Слоистая цилиндрическая оболочка и способ ее изготовления
Использование: изобретение относится к конструкции и технологии изготовления слоистых изделий и может быть использовано в различных отраслях народного хозяйства. Сущность изобретения: слоистая оболочка имеет гофрированный слой, скрепленный с подложкой, отгибы ее образуют кольцевые ребра жесткости. Изготовление оболочки включает последовательную намотку внутреннего несущего слоя, среднего слоя, выполненного из гофрированной ленты и скрепленной с подложкой с отгибами над торцами гофр, при этом соседние ленты накладываются внахлест, на величину отгиба подложки, после чего наносят наружный несущий слой, производят отверждение оболочки и снятие ее с оправки. 2 с. и 3 з. п. ф-лы, 9 ил.
Изобретение относится к конструкции слоистых оболочек и технологии их изготовления и может быть использовано в различных отраслях народного хозяйства. Наиболее близким по технической сущности к изобретению в частности изделия является трехслойная цилиндрическая оболочка, содержащая гладкие наружный и внутренний слои и соединенный с ними средний гофрированный слой, при этом гладкие слои являются подложками для гофрированного слоя, гофры которого направлены вдоль оси оболочки, а стенки гофр соединены гибкой связью. В данной оболочке гофры прилегают к несущим слоям плоскостью вершин гофр, что дает развитую поверхность склейки и обеспечивает прочность связи слоев. Однако, так как гофры расположены только в продольном направлении, прочность и жесткость оболочки в поперечном направлении незначительны. Наиболее близок данному способу по технической сущности способ изготовления трехслойной оболочки, включающий последовательную намотку на оправку внутреннего несущего слоя поперечно-гофрированной ленты с подложкой и несущего наружного слоя с прилеганием вершин гофр к несущим слоями и образованием продольных гофр, установку между стенками гофр гибких связей с последующим отверждением сборки и съемом с оправки. Достоинством этого способа является то, что укладывается гофрированная лента, ширина которой больше высоты гофра, при этом зона склеивания развита за счет прилегания гофр вершинами к несущим слоям. Однако гибкие связи между стенками гофр не создают замкнутой ячейки, в результате оболочка в кольцевом направлении имеет малую прочность и жесткость, т. к. стенки гофр идут только в продольном направлении. Кроме того, гибкие связи не обеспечивают стабильности положения стенки гофр, т. к. происходит взаимное смещение стенок гофр вдоль нитей. Целью изобретения является повышение прочности. Для достижения указанной цели в частности оболочки связи между стенками гофр образованы отгибами подложки продольно гофрированного слоя, расположенными перпендикулярно ей между торцами гофр, а в части способа - подложку, по крайней мере, одной поперечно-гофрированной ленты выполняют с превышением ее ширины на величину высоты гофра и укладывают внахлест на величину этого превышения с упором в торец соседнего гофра, причем подложка поперечно-гофрированной ленты выполнена с превышением ширины этой ленты с двух ее с сторон на величину гофра, кроме того, поперечно-гофрированную ленту укладывают между витками лент с подложкой, ширина которых равна ширине поперечно-гофрированной ленты, а отгиб подложки поперечно-гофрированной ленты по длине выполнен с поперечными разрезами на величину высоты гофра. На фиг. 1 показан общий вид оболочки; на фиг. 2 - фрагмент оболочки; на фиг. 3 - фрагмент гофрированной ленты с подложкой и свесами; на фиг. 4 - схема укладки слоев при изготовлении оболочек прямой намоткой, вид сверху; на фиг. 5, 6, 7 - положения гофрированных лент при прямой намотке; на фиг. 8, 9 - то же, при спиральной намотке. Слоистая цилиндрическая оболочка содержит несущие наружные слои 1 и 2 скрепленный с ними, например, путем склейки внутренней сотовый слой 3, состоящий из продольных гофр 4 с подложкой 5, связи между стенками гофр, направленные в кольцевом направлении и выполненные в виде отгибов 6 подложки 5, скреплены, например, путем склейки с торцами гофр. Отгибы фиксируют гофр, чтобы он не складывался и, кроме того, образуют кольцевые ребра жесткости, которые вместе с продольными гофрами образуют замкнутые сотовые ячейки, стенками которых являются стенки продольных гофр 4 и отгибы 6 подложки 5. Слоистая оболочка изготавливается методом прямой намотки или намоткой по винтовой линии. На оправку 7, соответствующую по форме внутреннему несущему слою 1, покрытую антиадгезионным составом, формуют внутренний несущий слой 1, наматывая на оправку 7 стеклоткань с нахлестом кромок и пропитанную, например, эпоксидной смолой. На сформированный несущий слой 1 наматывают гофрированную ленту 4 с подложкой 5 и выступающим отгибом 6, при этом соседние ленты накладываются внахлест на величину отгиба 6 подложки 5, нависающего над торцами ранее уложенных гофр 4. При этом на отгибы 6 уносят клей и при укладке они приклеиваются к торцам гофр 4. Для облегчения загиба делают насечку на выступающей подложке 5 по линии 8 торцов гофр 4, а на