Способ формования из композитного материала пустотелых аэродинамических поверхностей - 2

Изобретение относится к способам формования изделий из композитных материалов, таких как стеклопластик, углепластик и т.п. Техническим результатом является предотвращение сдвига лонжеронов во время формования и возвращение их в заданное положение при случайном сдвиге. Технический результат достигается способом формования из композитного материала пустотелых аэродинамических поверхностей. Способ включает укладку в пресс-форму нескольких слоев пропитанного связующим веществом армирующего материала, оставляя с двух противоположных краев заданное количество длины упомянутого материала. Установку заданного числа лонжеронов двутаврового или швеллерообразного профиля. Укладку в образовавшиеся отсеки эластичных емкостей в общем количестве на единицу больше заданного числа лонжеронов. Укладку оставленных с краев слоев пропитанного армирующего материала так, чтобы перехлесты армирующего материала приходились на разные места будущего изделия. Закрытие пресс-формы и надувание всех емкостей избыточным давлением воздуха. Причем все емкости надувают от одного источника воздушного давления через индивидуальные синхронизирующие обратимые пневмомашины объемного вытеснения, находящиеся на одном рабочем валу. При этом расход воздуха через эти пневмомашины прямо пропорционален объему будущих полостей в готовом изделии. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к способам формования изделий из композитных материалов, таких как стеклопластик, углепластик и т.п.

Известны подобные способы, см., например, заявку № RU 94036876. В упомянутом способе пустотелая лопасть пропеллера формовалась в разборной пресс-форме путем помещения внутрь будущей лопасти эластичной емкости, затем - в перекрестной укладке слоев армирующего материала, пропитанного связующим, и затем - в сборке пресс-формы с последующей накачкой эластичной емкости.

Недостатком этого способа является то, что таким образом нельзя получить аэродинамический профиль с одной или несколькими внутренними перегородками - лонжеронами. Кроме того, одна из кромок лопасти при этом получается отформована из нескольких слоев внахлест, что уменьшает прочность изделия и повышает его массу.

Задача и технический результат изобретения - получение профиля с лонжеронами, второй технический результат - повышение прочности изделия при равной массе (за счет применения лонжеронов, что позволяет уменьшить толщину стенок изделия, и за счет разнесения мест перехлеста слоев).

Для получения нужного результата необходимо применить в аэродинамическом профиле один или несколько лонжеронов (они придадут изделию нужную прочность и жесткость). А для получения качественного изделия необходимо прежде всего, чтобы при повышении давления в двух или более эластичных емкостях лонжерон/лонжероны не сдвинулись с соответствующего им места. Для этого можно применить накачку емкостей одинаковым давлением через отдельные шланги, чье проходное сечение прямо пропорционально объему будущей полости в изделии. Тогда скорость наполнения емкостей будут одинаковой, и давление в них будет повышаться синхронно. Этот способ, действительно, обеспечит устойчивое положение лонжеронов в процессе формования изделия. Но он не сможет исправить нарушенное положение лонжерона, если это случайно было сделано рабочими.

В данном способе в пресс-форму укладывается несколько слоев пропитанного связующим веществом армирующего материала, оставляя с двух противоположных краев (например, спереди и сзади аэродинамического профиля) достаточное количество длины помянутого материала (достаточное для соединения с некоторым перехлестом), устанавливаются в рабочее положение нужное число лонжеронов двутаврового или швеллерообразного профиля, в отсеки между лонжеронами укладывается эластичные емкости в общем количестве, на единицу большем числа предусмотренных лонжеронов, затем укладываются оставленные с краев слои пропитанного армирующего материала, причем так, чтобы перехлесты армирующего материала приходились на разные места будущего изделия, пресс-форма закрывается и все емкости надуваются избыточным давлением воздуха, причем все емкости надуваются от одного источника воздушного давления через индивидуальные (для каждой полости - своя пневмомашина) синхронизирующие обратимые пневмомашины объемного вытеснения (иначе их называют обратимыми объемными насосами или обратимыми объемными пневмодвигателями), находящимися на одном рабочем валу, причем расход воздуха через эти пневмомашины прямо пропорционален объему будущих полостей в готовом изделии.

