Оправка для намотки оболочек из полимерных композиционных материалов

Изобретение относится к машиностроению, а именно к технологии намотки оболочек из полимерных композиционных материалов, и может быть использовано при изготовлении корпусов ракетных двигателей на твердом топливе (РДТТ). Оправка для намотки оболочек из полимерных композиционных материалов на предварительно изготовленное теплозащитное покрытие, скрепленное с фланцем и шпангоутом, содержит на валу двухместный корпус с формообразующими поверхностями, механизмы для съема оболочек. В центральной части оправки выполнена кольцевая выемка, расположены два фиксирующих шпангоуты теплозащитного покрытия кольца, в которых выполнены отверстия с размещенными в них подпружиненными винтами, вкрученными в корпус оправки. Каждое кольцо снабжено буртиком, взаимодействующим с торцом шпангоута теплозащитного покрытия. Выемка закрыта изолирующим слоем. Механизмы для съема оболочек установлены на наружной поверхности охватывающих вал оправки цилиндрических участков, выполненных по бокам корпуса оправки. Каждый механизм содержит держатель фланца теплозащитного покрытия, снабженный пазом, взаимодействующий со шпонкой, жестко скрепленной с поверхностью цилиндрического участка корпуса оправки. Держатель фланца скреплен с фланцем теплозащитного покрытия через центрирующее кольцо. На держателе установлено охватывающее его прижимное кольцо. Торец держателя фланца взаимодействует через втулку разрезную с гайкой, расположенной на резьбовой поверхности вала оправки. Изобретение обеспечивает повышение качества получаемых изделий. 4 ил.

 

Изобретение относится к машиностроению, а именно к технологии намотки оболочек из полимерных композиционных материалов, и может быть использовано при изготовлении корпусов ракетных двигателей на твердом топливе (РДТТ).

Известна разборная оправка для изготовления изделий, которая выполнена из составной оболочки с клиновидным вкладышем (Авторское свидетельство СССР №92388), в которой имеются стяжные муфты, уменьшающие диаметр оправки и облегчающие тем самым выемку оправки из полости готового изделия. Однако конструкция оправки сложна, а конфигурация получаемой в изделии полости может быть лишь цилиндрической.

Известна разборная оправка для изготовления изделий с внутренней полостью, содержащая центральный монтажный стержень, продольные сегменты, расположенные по образующей оправке и фиксирующие данные элементы установочные торцевые фланцы (Авторское свидетельство СССР №575224). Недостатком известной оправки является износ продольных разборных сегментов в местах стыка, смещение сегментов относительно друг друга, в связи с чем не обеспечивается точность внутренней полости изделий при длительной эксплуатации.

Известна конструкция (патент РФ №2345890) оправки для намотки оболочек из полимерных композиционных материалов, содержащая центральный вал, два симметричных корпуса с формообразующими поверхностями, механизмы для съема оболочек, разделительный пояс с кольцами, изолирующим слоем, резьбовыми элементами (нажимные винты) и ступеньками. Данную конструкцию оправки возьмем за прототип.

К недостаткам конструкции оправки относится невозможность закрепления теплозащитного покрытия на формообразующем корпусе, отсутствие возможности компенсации длины и исключения перекоса теплозащитного покрытия при его установке и во время процесса намотки и термообработки, неплотное прилегание теплозащитного покрытия к формообразующим поверхностям корпуса и необеспечение контактного давления, что вызывает отслоения в оболочке из полимерного композиционного материала, размещение механизма для съема оболочек внутри корпуса. Все вышеперечисленные недостатки приводят к дефектам в оболочке из полимерного композиционного материала.

Задачей изобретения является повышение качества оболочек, а именно изготовление оболочек из полимерных композиционных материалов без дефектов, вызванных недостатками конструкции оправки прототипа.

Технический результат заключается в усовершенствовании конструкции оправки для обеспечения закрепления теплозащитного покрытия на формообразующем корпусе, обеспечения возможности компенсации длины и исключения перекоса теплозащитного покрытия при его установке, во время процессов намотки и термообработки, обеспечения возможности поджатия теплозащитного покрытия к формообразующему корпусу для плотного прилегания и обеспечения контактного давления с целью исключения отслоений в оболочке из композиционного материала, съема оболочек снаружи, короткий цикл подготовки к изготовлению оболочек.

