оболочки исключается так же за счет выбора высоты стержней 2 и расстояний между ними, Интервалы изменения высоты стержней (5,0 — 12 мм и расстояния между стержнями 2,4 — 2,8 мм охватывают практически весь диапазон геометрических параметров частиц трансверсальной арматуры большой относительной длины (!/d > 10), при котором наблюдается положительный эффект ее введения в структуру материала оболочек и обеспечивается высокое качество армирования, Процесс изготовления оболочек продолжается до получения стенки заданной толщины. После намотки оболочки термообрабатывают по известным режимам и снимают с оправки 8.

Использование предлагаемого устройства позволяет повысить качествотрансверсального армирования.оболочек частицами большой относительной длины и прочность межслоевого сдвига.

1692857

EgaÀó

Составитель M.Îñèïîâà

Редактор С.Патрушева . Техред М.Моргентал Корректор M,Пожо

Заказ 4042 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Формула изобретения

Устройство для формования изделий из композиционных материалов, включающее вращающуюся оправку, прижимной валок с расположенными на его рабочей поверхности упругими радиально установленными элементами из немагнитного материала, магнитную систему и дозатор арматуры, отл и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повышения качества изделий путем увеличения точности ориентации частиц арматуры большой длийы, упругие радиально установленные элемЕнты при5 жимного валка выполнены в виде конических стержней с углом конусности, равным углу самоторможения, имеЮщих эластичные наконечники и расположенных в шахматном порядке.