То есть эта система должна следить за тем, чтобы в больший отсек поступало пропорционально больше воздуха, чем в средний или маленький. И тогда наполнение эластичных емкостей будет происходить синхронно, а давление в них будет всегда одинаковым. Это не только предотвратит сдвиг лонжеронов со штатного места, но и вернет их на место, если они все же были случайно сдвинуты.

Упомянутыми обратимыми пневмомашинами объемного вытеснения могут быть шестеренчатые насосы из шестерен одинакового модуля, но разной ширины, или могут быть пластинчатые насосы одинакового диаметра, но разной ширины, или кривошипно-шатунные пневмомашины с одинаковым ходом поршня, но с пневмоцилиндрами разного диаметра.

Если будут применены кривошипно-шатунные пневмомашины, то появятся дополнительные условия, обеспечивающие синхронность и пропорциональность наполнения эластичных емкостей: все пневмомашины должны работать в одной фазе, а отношение площади впускных и выпускных клапанов к площади поршней у всех пневмомашин должно быть одинаковым.

Разумеется, повышение давления в емкостях следует производить плавно.

На прилагаемом эскизе показан пример такого формования. Допустим, в профиле крыла 1 предусмотрено три лонжерона 2, то есть они образуют в крыле четыре полости. При этом самый большой отсек примем за 100%, тогда объемы будущих полостей распределятся, считая от конца профиля, допустим, так: 30:70:100:50%.

Укладываем в нижнюю часть пресс-формы нужное число слоев армирующего материала, пропитанного связующим веществом, оставляя с переднего и заднего краев профиля запас на второй (верхний) слой. Затем вставляем в соответствующие места профиля лонжероны 2. Затем укладываем в образовавшиеся отсеки эластичные (достаточно - тонкостенные полиэтиленовые, а если из другого материала, то их следует предварительно смазать разделительным составом) емкости 3, примерно равные или большие по объему расчетному объему будущих полостей. Для удобства укладки емкости можно слегка надуть. Укладываем сверху нужное число слоев запасенного с краев армирующего материала, пропитанного связующим веществом (число слоев снизу и сверху может не совпадать), и закрываем пресс-форму, в том числе - с торца. Затем к уложенным емкостям от компрессора подводим шланги 4 от синхронизирующих кривошипно-шатунных пневмомашин 5, вращаемых в одной фазе общим коленчатым валом 6.

Возможен и другой вариант - приводим каким-либо двигателем во вращение общий коленчатый вал 6, и тогда обратимая каждая пневмомашина 5 становится компрессором, подающим в емкости 3 воздух в количестве, пропорциональном объему будущих полостей.

Плавно повышаем давление, создаваемое пневмомашинами 5 до величины обжатия композитного материала. Эта величина аналогична давлению вакуумирования композитной заготовки, и в обоих случаях равна разнице атмосферных давлений внутри и снаружи заготовки. Например, 1,7 атм.

При случайном смещении одного из лонжеронов в какую-либо сторону за счет подачи воздуха в емкости, пропорциональной их объему, с этой стороны создается большее давление, которое смещает лонжерон на нужное место.

При применении в аэродинамическом профиле задней стенки (например, для установки закрылков и элеронов) не следует зажимать слои армирующего материала в пресс-форме слишком туго - они должны иметь возможность втягиваться в пресс-форму по мере надувания эластичных емкостей. А также излишки связующего вещества должны иметь возможность выдавливаться из пресс-формы.

Поле затвердевания заготовки пресс-форма раскрывается, заготовка извлекается, и из нее извлекаются эластичные емкости.