Технический результат достигается тем, что оправка для намотки оболочек из полимерных композиционных материалов содержит на валу двухместный корпус с формообразующими поверхностями, механизмы для съема оболочек, в центральной части оправки выполнена кольцевая выемка, расположены два фиксирующих шпангоуты теплозащитного покрытия кольца, в которых выполнены отверстия с размещенными в них подпружиненными винтами, вкрученными в корпус оправки, при этом каждое кольцо снабжено буртиком, взаимодействующим с торцом шпангоута теплозащитного покрытия, причем выемка закрыта изолирующим слоем, а механизмы для съема оболочек установлены на наружной поверхности охватывающих вал оправки цилиндрических участков, выполненных по бокам корпуса оправки, при этом каждый механизм содержит держатель фланца теплозащитного покрытия, снабженный пазом, взаимодействующий со шпонкой, жестко скрепленной с поверхностью цилиндрического участка корпуса оправки, при этом держатель фланца скреплен с фланцем теплозащитного покрытия через центрирующее кольцо, причем на держателе установлено охватывающее его прижимное кольцо, а торец держателя фланца взаимодействует через втулку разрезную с гайкой, расположенной на резьбовой поверхности вала оправки

Отличительными признаками для оправки являются следующие признаки:

- механизмы для съема оболочек, которые установлены на наружной поверхности охватывающих вал оправки цилиндрических участков, выполненных по бокам корпуса оправки, при этом каждый механизм содержит держатель фланца теплозащитного покрытия, снабженный пазом, взаимодействующий со шпонкой, жестко скрепленной с поверхностью цилиндрического участка корпуса оправки, при этом держатель фланца скреплен с фланцем теплозащитного покрытия через центрирующее кольцо, причем на держателе фланца установлено охватывающее его прижимное кольцо, а торец держателя фланца взаимодействует через втулку разрезную с гайкой, расположенной на резьбовой поверхности вала оправки, что повышает качество изготавливаемой оболочки из полимерных композиционных материалов за счет возможности закрепления и исключения перекоса теплозащитного покрытия на формообразующем корпусе, поджатия теплозащитного покрытия к формообразующему корпусу для плотного прилегания и обеспечения контактного давления с целью исключения отслоений в оболочке из полимерного композиционного материала, съема оболочек снаружи;

- кольца, в которых выполнены отверстия с размещенными в них подпружиненными винтами, вкрученными в корпус оправки, при этом каждое кольцо снабжено буртиком, взаимодействующим с торцом шпангоута теплозащитного покрытия, что повышает качество изготавливаемой оболочки из полимерных композиционных материалов за счет возможности компенсации длины и исключения перекоса теплозащитного покрытия при его установке на формообразующую поверхность корпуса, во время процессов намотки и термообработки.

Основными функциональными элементами конструкции оправки являются: вал, два корпуса с формообразующими поверхностями и элементы поджатия ТЗП, элементы съема готовой оболочки.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где:

- на фиг. 1 показан общий вид оправки в разрезе;

- на фиг. 2 показано крепление фланца теплозащитного покрытия;

- на фиг. 3 показано крепление фланца теплозащитного покрытия в другой плоскости;

- на фиг. 4 показано крепление шпангоута теплозащитного покрытия.

Оправка содержит вал 1, цельный двухместный корпус с формообразующими поверхностями 2, кольца центрирующие 3, жестко закрепляемые с фланцем 4 теплозащитного покрытия 5 и держателями фланцев 6 при помощи болтов 7 с возможностью скольжения по поверхности корпуса 2 в зоне фланца 4 теплозащитного покрытия 5, втулки разрезные 8, причем последние жестко закреплены с держателями фланцев 6 при помощи болтов 9 и преобразуют вращение гаек 10 в осевое перемещение держателей фланцев 6, фиксирующие кольца 11, 12 с возможностью скольжения по поверхности корпуса 2 в зоне шпангоута 13 теплозащитного покрытия 5, при этом поверхность колец имеет буртик 14, в который упирается шпангоут 13 теплозащитного покрытия 5, пружины 15, причем последние закреплены с корпусом 2 и кольцами 11, 12 при помощи винтов 16, кольца прижимные 17, жестко закрепленные на держателе фланца 6, с изолирующим слоем 18, крепежные элементы.

Применение оправки для намотки изделий из полимерных композиционных материалов включает операцию сборки оправки. На вал 1, являющийся базовым узлом, устанавливаются корпуса 2.

На фланец 4 левого теплозащитного покрытия 5 устанавливается кольцо центрирующее 3 и при помощи болтов 7 собирается с держателем фланца 6. Данная сборка устанавливается на левый корпус 2.

Сборка повторяется аналогично для правого теплозащитного покрытия.

