Устройство для изготовленияизделий из композиционных материаловс коротковолокнистым наполнителем

 

() 8l 8890

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 17.05.79 (21) 2784928/23-05 с присоединением заявки № (51) М. Кл з

В 296 1/00 ло делам изобретений и открытий (43) Опубликовано 07.04.81. Бюллетень № 13 (45) Дата опубликования описания 07.04.81 (53) УДК 678.057.9 (088.8) (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ИЗДЕЛИЙ

ИЗ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ С КОРОТКОВОЛОКН ИСТЫМ НАПОЛ Н ИТЕЛ ЕМ

Государственный комитет

СССР (23) Приоритет

Изобретение относится к устройствам, при помощи которых изготавливаются изделия из композиционных материалов, например из стеклопластика, и может быть иапользова но при производстве изделий 5 машиностроения, к которым предъявлены повышенные требования по прочностным характеристикам.

Примерами таких изделий являются толстостенные многослойные высоконагружен- 10 ные плиты, корпуса глубоководных аппаратов, несущие опоры перекрытий и мостовых конструкций.

Обуславливаемые характером напряжен- 15 ного и деформированного состояния эксплуатационные характеристики таких изделий определяются прочностью при межслоевом сдвиге и трансверсальными механическими характеристиками. 20

Известны устройства, позволяющие повысить прочность при межслоевом сдвиге и трансверсальном сжатии — отрыве слоистых композиционных материалов путем введения в структуру материала в транс- 25 версальном направлении дополнительной коротковолокнистой арматуры. Устройство содержит бункер для отрезков коротковолокнистой арматуры, трубу, по которой увлекаемые воздушным потоком высокого 30 давления движутся эти отрезки, и направляющий магнит для их ориентации (1).

Применение воздушного потока для обеспечения внедрения отрезков арматуры в структуру композиционного материала, находящегося в неотвержденном состоянии, вызывает в связующем образование дополнительных воздушных включений в виде пористости, что значительно снижает прочность в направлении основного армирования, увеличивает гигроскопичность, уменьшает герметичность и радиопрозрачность материала.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для формования стеклопластиковых оболочек, включающее дозатор наполнителя, прижимной элемент с углублениями на рабочей поверхности и ориентирующие наполнитель магниты f2)

Однако в данном устройстве использование магнитного поля не обеспечивает надежного фиксирования коротковолокнистых отрезков арматуры:при их касании с поверхностью ролика и в процессе внедрения роликом в структуру материала.

Часть коротких отрезков арматуры внедряются в материал не перпендикулярно его слоям, что значимо уменьшает эффект трансверсального армирования, существен818890

65 но снижает механические характеристики материала и ограничивает возможность трансверсального армирования короткими отрезками применительно к высоконагруженным конструкциям.

Кроме того, использование ролика не применимо при изготовлении изделий сложной, например ступенчатой, формы.

Целью изобретения является повышение прочности удержания коротковолокнистого наполнителя на прижимном элементе.

У казанная цель достигается тем, что в устройстве, включающем дозатор наполнителя, прижимной элемент с углублениями на рабочей поверхности и ориентирующие наполнитель магниты, углубления на рабочей поверхности прижимного элемента выполнены цилиндрической формы с коническим расширением наружу, причем прижимной элемент установлен с возможностью перемещения из зоны действия магнитов.

На фиг. 1 приведена общая схема устройства; на фиг, 2 показан вид прижимного элемента в плане; на фиг. 3 — разрез прижимного элемента с отрезками арматуры.

Устройство для изготовления изделий из композиционных материалов состоит из установленного на подвижной штанге 1 прижимного элемента 2 с цилиндрическими углублениями 3 с коническим расширением

4 (фиг. 3). Элемент 2 расположен в зоне действия магнитного поля, создаваемого, например, генератором в виде разноименных полюсов постоянного магнита 5, Над прижимным элементом 2 расположен дозатор б, например, вибрационного типа, с отрезками коротковолокнистой арматуры 7.