1. Способ формования из композитного материала пустотелых аэродинамических поверхностей, состоящий в том, что в пресс-форму укладывают несколько слоев пропитанного связующим веществом армирующего материала, оставляя с двух противоположных краев заданное количество длины упомянутого материала, устанавливают заданное число лонжеронов двутаврового или швеллерообразного профиля, в образовавшиеся отсеки укладывают эластичные емкости в общем количестве на единицу больше заданного числа лонжеронов, затем укладывают оставленные с краев слои пропитанного армирующего материала, причем так, чтобы перехлесты армирующего материала приходились на разные места будущего изделия, пресс-форму закрывают и все емкости надувают избыточным давлением воздуха, причем все емкости надувают от одного источника воздушного давления через индивидуальные синхронизирующие обратимые пневмомашины объемного вытеснения, находящиеся на одном рабочем валу, причем расход воздуха через эти пневмомашины прямо пропорционален объему будущих полостей в готовом изделии.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что упомянутыми обратимыми пневмомашинами объемного вытеснения являются шестеренчатые насосы из шестерен одинакового модуля, но разной ширины, или пластинчатые насосы одинакового диаметра, но разной ширины, или кривошипно-шатунные пневмомашины с одинаковым ходом поршня, но с пневмоцилиндрами разного диаметра.

3. Способ по п. 2, отличающийся тем, что все кривошипно-шатунные пневмомашины должны работать в одной фазе, а отношение площади впускных и выпускных клапанов к площади поршней у всех пневмомашин должно быть одинаковым.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к резинокордным оболочкам (РКО), работающим под избыточным давлением, и может быть использовано в машиностроении, а именно в резинокордных амортизирующих конструкциях для повышения долговечности, герметичности и надежности их работы.

Изобретение относится к тримодальному полиэтилену, пригодному для формования раздувом изделий объемом более 10 л. Тримодальный полиэтилен имеет плотность от 0,950 до 0,958 г/см3, индекс расплава (HLMI) согласно ASTM D-1238, при 190°C и 21,6 кг, от 2 до 7 г/10 мин и величину безразмерного индекса Hostalene тримодального полиэтилена от 6 до 18.

Изобретение относится к устройству для резки взаимосвязанных пластиковых изделий для применения в медицинской области, размещенных в непрерывной ленте из пластика.

Изобретение относится к способу лазерной резки пластиковых изделий для применения в медицинской области, размещенных в непрерывной ленте. Предварительно определяют позиционные параметры взаимосвязанных пластиковых изделий, встроенных в непрерывную ленту из пластика, с помощью оптического устройства для сбора данных и рассчитывают схему резки.

Изобретение относится к корпусу гидроциклона, предназначенного для использования в устройстве очистки целлюлозы от примесей путем сепарации частиц твердой фазы во вращающемся потоке жидкости, применяемом в целлюлозно-бумажной промышленности.

Изобретение относится к корпусу гидроциклона, который может быть использован в устройстве очистки целлюлозы от примесей в целлюлозно-бумажной промышленности. Корпус гидроциклона выполнен в виде однослойной оболочки вращения с конической или конической совместно с цилиндрической в верхней части формой внутренней поверхности, выполненной из композиционного материала методом косослойной продольно-поперечной намотки.

Настоящее изобретение относится к эластомерным композициям, включающим эластомер и наночастицы графита, к внутренней оболочке шины, изготовленной из таких композиций, к способу получения такой композиции и способу изготовления изделия из такой композиции.

Изобретение относится к резинотехническим изделиям, в частности к резинокордным оболочкам (РКО), заполненным рабочей средой под давлением, и может быть использовано в машиностроении, а именно в резинокордных амортизирующих конструкциях для повышения долговечности, герметичности и надежности их работы.

Изобретение относится к способу изготовления ячеек для емкостей из синтетического материала методом литья под давлением согласно ограничительной части пункта 1 формулы изобретения.

Заявлен способ формирования заготовки из сухого материала, предшествующий инфузии смолы. Исходный, предназначенный для формовки материал является предварительно сформированной заготовкой, например плоским листом сухого волокнистого материала.