С левой стороны на держатели фланца 6 и гайки 10 устанавливаются разрезные втулки 8 и закрепляются при помощи болтов 9.

Сборка повторяется аналогично для правой стороны.

Теплозащитное покрытие 5 плотно поджимается к корпусам 2 с помощью вращения гаек 10 по часовой стрелке, причем шпонки 19, установленные на корпусах 2, предотвращают держатели фланцев от проворота. Поджатие теплозащитного покрытия происходит до момента упора шпангоутов 13 к буртикам 14 колец 11, 12.

После закрепления теплозащитного покрытия в выемку между буртиками 14 колец 11, 12 устанавливается изолирующий слой 18, который не позволяет связующему веществу проникать внутрь механизма оправки и исключает повреждение формообразующих поверхностей при разрезке изделия после термообработки в печи.

В процессе намотки изделия, для формирования поверхности оболочки 20 в зоне фланца 4 устанавливаются кольца прижимные 17 и жестко закрепляются на держателе фланца 6. Изменение длины теплозащитного покрытия во время намотки и термообработки компенсируется пружинами 15, установленными на винты 16, соединяющими корпуса 2 и кольца 11, 12.

После термообработки в печи и разрезки готовой оболочки по центральной части оправки в районе изолирующего слоя 18 корпуса 2 с помощью вращения гаек 10 против часовой стрелки сдвигаются в разные стороны друг от друга и закрепляются от дальнейшего перемещения специальным приспособлением (не показано).

Затем выполняется демонтаж готовых оболочек с помощью вращения гаек 10 против часовой стрелки, причем шпонки 19, установленные на корпусах 2, предотвращают держатели фланцев 6 от проворота.

Техническое решение позволяет обеспечить качество изготавливаемых оболочек из полимерных композиционных материалов за счет возможности закрепления и исключения перекоса теплозащитного покрытия на формообразующем корпусе, поджатия теплозащитного покрытия к формообразующему корпусу для плотного прилегания и обеспечения контактного давления с целью исключения отслоений в оболочке из полимерного композиционного материала, съема оболочек снаружи, возможность компенсации длины и исключения перекоса теплозащитного покрытия при его установке на формообразующую поверхность корпуса, во время процессов намотки и термообработки, короткий цикл подготовки к изготовлению изделий.

Оправка для намотки оболочек из полимерных композиционных материалов на предварительно изготовленное теплозащитное покрытие, скрепленное с фланцем и шпангоутом, содержащая на валу двухместный корпус с формообразующими поверхностями, механизмы для съема оболочек, отличающаяся тем, что в центральной части оправки выполнена кольцевая выемка, расположены два фиксирующих шпангоуты теплозащитного покрытия кольца, в которых выполнены отверстия с размещенными в них подпружиненными винтами, вкрученными в корпус оправки, при этом каждое кольцо снабжено буртиком, взаимодействующим с торцом шпангоута теплозащитного покрытия, причем выемка закрыта изолирующим слоем, а механизмы для съема оболочек установлены на наружной поверхности охватывающих вал оправки цилиндрических участков, выполненных по бокам корпуса оправки, при этом каждый механизм содержит держатель фланца теплозащитного покрытия, снабженный пазом, взаимодействующий со шпонкой, жестко скрепленной с поверхностью цилиндрического участка корпуса оправки, при этом держатель фланца скреплен с фланцем теплозащитного покрытия через центрирующее кольцо, причем на держателе установлено охватывающее его прижимное кольцо, а торец держателя фланца взаимодействует через втулку разрезную с гайкой, расположенной на резьбовой поверхности вала оправки.



 

Похожие патенты:

Разборная оправка для формообразования полых изделий относится к области авиа- и машиностроения и может быть использована для изготовления тонкостенных полых деталей из современных технологичных материалов.

Изобретение относится к способу и устройству для изготовления композитных продуктов, в частности профилей, содержащих плоскую часть, в непрерывном процессе. Техническим результатом является повышение производительности изготовления профиля.

Изобретение относится к оправкам устройств непрерывного изготовления неметаллических труб. Оправка состоит из секторов, формирующих рабочую поверхность оправки, являющуюся формообразующей внутренней цилиндрической поверхности неметаллической трубы.

Группа изобретений относится к способу изготовления переходных фланцевых фитингов из армированных композиционных материалов. Изготовление магистральной части фитинга осуществляют намоткой стеклоткани, пропитанной полимерным связующим, на предварительно собранную оснастку, включающую цилиндрическую оправку с закрепленными на ее концах матрицами фланцев, установленные на ней оправки оснований отводных патрубков.

