Устройство для намотки оболочек из композиционных материалов
Изобретение относится к оборудованию для переработки композиционных материалов методом "мокрой" намотки и может быть использовано при изготовлении слоистых оболочек. Цель изобретения повышение эффективности перераспределения связующего в оболочке за счет его дифференцированного насоса по длине наматываемой ленты. Для этого устройтво содержит оправку 1, тележку 2 и ротор 3 с закрепленной на нем катушкой 6 ленточного материала. На цапфе 8 с помощью опоры 10 и эксцентрика 9 шарнирно подвешена пропиточная ванна 11 со связующим и жестко закреплен посредством разборного шарнира 14 барабан 12, имеющий валки 13. На выходе из барабана 12 и ванны 11 установлены соответственно неподвижный и подвижный отжимные элементы 18 и 20. Наличие эксцентрика 9 позволяет периодически опускать барабан 12 с лентой в ванну 11 и соответственно поднимать при перемещении ванны 11 на роторе 3 вокруг оправки 1, тем самым обеспечивать дифференцированный нанос связующего по длине наматываемой ленты и перераспределение его в оболочке, что сокращает расход связующего и повышает качество оболочек. 10 ил.
Изобретение относится к оборудованию для переработки композиционных материалов методом "мокрой" намотки и может быть использовано при изготовлении слоистых оболочек, изоляции труб (антикоррозионной, тепловой) в различных отраслях народного хозяйства. Цель изобретения повышение эффективности перераспределения связующего в оболочке за счет его дифференцированного наноса по длине наматываемой ленты. На фиг. 1 показан общий вид устройства; на фиг. 2 сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 схема изменения взаимного расположения пропиточного барабана и пропиточной ванны при вращении ротора; на фиг. 4 разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг. 5 выход ленты с узла пропитки; на фиг. 6 схема прохождения ленты на выходе из узла пропитки в положении I; на фиг. 7 то же, в положении III; на фиг. 8 вид пропиточной ванны с барабаном в откинутом положении; на фиг. 9 узел крепления эксцентрика, продольный разрез; на фиг. 10 разрез А-А на фиг. 9. Устройство для намотки оболочек состоит из оправки 1 и обмоточного механизма, включающего тележку 2, на которой смонтирован привод (не показан) и разъемный ротор 3. На роторе 3 с помощью кронштейна 4 закреплена ось 5 катушки 6 ленточного композиционного материала 7 и полая цапфа 8 с закрепленным на ней эксцентриком 9. К цапфе 8 через эксцентрик 9 с помощью опоры 10 подвешена пропиточная ванна 11 со связующим. В ванне 11 расположен барабан 12 для транспортирования композиционного материала, образованный из валков 13. Барабан 12 жестко закреплен на цапфе 8 соосно ей посредством разборного шарнира 14 и фиксатора 15. Для направления материала 7 с катушки 6 на валки 13 барабана 12 на цапфе 8 закреплен валок 16. Для направления материала с валка 13 барабана 12 на оправку 1 и отжима связующего на барабане жестко закреплены направляющий валок 17 и отжимной элемент (нож) 18, а на стенке ванны 11 посредством поворотного вкладыша 19, установленного на стенке ванны 11, например, на подшипнике соосно опоре 10, закреплены отжимной элемент (нож) 20 и направляющий валок 21. При этом валок 21 смещен относительно центра поворотного вкладыша 19 (фиг. 5). Ротор 3 снабжен зубчатым венцом 22, опирающимся на поддерживающие ролики 23 и взаимодействующим с зубчатым колесом 24, связанным с приводом, установленным на тележке 2, на которой установлен поддерживающий ротор 3 ролик 25. Вдоль оправки 1 тележка 2 с ротором 3 перемещается на колесах 26 от привода (не показан). Эксцентрик 9 жестко закреплен на полой цапфе 8. Для регулировки положения эксцентрика 9 по углу упреждения и по величине эксцентричности на цапфе 8 закреплен фланец 27, к которому через шайбу 28 гайкой 29 прижимается эксцентрик 9, в виде кольца, устанавливаемого перед затяжкой гайки 29 в нужное как по удалению центра, так и по углу положение. Под гайку 29 на наружной выступающей части цапфы выполнена резьба. Устройство работает следующим образом. Для удобства запасовки ленты композиционного материала барабан 12 откидывают на шарнире 14 (фиг. 8) или снимают, ленту, например, из стеклоткани сматывают с катушки 6 и пропускают через полую цапфу 8 и направляющий валок 16, затем спиралью по валкам 13 барабана 12, затем через направляющий валок 17, отжимной элемент 18, отжимной элемент 20 и направляющий валок 21, расположенные на поворотном вкладыше 19 стенки ванны 11. Барабан 12 с валками 13 опускают в ванну 11 и закрепляют на цапфе фиксатором 15, выбирая образующуюся слабину ленты ее