Устройство для намотки изделий из композиционных материалов
Использование: оборудование для намотки слоистых оболочек из нетканой ленты мокрым способом. Существо изобретения: нетканую ленту перед укладкой на оправку натягивают и деформируют с помощью последовательно установленных барабана с выпуклой образующей и профильного ролика, форма которого соответствует форме оправки, установленного на балансирной подвеске с возможностью поворота относительно оси, перпендикулярной оси ролика. 1 з.п. ф-лы, 7 ил.
Изобретение относится к оборудованию для изготовления изделий из композиционных материалов способом намотки и может быть использовано в области машиностроения. Известно устройство для намотки изделий из композиционного материала, включающее оправку с приводом вращения, механизм получения нетканой ленты из продольной и поперечной арматуры и средства натяжения и деформирования ленты согласно форме оправки. Известное устройство не обеспечивает качественной "мокрой" намотки лент с различным соотношением поперечной арматуры осевой, а также натяжения осевой арматуры, что снижает область применения. Кроме того, конструкция не имеет простых средств переналадки при изменении ассортимента изготавливаемых изделий. Целью изобретения является расширение технологических возможностей и упрощение конструкции. Поставленная цель достигается за счет того, что в устройстве, включающем оправку с приводом вращения, механизм получения нетканой ленты из продольной и поперечной арматуры и средства натяжения и деформирования ленты согласно форме оправки, средства натяжения и деформирования ленты выполнены в виде последовательно установленных перед оправкой барабана с выпуклой образующей и профильного ролика, форма которого соответствует форме оправки, причем механизм получения нетканой ленты и барабан расположены по обе стороны от оправки. Кроме того, ось профильного ролика закреплена в балансирной подвеске с возможностью поворота относительно оси и перпендикулярна ей. На фиг. 1 представлена схема намотки; на фиг. 2 вид устройства сбоку; на фиг. 3 вариант конфигурации поворотного барабана; на фиг. 4 варианты конфигурации спрямляющего ролика; на фиг. 5 общий вид балансирной подвески оси спрямляющего ролика; на фиг. 6,7 положения спрямляющего ролика относительно ленты для получения ее заданной кривизны. Устройство для намотки изделий включает формирователь 1 нетканой ленты 2, который размещен на одной с поворотным барабаном 3 ходовой раме 4 (фиг. 2). Для пропитки нетканой ленты 2 под барабаном 3 установлена ванночка 5 со связующим и пропиточный ролик 6. Поворотный барабан 3 имеет криволинейную образующую, либо образующую в форме ломаной линии, либо их сочетание. Барабан может иметь канавки для средних кольцевых нитей арматуры (фиг. 4). Для спрямления ленты за барабаном 2 перед оправкой 7 на расстоянии, определяемом параметрами намотки, размещен спрямляющий ролик 8 (фиг.7), имеющий устройство регулирования натяжения в виде регулируемого балансирного подвеса 9 с кулисным механизмом 10. Ролик может быть установлен как над, так и под лентой в зависимости от требуемой ее формы. При намотке нетканой ленты 2 на оправку 7 осуществляется натяжение и расправление арматуры ленты на поворотном барабане 3 (фиг. 1), пропитка ленты осуществляется пропиточным роликом 6, который смачивается связующим в ванночке 5. Придание ленте удобной для намотки кривизны осуществляется спрямляющим роликом 8 за счет варьирования направления и величины радиуса кривизны. Именно намотка нетканой ленты 2 на оправку 7 после расправления осевых нитей на поворотном барабане 3, пропитка непосродственно на этом барабане 3 уже расправленной арматуры обеспечивает согласно повышению качества формуемого материала на оправке 7. Бочкообразная форма барабана 3 позволяет за счет сползания концевых нитей ленты 2 производить натяжение (расправление) осевой арматуры. Наличие канавок на барабане предотвращает сползание центральных нитей арматуры. Ввиду того, что криволинейная форма поверхности ленты 2 после барабана 3 приводит к намотке ленты под острым углом к оправке 7, что не всегда желательно, то применение спрямляющего ролика 8 с прямолинейной или криволинейной формой образующей позволяет