Способ изготовления гибкого шарнира

 

Способ изготовления гибкого шарнира применяется при изготовлении гибких соединений труб. Металлические элементы арматуры шарнира изготавливают путем многослойного формообразования, а затем пакетируют их в несколько шарниров с выполнением определенных условий. Изобретение упрощает процесс изготовления. 1 табл., 2 ил.

Изобретение относится к технологии изготовления шарнирных соединений, например "труба-труба", "корпус РДТТ-сопло" и может быть использовано в машиностроении при изготовлении гибких соединений труб.

Известен способ изготовления гибкого шарнира, принятый в качестве прототипа, состоящего из чередующихся колец эластомера и элементов жесткой арматуры из металла или композиционного материала. Элементы арматуры представляют собой часть сферы с общим центром кривизны (AIAA Paper, 1975 г., 1221, pp 1-18, Robert F.H. Woodberry "Flexill Joints For Thrust Vector Control" ВЦП N B-78-16).

По данному способу элементы арматуры изготавливают формообразованием - штамповкой, обжимкой, взрывным методом, после чего пакетируют с зазором, размещают в зазорах полосы эластомера, затем полученную сборку прессуют.

Каждый элемент арматуры гибкого шарнира отличается от соседних элементов приращением радиуса, равным толщине слоя эластомера. Для изготовления элементов арматуры формообразованием требуется индивидуальная оснастка для каждого элемента со своим радиусом кривизны, что значительно увеличивает стоимость изготовления шарнира.

Для достижения этой цели в известном способе изготовления гибкого шарнира, заключающемся в формообразовании элементов арматуры, пакетировании их с зазором, размещении в зазорах полос эластомера с последующим прессованием, элементы арматуры изготавливают путем многослойного формообразования с количеством элементов арматуры из пакета под номером "m" пакетируют в "n" шарниров, выдерживая условия: n = b + 1 (1); k = an (2); m = ic (3); где n - количество шарниров, изготавливаемых из одного отформованного пакета элементов арматуры, i - порядковый номер шарнира, k - количество элементов арматуры в отформованном пакете, c - порядковый номер элемента арматуры в "i-том" шарнире, m - порядковый номер элемента арматуры в отформованном пакете, a - количество элементов арматуры в шарнире,
b - кратное целому числу отношение толщины эластомера к толщине элемента арматуры (обычно не более 3).

Многослойное формование пакета элементов арматуры может быть последовательным, например обкаткой по ас.с. N 424635 и одновременным, например одновременной штамповкой заготовок элементов арматуры.

На фигуре 1 изображен поперечный разрез отформованного многослойного элемента арматуры.

На фигуре 2 изображен поперечный разрез гибкого шарнира с b= 2,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12 - элементы арматуры, 13 - полосы эластомера.

Исходя из геометрии определенных конструкций шарнира, величин "a" и "b" определяют количество заготовок элементов арматуры "k", путем многослойного формования получают пакет элементов арматуры 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12, а затем определяют, какие номера "m" отформованного пакета элементов арматуры необходимы для изготовления "i-того" шарнира, собирают пакет из этих элементов арматуры, например 1,4,7,10 и полос эластомера 13, после чего полученную сборку прессуют.

Пример
Необходимо изготовить гибкие шарниры с количеством элементов арматуры в шарнире a=4. Слои эластомера в два раза толще элемента арматуры, то есть b= 2. Из соотношений (1) и (2) определяют количество "n" изготавливаемых гибких шарниров из одного отформованного пакета элементов арматуры и количество заготовок "k" в этом пакете.

n = 3; k = 12.

Затем определяют из соотношения (3), какие номера "m" элементов арматуры необходимо пакетировать для изготовления "i-того" шарнира (см. таблицу).

Таким образом, для изготовления данного шарнира формуют пакет из 12 элементов арматуры, из которого будет изготовлено 3 гибких шарнира с номерами элементов арматуры в пакете в соответствии с таблицей. Указанные элементы арматуры пакетируют, размещая между ними полосы эластомера, а затем прессуют.

Изготовление гибкого шарнира по предлагаемому способу позволит избежать необходимости изготовления индивидуальной оснастки для формообразования каждого элемента арматуры, что снижает стоимость изготовления гибкого шарнира. Применение одновременного многослойного формования элементов арматуры сокращает цикл изготовления шарнира.

Формула изобретения

Способ изготовления гибкого шарнира, включающий формообразование элементов арматуры штамповкой или обкаткой, пакетирование их с зазором, размещение в зазорах полос эластомера с последующим прессованием, отличающийся тем, что элементы арматуры изготавливают путем многослойного формообразования, а затем пакетируют их в несколько шарниров, выдерживая условия:
n = b + 1; k = an; m = io;
где n - количество шарниров, изготавливаемых из одного отформованного пакета элементов арматуры;
i - порядковый номер шарнира;
k - количество элементов арматуры в отформованном пакете;
m - порядковый номер элемента арматуры в отформованном пакете;
a - количество элементов арматуры в шарнире;
c - порядковый номер элемента арматуры в i-том шарнире;
b - кратное целому числу отношение толщины эластомера к толщине элемента арматуры.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3