Армируемое изделие 8 находится вне зоны деиствия магнитного поля магнита 5 на установочных пальцах 9. Элемент 2 предназначен,для накопления коротковолокнистой арматуры 7 и введения ее в структуру материала изделия 8 путем впрессования между волокнами основной стеклоарматуры.

Устройство работает следующим образом.

Изделие 8, например стеклопластиковая пластина, формуется известным способом из пропитанных связующим слоев стеклоткани и устанавливается на установочные пальцы 9.

Под силовым воздействием магнитного поля магнита 5 отрезки коротковолокнистой арматуры 7, например стальные, из дозатора б, ориентируясь вдоль силовых линий магнитного поля, попадают на направляющие конуса 4, скользя по которым фиксируется в цилиндрических углублениях 3 прижимного элемента 2. Соответственным выбором диаметра и длины цилиндрических углублений 3 отрезки коротковолокнистой арматуры 7 фиксируются в

4 них надежно, например, по ходовой посадке.

Подвижной штангой 1 прижимной элемент 2 с требуемым количеством коротковолокнистой арматуры 7 подводится к стеклопластиковой пластине 8 и прижимается к ней (по стрелке вверх, фиг. 1) с усилием, достаточным для введения коротковолокнистой арматуры 7 в пластину 8.

Высоту углублений прижимного элемента

2 выбирают заведомо меньшей, чем длина установленной и фиксированной в углублениях 3 коротковолокнистой арматуры 7.

Поэтому, при прижиме элемента 2 к стеклопластиковой пластине 8 коротковолокнистая арматура 7 внедряется в неотвержденную структуру материала пластины 8, и, защемленная основной арматурой материала, остается в нем после отвода прижимного элемента 2 (по стрелке вниз, фиг. 1) от поверхности пластины 8. Диапазон изменения высоты углублений 3 элемента 2 соответствует интервалу изменения практически используемой для арм ирования изделий из композиционных материалов коротковолокнистой арматуры 7.

Затем пластина 8 согласно стандартному техпроцессу прессуется на прессе и термообрабатывается до достижения требуемых характеристик материала. При этом выступающая после отвода элемента 2 над поверхностью пластины 8 часть арматуры 7 полностью внедряется в структуру материала.

Далее пластина 8 термо- и механически обрабатывается в соответствии с требованиями. Применение в устройстве прижимного элемента 2 с улублениями 3 позволяет строго фиксировать направление вводимой в композиционный материал коротковолокнистой арматуры 7 в процессе ее внедрения и, следовательно, обеспечивает трансверсальность положения всех вводимых отрезков коротковолокнистой арматуры 7 в структуре материала. В результате материал изделий не содержит отрезков коротковолокнистой арматуры 7, направление которых отличается от трановерсального, что улучшает пространственную структуру материала, изделий, и, как следствие, повышает их прочность.

Предлагаемое устройство позволяет повысить сд виговую и трансверсальную прочность изделий из коипозиционных материалов введением в его структуру трансверсальной коротковолокн истой арматуры, обеспечивает армирование изделий сложной конфигурации, повышает качество армирования и создает регулярную трансверсальную структуру с равномерным распределением отрезков коротковолокнистой арматуры, 818890

Формула изобретения

1. Устройство для изготовления изделий из композиционных материалов с коротковолокнистым наполнителем, включающее дозатор наполнителя, прижимной элемент с углублениями на рабочей поверхности и ориентирующие наполнитель магниты, отли ч а ющеес я тем, что, с целью повышения прочности удержания коротковолокнистого наполнителя на прижимном элементе, углубления на рабочей поверхности прижимного элемента выполнены цилиндрической, формы с коническим расширением наружу.

2. Устройство по:п. 1, отлич а ющееся тем, что прижимной элемент установлен с возможностью перемещения из зоны действия магнитов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

1О № 587007, кл. В 29D 3/02, 1976.

2. Авторское свидетельство СССР № 596467, кл. В 29D 23/12, 1976 (прототип).

818890

P!iz. Г

Составитель М. Осипова

Техред Л. Куклина

Корректор 3. Тарасова

Редактор Н, Потапова

Заказ 644, 5 Изд. № 268 Тираж 694 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2