Изобретение относится к производству оболочек сложной формы из композиционных материалов на полимерной основе и может быть использовано в изготовлении трубопроводов, в авиастроении и других отраслях промышленности, где необходимо использование изделий, обладающих высокой стойкостью к воздействию агрессивных сред, высокой прочностью и долговечностью.

Изобретение относится к оборудованию для производства трубчатых изделий путем навивки из ленточного материала. Устройство для изготовления трубчатых изделий содержит оправку для спиральной намотки ленточного материала, образованную параллельно установленными с возможностью вращения в одном направлении по меньшей мере двумя барабанами.

Изобретение относится к оборудованию для изготовления изделий из композиционных материалов методом намотки и может найти применение при изготовлении формообразующих оправок для намотки силовой оболочки емкостей, работающих под давлением, например корпусов ракетных двигателей твердого топлива (РДТТ).

Изобретение относится к разборной оправке для изготовления изделий из полимерных композиционных материалов и может быть использовано для изготовления емкостей и оболочек с профилированной внутренней полостью.

Изобретение относится к способу изготовления трубы из стеклоткани, например, для использования в качестве водосточной системы. .

Изобретение относится к конструкции разборной оправки для изготовления криволинейных оболочек из композиционных материалов. .

Приводная система секторов устройства (2) для изготовления фюзеляжа летательного аппарата, в которой барабан (4) для ламинирования ограничен внешней поверхностью (5), которая образует тело вращения относительно оси (7) симметрии и содержит множество секторов (12) с угловым разнесением вокруг оси (7) подвижных вдоль направляющих между: выдвинутым положением для ламинирования и втянутым положением для демонтажа. Каждый сектор снабжен приводной системой (27) типа винт-гайка, в которой резьбовой элемент (31) вращается вокруг оси (32) вращения при помощи мотора (28). Резьбовой элемент (31) содержит внутренний вал (33), проходящий вдоль оси (32) вращения, и внешнюю трубчатую часть (34), установленную вдоль оси на части внутреннего вала и снабженную наружной резьбой. Между внутренним валом (33) и трубчатой частью (34) расположены ограничивающие средства (38). Изобретение направлено на приведение фюзеляжа в соответствие с расчетными размерами. 4 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к изготовлению фюзеляжа летательного аппарата. Ограничивающая система выполнена с возможностью взаимодействия с секторами устройства для изготовления фюзеляжа, в котором барабан для ламинирования ограничен внешней поверхностью. Барабан содержит множество подвижных секторов с угловым разнесением вокруг оси. При этом ограничивающая система расположена между каждым сектором и смежными с ним секторами. Система содержит первый и второй элемент захвата, удерживаемые первым и вторым смежным сектором соответственно. Первый и второй элементы захвата выполнены таким образом, что, когда они соединены друг с другом, формируется заданное пространственное расположение первого сектора относительно смежного с ним второго, предотвращая таким образом поступательное движение вдоль двух направлений. Достигается совмещение двух секторов таким образом, что происходит предотвращение любого относительного перемещения между секторами во время изготовления. 3 з.п. ф-лы, 6 ил.

