Оправка для намотки труб и способ ее применения
Изобретение относится к оправке для намотки труб и способу ее применения. Оправка содержит расположенные симметрично относительно ее оси вращения секторные планки, соединенные в блоки посредством витых элементов. При этом секторные планки и витые элементы соединены подвижно относительно друг друга. Достигаемый при этом технический результат заключается в возможности изготовления труб различных геометрических размеров, в частности разного диаметра и сечения. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 3 ил.
Изобретение относится к изготовлению оправок для производства трубчатых изделий, в частности композиционных армированных труб на основе термореактивных связующих и волокнистых наполнителей, и может быть использовано для изготовления труб, получаемых как способом непрерывной намотки, так и способом периодической намотки.
Известна оправка для намотки труб, содержащая расположенные симметрично относительно ее оси вращения, соединенные в блоки посредством витых элементов секторные планки (заявка на изобретение RU 2008145469, B29C 53/00, опубл. 20.04.2009). Оправка содержит секторные планки, жестко соединенные в блоки. Недостатком оправки является жесткое соединение витых элементов с секторными планками, которое не позволяет изменять диаметр оправки для изготовления труб разного диаметра.
Данная оправка является ближайшим аналогом предлагаемого изобретения. Технический результат изобретения заключается в расширении потребительских свойств оправки за счет изменения ее геометрических размеров для выпуска труб разного диаметра и сечения.
Технический результат достигается за счет того, что в оправке для намотки труб (далее оправке), содержащей расположенные симметрично относительно ее оси вращения соединенные в блоки посредством витых элементов секторные планки, секторные планки и витые элементы соединены подвижно относительно друг друга.
На фиг.1 показан общий вид оправки, фронтальный разрез; на фиг.2 - вид А на фиг.1; на фиг.3 изображена секторная планка.
Оправка содержит расположенные симметрично относительно ее оси вращения секторные планки 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 с витыми элементами 10, 11, 12. Секторные планки с внутренней стороны (со стороны оси вращения оправки) имеют выступы 13 с отверстиями 14.
Витой элемент 10 подвижно соединяет в блок секторные планки 1, 4 и 7. Витой элемент 11 подвижно соединяет в блок секторные планки 2, 5 и 8, а витой элемент 12 соответственно секторные планки 3, 6 и 9.
Соединение секторных планок в блок является подвижным за счет выполненных в выступах 13 секторных планок 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 отверстий 14, в которые продеты витые элементы 10, 11, 12.
l - шаг навивки витых элементов 10, 11,12, m - расстояние между витыми элементами 10 и 11, 11 и 12, 12 и 10.
При возвратно-поступательном движении под действием привода возвратно-поступательного движения (не показан) секторные планки проходят расстояние m параллельно оси вращения оправки.
Очевидно, что если расстояние, проходимое секторными планками каждого блока параллельно оси вращения оправки при их возвратно-поступательном движении, равно m, то при шаге навивки витых элементов 10, 11 и 12, равном l, должно выполняться требование l≥3m. Это связано с тем, что витые элементы, скрепляющие секторные планки в 3 блока, могут перемещаться как навстречу друг другу, так и в разные стороны, при этом каждый из 3-х блоков проходит расстояние, равное m. В общем случае, при наличии n блоков, l≥n×m. При этом условии витые элементы разных блоков, выполненные одного радиуса навивки, не будут мешать друг другу (пересекаться, сталкиваться) при возвратно-поступательном перемещении блоков.
Оправка при способе непрерывной намотки работает следующим образом.
Приводом вращательного движения (не показан) блоки (группы секторных планок) приводятся во вращение. Одновременно привод возвратно-поступательного движения (не показан) приводит в движение блоки (группы секторных планок) и заставляет их совершать возвратно-поступательное перемещение параллельно оси вращения оправки. При возвратно-поступательном движении блоков, образуемых секторными планками, труба, формируемая путем нанесения на оправку волокнистого материала со связующим, перемещается к концу оправки.
Для увеличения диаметра оправки производят сжатие выполненных в форме пружины витых элементов, для уменьшения диаметра оправки производится растяжение витых элементов. Теоретически пределом растяжения витого элемента является превращение его в прямую с нулевым радиусом навивки.
Таким образом, подвергая витые элементы сжатию или растяжению под действием механизма сжатия-растяжения (не показан) и, соответственно, увеличивая или уменьшая их диаметр (диаметр навивки витых элементов), за счет взаимодействия витого элемента со стенками отверстий в секторных планках, можно приближать или удалять секторные планки от оси вращения оправки, увеличивая или уменьшая диаметр оправки.