Изобретение относится к способу изготовления пропитанных смолой деталей из композиционного материала и может применяться в различных областях (авиационной, космической, судостроительной, автомобильной и других).

Изобретение относится к области машиностроения и используется при создании конструкций, применяемых в космической и авиационной технике, работающих в условиях повышенных нагрузок, и касается способа изготовления размеростабильной интегральной конструкции.

Изобретение относится к оправке для пропитки для изготовления картера газовой турбины из композиционного материала и к машине для намотки волокнистой структуры на оправку для пропитки.

Настоящее изобретение относится к устройству пластического формоизменения для изготовления профилированного конструкционного элемента. Техническим результатом является упрощение изготовления профилированного конструкционного элемента с улучшенным качеством конструкционных элементов.

Изобретение относится к области машиностроения, авиадвигателестроения и может быть использовано в технологии изготовления изделий типа ребер усиления различной профильной формы, крупногабаритных корпусных изделий в виде тел вращения из слоистых полимерных композиционных материалов, изготавливаемых методом послойной выкладки с последующим вакуумным или автоклавным формованием.

Изобретение относится к способу изготовления элемента из волокнистого композиционного материала. На несущей форме располагается плоскостная копна волокон, предусмотренная с противоположной от несущей формы стороны по меньшей мере с одним, находящимся на расстоянии от продольной плоскости, профилем жесткости.

Способ формования деталей из полимерных композиционных материалов с использованием двойного вакуумного пакета по изобретению относится к категории процессов трансферного формования (RTM), в частности к процессам пропитки жидким связующим с помощью вакуума (VaRTM).

Изобретение относится к формовочному инструменту для технологического приспособления, технологическому приспособлению, к способу изготовления усиленных волокнами деталей.

Изобретение относится к опорному профилю, способу изготовления опорного профиля, а также способу изготовления усиленной детали транспортного средства. Техническим результатом изобретения является упрощение способа изготовления опорного профиля.
Группа изобретений относится к способу изготовления по меньшей мере двухслойных деталей и, соответственно, к изготовленным деталям в качестве абсорбирующей обшивки в салоне и/или в багажном отделении или для покрытий пола транспортного средства, включающим лицевой слой и абсорбент. Способ изготовления по меньшей мере двухслойных деталей включает отформованный в флок-камере материал абсорбента, размещение его лицевой непроницаемой стороной на содержащее связующее вещество материал абсорбента, формование с подачей пара и регулированием давления. Технический результат, достигаемый при использовании группы изобретений, заключается в обеспечении соединения лицевого слоя с непроницаемой для потока подкладочной стороной с абсорбентом или изоляционным материалом. 2 н. и 11 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к способам формования изделий из композитных материалов, таких как стеклопластик, углепластик и т.п. Техническим результатом является предотвращение сдвига лонжеронов во время формования и возвращение их в заданное положение при случайном сдвиге. Технический результат достигается способом формования из композитного материала пустотелых аэродинамических поверхностей. Способ включает укладку в пресс-форму нескольких слоев пропитанного связующим веществом армирующего материала, оставляя с двух противоположных краев заданное количество длины упомянутого материала. Установку заданного числа лонжеронов двутаврового или швеллерообразного профиля. Укладку в образовавшиеся отсеки эластичных емкостей в общем количестве на единицу больше заданного числа лонжеронов. Укладку оставленных с краев слоев пропитанного армирующего материала так, чтобы перехлесты армирующего материала приходились на разные места будущего изделия. Закрытие пресс-формы и надувание всех емкостей избыточным давлением воздуха. Причем все емкости надувают от одного источника воздушного давления через индивидуальные синхронизирующие обратимые пневмомашины объемного вытеснения, находящиеся на одном рабочем валу. При этом расход воздуха через эти пневмомашины прямо пропорционален объему будущих полостей в готовом изделии. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Наверх