менять направление и величину радиуса кривизны поверхности ленты для получения требуемых углов намотки ленты 2 на оправку 7. Использование балансирного подвеса 9 оси спрямляющего ролика 8 (фиг. 7) позволяет регулировать натяжение кольцевых нитей в зависимости от формы оправки и требуемой структуры детали. Устройство работает следующим образом. Формирователь 1 ленты формирует ленту 2 путем закрепления осевых нитей на крайних кольцевых нитях арматуры. При этом пропитка осевых нитей в силу специфики намотки может осуществляться только после формирования ленты, в то время как кольцевые нити можно пропитывать и предварительно. Ленту 2 (фиг. 2), пропустив через поворотный барабан 3, закрепляют на оправке 7, после чего к ленте 2 поджимается пропиточный ролик 6, выполненный из упругого резиноподобного материала. Спрямляющий ролик 8 поджимает ленту 2, обеспечивая равномерное натяжение при помощи балансирной подвески 9 оси ролика 8, качающейся в плоскости, перпендикулярной ленте 2. При движении ленты 2 вокруг барабана 3 происходит пропитка арматуры ленты связующим посредством пропиточного ролика 6, поджатого по образующей к барабану 3 и вращающегося за счет сил трения между роликом и барабаном 3. Ролик 6, смачиваясь связующим из ванночки 5, пропитывает ленту 2, контактируя с барабаном 3. Спрямляющий ролик 8, поворачиваясь на балансирном подвесе 9, регулирует натяжение тех или иных нитей в зависимости от конфигурации оправки 7, а также требуемой структуры материала. Кривизна ленты 2 изменяется согласно форме поверхности ролика 8 и месту его расположения относительно ленты. П р и м е р. В устройстве в составе линии мокрой намотки непрерывного действия УКН-1 производится намотка изделия на оправку. При этом формирователь нетканой ленты укладывает на оправку диаметром 108 мм кольцевую арматуру, состоящую из 20 ровинговых стекложгутов марки РБН 10-420-78, а осевую арматуру из 12 стеклонитей марки ТС 8-26-1-2-78. Скорость вращения оправки равняется 41,6 об/мин. Скорость подачи формирователя вдоль оправки составляет 1,54 мм/об. Натяжение кольцевой арматуры поддерживается на уровне 28
5 кгс на ленту. В качестве связующего используется эпоксидная композиция ЭДТ-10. Диаметр поворотного барабана равняется 300 мм. Радиус кривизны бочкообразной поверхности барабана 400 мм. Расчетное натяжение на барабане осевых нитей составляет 6 кгс. Пропитка осуществляется при помощи пропиточного ролика, размещенного в ванне со связующим. Спрямляющий ролик имеет радиус кривизны 400 мм. Полимеризация осуществляется при помощи инфракрасных ламп с обеспечением температуры в зоне намотки на оправке 110oС. Данное устройство обладает за счет предварительного наматывания (нетканой ленты на барабан, имеющий больший, чем у оправки, диаметр, с последующей пропиткой и наклоном ленты на заданный формой оправки угол) существенными преимуществами, при соотношении осевой арматуры и кольцевой больше единицы, большой ширины ленты большой толщине формуемого материала, в случае необходимости дополнительной пропитки ленты связующим. Кроме того, натяжение осевых нитей и улучшение правильности структуры укладки позволяет увеличить прочность материала детали на 10-30% при одновременном повышении плотности намотанного материала. 2
Формула изобретения
1. Устройство для намотки изделий из композиционных материалов, включающее оправку с приводом вращения, механизм получения нетканой ленты из продольной и поперечной арматуры и средства натяжения и деформирования ленты согласно форме оправки, отличающееся тем, что, с целью расширения технологических возможностей и упрощения конструкции, средства натяжения и деформирования ленты выполнены в виде последовательно установленных перед оправкой барабана с выпуклой образующей и профильного ролика, форма которого соответствует форме оправки, причем механизм получения нетканой ленты и барабан расположены по обе стороны от оправки. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что ось профильного ролика закреплена в балансирной подвеске с возможностью поворота относительно оси и перпендикулярна ей.РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе
Номер и год публикации бюллетеня: 29-2000
Извещение опубликовано: 20.10.2000
