Способ изготовления оболочек переменного сечения
Использование: изготовление оболочек переменного сечения из композиционных материалов методом намотки на оправку. Способ включает наметку волокнистого наполнителя с использованием удерживающего элемента и последующим его удалением. Удерживающий элемент выполнен из клеящей ленты, которую укладывают на образующей оправки с одинаковым расстоянием между полосами ленты. Каждый ряд полос удерживающего элемента смещен относительно последующего ряда. Удаление удерживающего элемента ведут путем термической обработки оболочек при температуре выше температуры коксообразования материала удерживающего элемента, но не выше температуры коксообразования волокнистого наполнителя. 1 ил.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4785686/05 (22) 24.01.90 (46) 23.06.92. Бюл. М 23 (71) Уральский филиал Центрального научно-исследовательского института материаловедения (72) А.Ф.Пелевин, В.М,Дубовцев, В.М.Никулин и А.Г.Шевченко (53) 678.054.94(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР
N 468799, кл. В 29 С 53/74, 1973.
Авторское свидетельство СССР
М 1171352, кл. В 29 С 53/56, 1984. (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОБОЛОЧЕК
ПЕРЕМЕННОГО СЕЧЕНИЯ (57) Использование: изготовление оболочек переменного сечения из композиционных
Изобретение относится к технологии изготовления оболочек переменного сечения из композиционных материалов методом намотки и может быть использовано при изготовлении деталей и узлов химического оборудования, работающего при повышенных температурах в агрессивных средах.
Известен способ намотки армирующего материала на оправку, при котором для удержания арматуры используют гибкий элемент, перемещаемый по мере намотки.
Такой способ не обеспечивает устойчивости наматываемого армирующего материала и его фиксацию в заданном положении с сохранением расчетных углов ориентации волокон армирующего материала из-за
„„ Я „„1742088 А1
Способ включает намотку волокнистого наполнителя с использованием удерживающего элемента и последующим его удалением. Удерживающий элемент выполнен из клеящей ленты, которую укладывают на образующей оправки с одинаковым расстоянием между полосами ленты. Каждый ряд полос удерживающего элемента смещен относительно последующего ряда. Удаление удерживающего элемента ведут путем термической обработки оболочек при температуре выше температуры коксообразования материала удерживающего элемента, но не выше температуры коксообразования волокнистого наполнителя. 1 ил. сползания его кольцевых витков по поверхности оправки, Наиболее близким техническим решением является способ изготовления оболочек переменного сечения путем намотки волокнистого наполнителя с послойной укладкой удерживающих этот наполнитель элементов в виде полос, расположенных по образующей с равномерным шагом по периметру оправки и со смещением их относительно друг друга от слоя к слою, с последующей термообработкой полученной оболочки.
Использование удерживающих элементов в виде полос позволяет стабилизировать положение наматываемого наполнителя.
Цель изобретения — повышение качества изделия.
1742088
Поставленная цель достигается тем, что в способе изготовления оболочек переменного сечения путем намотки на оправку волокнистого наполнителя с послойной укладкой удерживающих этот наполнитель элементов в виде полос, расположенных по образующей с равномерным шагом по периметру оправки и со смещением их относительно друг друга от слоя к слою с последующей термообработкой полученной оболочки, каждый удерживающий элемент образован отрезком клеящей ленты; удаляемой в процессе термообработки при температуре выше температуры ее коксообразования, не превышающей температуру коксообразования волокнистого наполнителя.
На чертеже изображена схема изготовления оболочек переменного сечения.
Для осуществления способа на поверхность оправки 1 переменного сечения укладывают первый слой полос 2 клеящей ленты, которые укладывают липким слоем наружу с равным расстоянием между полосами и закрепляют. Вращая оправку 1, наматывают первый слой волокнистого наполнителя 3 кольцевого í"ïðàâëåíèÿ,,затем на первый слой волокнистого наполнителя 3 кольцевого направления наматывают слой волокнистого наполнителя 4 продольного направления. Затем укладывают второй слой полос 5 клеящей ленты, при этом полосы клеящей ленты второго слоя 5 смещены относительно первого слоя полос 2, после чего наматывают второй слой б волокнистого наполнителя кольцевого направления и так далее, получая таким образом оболочку переменного сечения требуемой толщины.
Для изготовления оболочек используют клеящую ленту, углеродную нить.
Клеящая лента при небольших размерах оправки крепится путем обмотки оправки через торцы, при больших размерах концы клеящей ленты закрепляют намоткой в зонах технологического припуска.
Шаг намотки 1,8 мм, намотку в кольцевом и продольном направлении ведут в одну нить, намотка продольно-поперечная. При намотке расположение нити в структуре армирования фиксируется на клеящей ленте и это положение сохраняется на всем протяжении технологического процесса изготовления оболочки. Сползания нити не наблюдается.
Изготовленный каркас оболочки на графитовой оправке помещают в печь, нагревают в среде метана до температуры
400 50 С при подъеме температуры
100 20 С в 1 ч с выдержкой при температуре 400 С 1 ч.
Операцию термообработки можно совмещать с заполнением матрицей на основе
5 пироуглерода в среде метана термоградиентным или изотермическим способом.
В данном случае заполнение пироуглеродом проводят при 1000 50 С, скорость перемещения зоны пиролиза 0,25 м/ч.
10 В результате испытаний полученных изделий установлено повышение плотности, прочности на сжатие и растяжение по сравнению с известными способами намотки оболочек переменного сечения.
15 Выполнение удерживающего элемента из клеящей ленты и укладка его по направлению образующей оправки с одинаковым расстоянием между полосами ленты позволяет укладывать волокнистый наполнитель
20 с заданными углами ориентации и сохранять это положение как на операции намотки, так и на других технологических переделах, максимально реализуя прочностные характеристики волокнистого напол25 нителя в материале оболочки, Смещение каждого ряда полос удер>кивающего элемента относительно последующего ряда позволяет распределить равномерно по сечению оболочки полосы
30 удерживающего элемента, получить таким образом равнопрочную оболочку.
Удаление удерживающего элемента путем термической обработки оболочек при температуре выше температуры кок35 сообразования материала удерживающеIQ элемента, но не выше температуры коксообразования волокнистого наполнителя, позволяет повысить прочностные характеристики оболочек путем более полного
40 заполнения оболочек матрицей за счет коксового остатка материала удерживающего элемента.
Использование изобретения позволяет повысить качество оболочек за счет совер45 шенствования структуры армирования материала при устранении сползания нити на конической поверхности оправки, 1
Формула изобретения
Способ изготовления оболочек переменного сечения путем намотки на оправку волокнистого наполнителя с послойной укладкой удерживающих наполнитель эле55 ментов в виде полос, расположенных по образующей с равномерным шагом по периметру оправки и со смещением их одна относительно другой от слоя к слою, с последующей термообработкой полученной
1742088
50
Составитель М.Осипова
Техред М.Моргентал Корректор С.Черни
Редактор О.Головач
Заказ 2250 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 оболочки, отличающийся тем, что, с целью повышения качества изделия, каждый удерживающий элемент образован отрезком клеящей ленты, удаляемой в процессе термообработки при температуре вышетемпературы ее коксообразования, не превышающей температуру коксообразования волокнистого наполнителя.