подтягиванием. В ванну 11 заливают связующее, ленту вытягивают до оправки 1 и закрепляют на ней, например, захлестом на 1,5-2 оборота. Включают привод вращения ротора 3 и перемещения тележки 2, в результате чего начинается намотка оболочки. При этом лента композиционного материала сматывается с катушки 6, через цапфу 8 поступает в ванну 11, где проходя через валки 16, 13, 17, 21 и отжимные элементы 18 и 20 пропитывается связующим и поступает на оправку 1 без перекручивания. Ванна 11 с ротором 3 вращается вокруг оправки 1, проходя последовательно положения а, б, в, г (фиг. 2), но за счет собственного веса ванны сохраняет вертикальное положение, поворачиваясь на опоре 10 вокруг эксцентрика 9, закрепленного на цапфе 8. При повороте ванны 11 барабан 12 с валками 13 остается неподвижным относительно ротора 3, а ванна 11 обходит этот барабан кругом, так, что в течение одного оборота ротора 3 все валки 13 пройдут через связующее, обеспечивая тем самым пропитку ленточного композиционного материала, но, так как барабан 12 с валками 13 соосен цапфе 8, а опора 10 ванны 11 вращается на эксцентрике 9, закрепленном на цапфе 8, то при вращении ротора 3 и происходящем при этом повороте ванны 11 вокруг барабана 12 валков 13 изменяется глубина погружения барабана в связующее,вследствие чего изменяется нанос связующего на ленту. На выходе из узла пропитки валок 21 закреплен на поворотном вкладыше 19 со смещением центра вкладыша, под действием натяжения ленты вкладыш 19 и валок 21 сохраняет устойчивое постоянное направление относительно ротора по касательной к трубе и ванны 11 поворачивается относительно своего вкладыша 19. Так как ванна 11 подвешена на эксцентрике 9, вкладыш 19 совершает плоскопараллельное возвратно-поступательное перемещение относительно барабана 12, отжимной элемент 18 закреплен на барабане 12, а отжимной элемент 20 закреплен на поворотном вкладыше 19, то изменяется без поворота взаимное расположение отжимных элементов 18 и 20, что вызывает на них разный перегиб ленты и соответственно происходит разный по интенсивности отжим связующего. Продольная ось эксцентрика 9, закрепленного на цапфе 8, ориентирована относительно радиуса ротора 3 наружу ротора с удержанием в направлении вращения ротора на угол 
(фиг. 3). При соосных роторе 3 радиуса R и оправке 1 радиуса r величина этого упреждения должна быть: 
arccos
В этом случае наибольшее погружение барабана с валками 13 в ванну 11 и наименьший перегиб и, соответственно, наименьший отжим ленты на отжимных элементах 18 и 20 будет в положении III (фиг. 3 и 7), выходящий из узла пропитки участок ленты укладывается в верхнюю часть трубы и имеет наибольшее содержание связующего. И наоборот, наименьшее погружение барабана валков 13 в ванну 11, наименьший нанос связующего и наибольший перегиб и, соответственно наибольший отжим связующего на элементах 18 и 20 будет в положении I (фиг. 3 и 6), выходящий из узла пропитки участок ленты укладывается в нижнюю часть трубы и имеет наименьшее содержание связующего. В промежуточных положениях содержание связующего плавно изменяется вследствие поворота ванны 11 на эксцентрике 9. В дальнейшем, при продолжающейся намотке, под действием собственного веса связующее по капиллярам с верхней части трубы, где его избыток, стекает в нижнюю часть, где его недостаток, в результате содержание связующего по контуру трубы выравнивается. Скорость вращения ротора 3 вокруг оправки 1 и перемещения тележки 2 вдоль оправки 1 определяется структурой изготавливаемой оболочки. Вязкость связующего, отверждение системы в нем и параметры эксцентрика 9, а также отжимных элементов 18 и 20 регулируются и выбираются в зависимости от скорости вращения ротора 3. Данное устройство обеспечивает намотку оболочек с эффективным перераспределением в них содержания связующего, что повышает качество оболочек и сокращает расход связующего.
Формула изобретения
УСТРОЙСТВО ДЛЯ НАМОТКИ ОБОЛОЧЕК ИЗ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ по авт. св. N 1459140, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности перераспределения связующего в оболочке за счет его дифференцированного наноса по длине наматываемой ленты, шарнир подвески пропиточной ванны снабжен установленным и закрепленным на полой цапфе эксцентриком, выполненным с возможностью его перестановки относительно полой цапфы, а барабан и ванна снабжены отжимными элементами, причем отжимной элемент на барабане установлен неподвижно, а на ванне подвижно, посредством поворотного вкладыша, расположенного со стороны выхода из нее ленты.РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9, Рисунок 10