При выполнении в секторных планках канавок пределы изменения диаметра оправки зависят от превышения ширины канавки над шириной витого элемента.
Наличие зазора между секторными планками позволяет как уменьшать диаметр оправки, так и увеличивать его. При отсутствии зазора возможно только увеличение диаметра оправки за счет сжатия (увеличения радиуса навивки) витого элемента.
Таким образом, возможны следующие варианты исполнения оправок.
1. Оправки, в которых секторные планки выполнены с зазором.
2. Оправки, в которых секторные планки выполнены с нулевым зазором.
3. Оправки, в которых секторная планка выполнена с отверстиями для витых элементов.
4. Оправки, в которых продольная ось отверстий в секторных планках выполнена под углом навивки витого элемента.
5. Оправки, в которых отверстия в секторных планках выполнены закрытыми или полузакрытыми.
6. Оправки, в которых отверстия в секторных планках выполнены в выступах секторных планок, находящихся со стороны оси вращения оправки.
7. Оправки, в которых, по меньшей мере, одна секторная планка со стороны оси вращения оправки содержит канавки, при этом ширина канавки больше ширины витого элемента, а продольная ось канавки выполнена под углом навивки витого элемента.
8. Оправки, в которых витой элемент выполнен с поперечным сечением в виде трапеции, повернутой большим основанием в сторону секторной планки, при этом длина большего основания трапеции превышает ширину канавки с внешней стороны секторной планки.
9. Оправки, в которых витые элементы выполнены в виде пружин сжатия или растяжения.
10. Оправки, в которых витые элементы, соединяющие секторные планки одного блока, выполнены одного радиуса и одного направления навивки.
11. Оправки, в которых витые элементы, соединяющие секторные планки одного блока, выполнены разными радиусами и направлениями навивки.
12. Оправки, в которых выполняется соотношение
l≥n×m,
где l - шаг навивки витых элементов,
m - расстояние, проходимое блоком при его возвратно-поступательном перемещении,
n - количество блоков.
Способ применения оправки для намотки труб, включающий намотку материала на оправку, заключается в том, что намотку материала осуществляют на оправку по любому из рассмотренных выше исполнений.
Предлагаемые технические решения обладают новизной, промышленно применимы, явным образом из уровня техники для среднего специалиста не следуют.
1. Оправка для намотки труб, содержащая расположенные симметрично относительно ее оси вращения секторные планки, соединенные в блоки посредством витых элементов, отличающаяся тем, что секторные планки и витые элементы соединены подвижно относительно друг друга.
2. Оправка по п.1, отличающаяся тем, что секторные планки выполнены с зазором.
3. Оправка по п.1, отличающаяся тем, что секторные планки выполнены с нулевым зазором.
4. Оправка по п.1, отличающаяся тем, что секторная планка выполнена с отверстиями для витых элементов.
5. Оправка по п.4, отличающаяся тем, что продольная ось отверстий выполнена под углом навивки витого элемента.
6. Оправка по п.4, отличающаяся тем, что отверстия выполнены закрытыми или полузакрытыми.
7. Оправка по п.4, отличающаяся тем, что отверстия выполнены в выступах секторных планок, находящихся со стороны оси вращения оправки.
8. Оправка по п.1, отличающаяся тем, что секторная планка со стороны оси вращения оправки содержит канавки, при этом ширина канавки больше ширины витого элемента, а продольная ось канавки выполнена под углом навивки витого элемента.
9. Оправка по п.8, отличающаяся тем, что витой элемент выполнен с поперечным сечением в виде трапеции, повернутой большим основанием в сторону секторной планки, при этом длина большего основания трапеции превышает ширину канавки с внешней стороны секторной планки.
10. Оправка по п.1, отличающаяся тем, что витые элементы выполнены в виде пружин сжатия или растяжения.
11. Оправка по п.1, отличающаяся тем, что витые элементы, соединяющие секторные планки одного блока, выполнены одного радиуса и одного направления навивки.
12. Оправка по п.1, отличающаяся тем, что витые элементы, соединяющие секторные планки одного блока, выполнены разными радиусами и направлениями навивки.
13. Оправка по п.11, отличающаяся тем, что выполняется соотношение l≥nm,
где l - шаг навивки витых элементов,
m - расстояние, проходимое блоком при его возвратно-поступательном перемещении,
n - количество блоков.
14. Способ применения оправки для намотки труб, включающий намотку материала на оправку, отличающийся тем, что намотку материала осуществляют на оправку по любому из пп.1-13.