Группа изобретений относится к устройству (1) и способу для изготовления заготовок (101) концевых частей для роторных лопастей ветроэнергетических установок (варианты) и ветроэнергетической установке. Устройство содержит намоточную оправку (3a), которая выполнена с возможностью вращения для намотки предпочтительно лентообразного волокнистого композиционного материала. Устройство (1) содержит также установленное с возможностью перемещения вдоль намоточной оправки пропиточное устройство (5) для пропитки волокнистого композиционного материала перед намоткой на намоточную оправку и загрузочный механизм (7) с накопителем для снабжения волокнистым композиционным материалом, установленный с возможностью перемещения вдоль намоточной оправки, предпочтительно синхронно с пропиточным устройством. Способ содержит операции подачи волокнистого композиционного материала посредством загрузочного механизма. Материал подают через пропиточное устройство к намоточной оправке и наматывание волокнистого композиционного материала на намоточную оправку путем ее вращения. Технический результат заключается в том, чтобы обеспечить изготовление концевых частей для роторных лопастей с незначительными колебаниями в прочности. 4 н. и 11 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к конструкциям оправок для производства труб из композиционных волокнистых материалов и может быть использовано для производства арматуры для строительства. Оправка для изготовления труб методом непрерывной намотки содержит расположенные симметрично относительно ее продольной оси секторные планки. Секторные планки выполнены подвижно относительно друг друга с возможностью качения каждой из них по соответствующим сопряженным с ними телам сферической формы. Оправка содержит количество секторных планок, кратное трем. Каждая группа из трех секторных планок выполнена с возможностью возвратно-поступательного движения секторных планок параллельно продольной оси оправки по соответствующим группе телам сферической формы одинакового диаметра. Изобретение обеспечивает упрощение конструкции оправки и снижение требований к чистоте обработки и точности изготовления входящих в нее деталей. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к разборной оправке для изготовления крупногабаритных оболочек. Техническим результатом является уменьшение массы оправки, упрощение процесса сборки-разборки, повышение точности геометрических параметров профилированной рабочей поверхности оправки. Технический результат достигается разборной оправкой для изготовления крупногабаритных оболочек из композиционных материалов с профилированной внутренней полостью. Оправка состоит из носовой и основной частей и содержит закрепленные на монтажном стержне установочные торцовые фланцы, контактирующие с фланцами продольные сборные сегменты, расположенные по образующей основной части оправки и соединенные между собой замковым соединением. При этом носовая и основная части оправки выполнены в виде цельных жестких состыкованных друг с другом обечаек. Со стороны большего диаметра обечайки носовой части оправки выполнен торцовый фланец с направляющим кольцом, а продольные сегменты выполнены из полимерных композиционных материалов и закреплены на обечайке основной части оправки. 1 ил.

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к разборным оправкам для изготовления крупногабаритных оболочек из полимерных материалов с профилированной внутренней полостью. Оправка содержит центральный вал с установленными на нем большим и малым фланцами, на которых установлены состыкованные между собой наклонно расположенными боковыми гранями сегментные элементы, зафиксированные по концам с обеспечением центрирования и образующие внешними профилированными поверхностями рабочую поверхность оправки. Сегментные элементы выполнены из многослойного композиционного материала, включающего слои облегченного заполнителя и металлические вкладыши, закреплены через металлические вкладыши на каркасе, установленном между фланцами оправки. Боковые грани сегментных элементов усилены металлическим профилем, а на их концах закреплены торцевые замки. Достигаемый технический результат: упрощение конструкции, снижение веса, снижение трудоемкости сборки-разборки оправки. 2 ил.

Приспособление предназначено для изготовления оболочек из композиционных материалов, используемых в том числе при производстве корпусов ракетных двигателей. Приспособление содержит формообразующий элемент, внешний контур которого соответствует внутренней форме центральной части оболочки, удаляемый после ее изготовления. Формообразующий элемент выполнен в виде металлической трубы, на которую на заданную длину в радиальном направлении, по крайней мере, в один слой намотан металлизированный канат, один конец которого закреплен на конце трубы, предназначенном для установки днища оболочки, а другой конец каната закреплен со стороны противоположного конца трубы. Технический результат - упрощение и снижение стоимости изготовления оболочек из композиционных материалов. 1 ил.

Изобретение относится к машиностроению, а именно к технологии намотки оболочек из полимерных композиционных материалов, и может быть использовано при изготовлении корпусов ракетных двигателей на твердом топливе. Оправка для намотки оболочек из полимерных композиционных материалов на предварительно изготовленное теплозащитное покрытие, скрепленное с фланцем и шпангоутом, содержит на валу двухместный корпус с формообразующими поверхностями, механизмы для съема оболочек. В центральной части оправки выполнена кольцевая выемка, расположены два фиксирующих шпангоуты теплозащитного покрытия кольца, в которых выполнены отверстия с размещенными в них подпружиненными винтами, вкрученными в корпус оправки. Каждое кольцо снабжено буртиком, взаимодействующим с торцом шпангоута теплозащитного покрытия. Выемка закрыта изолирующим слоем. Механизмы для съема оболочек установлены на наружной поверхности охватывающих вал оправки цилиндрических участков, выполненных по бокам корпуса оправки. Каждый механизм содержит держатель фланца теплозащитного покрытия, снабженный пазом, взаимодействующий со шпонкой, жестко скрепленной с поверхностью цилиндрического участка корпуса оправки. Держатель фланца скреплен с фланцем теплозащитного покрытия через центрирующее кольцо. На держателе установлено охватывающее его прижимное кольцо. Торец держателя фланца взаимодействует через втулку разрезную с гайкой, расположенной на резьбовой поверхности вала оправки. Изобретение обеспечивает повышение качества получаемых изделий. 4 ил.

Наверх