отгибах 6 могут быть выполнены разрезы 9 на величину отгиба 6. Затем формуют внешний несущий слой 2, наматывая на сотовый слой 3 с перекрытием пропитанную, например, эпоксидной смолой ленту, аналогично слою 1. Сформированную оболочку выдерживают для отверждения смолы, в случае необходимости с термообработкой. Затем готовую слоистую оболочку снимают с оправки 7. В случае изготовления слоистой оболочки методом прямой намотки при формировании внутреннего несущего слоя 1 стеклоткань располагают вдоль оправки 7 в шахматном порядке с нахлестом кромок верхних полотнищ ткани 10 над нижними 11. При этом полотнища 10 и 11 одновременно пропитываются, например, протягиванием через ванночки со связующими, например эпоксидной смолой. После получения нужной толщины слоя 1 полотнища 10 и 11 отрезают и вместо рулонов 12 со стеклотканью устанавливают рулоны с поперечно-гофрированным материалом 4, сдублированными, например, путем склейки с подложкой 5, причем подложка 5 имеет отгибы 6, выступающие над торцами гофр 4, и на отгибах 6 по линии 8 торцов гофр 4 может быть выполнена насечка, например, в виде продавленной полосы, облегчающей загиб. То, что отгиб 6 развернут, позволяет легко сворачивать в рулон гофрированную ленту 4 с подложкой 5. Гофрированный материал 4 с подложкой 5 и отгибами 6 протягивают, при этом на отгибы 6 с обеих сторон наносят клей, например эпоксидный, и укладывают на сформированный слой 1 с неполимеризованным связующим, к которому они приклеиваются, при этом соседние ленты накладывают внахлест на величину отгиба 6 подложки 5, нависающего над торцами ранее уложенных гофр 4, от наложения происходит загиб его по линии 8 и приклеивание к торцам гофр 4. Потом включают привод оправки 7 и ведут намотку, при этом также от наложения отгибов 6 происходит их загиб и приклеивание к торцам гофр 4. По первому варианту при прямой намотке (фиг. 5) на сформированный несущий слой 1 наматывают в шахматном порядке гофрированные ленты 4 с выступающими отгибами 6 с обеих сторон гофр поверх гофрированных лент 4 без отгибов, при этом соседние ленты накладываются внахлест на величину этого отгиба, нависающего над торцами ранее уложенных гофр 4, лент без выступающих свесов. По второму варианту прямой намотки (фиг. 9) на сформированный несущий слой 1 укладывают снизу гофрированные ленты 4 с выступающими свесами с обеих сторон гофрированной ленты 4, а сверху гофрированные ленты 4 без выступающих свесов, при этом соседние ленты накладываются внахлест на величину свеса подложки 5. При прямой намотке (фиг. 7) на сформированный несущий слой 1 снизу укладывают гофрированную ленту 4 с выступающими сверху отгибами 6 с обеих сторон гофр 4, а сверху гофрированные ленты 4 с выступающими с обеих сторон отгибами 6 подложки 5, причем подложка расположена к несущему слою 1. Соседние ленты накладывают внахлест на величину отгиба 6 с образованием поперечного ребра. При намотке по винтовой линии оба несущих слоя 1 и 2 наматываются по винтовой линии, а средний между ними сотовый слой 3, укладывают тоже по винтовой линии двумя вариантами. Пример выполнения способа. Изготовляется слоистая цилиндрическая оболочка диаметром 1500 мм На оправку наматывают в качестве антиадгезионного слоя полиэтиленовую пленку. Полосы из рулонов стеклоткани марки Т-14-78 шириной 500 мм, установленных вдоль оправки, пропитывают эпоксидной смолой путем протягивания через ванночки со смолой и наматывают на их оправку внахлест, делая шесть оборотов оправки, в результате образуется внутренний несущий слой толщиной 2 мм. Затем формуют средний сотовый слой, для этого наматывают на сформированный несущий слой в один слой гофрированную ленту шириной 500 мм из картона толщиной 0,5 мм с гофрами высотой 20 мм и шагом гофр 20 мм с выступающим на 20 мм с обеих сторон свесом подложки из картона толщиной 0,5 мм. При этом нижние ленты наматывают подложкой вверх, а верхние - подложкой вниз, и одновременно с подачей свесы намазываются эпоксидной смолой с помощью клеенамазочного валика. Соседние ленты накладываются внахлест на величину свеса подложки нависающего над торцами гофр, свесы при этом загибаются, склеиваясь между собой и с торцами гофр, образуя сотовые ячейки. Затем формируют внешний несущий слой так же, как и внутренний слой из шести слоев ткани -14-78. Затем сформованную оболочку выдерживают для отверждения смолы и снимают с оправки. В результате получают оболочку внутреннего диаметра 1500 мм толщиной стенки 24 мм, состоящую из внутреннего слоя 2 мм, сотового слоя 20 мм и внешнего слоя 2 мм. Эта оболочка из-заа образования кольцевых ребер жесткости, образованых отгибами подложки, расположенных с шаом 500 мм и имеющих толщну 1 мм (двойная толщина подложки) имеет повышенную прочность и жесткость в кольцевом направлении. Данная слоистая цилиндрическая оболочка с сотовым заполнителем имеет повышенную прочность и жесткость, вследствие образующейся сотовой конструкции среднего слоя и развитых поверхностей склейки между несущими слоями и элементами сотового слоя. Данный способ изготовления замкнутой цилиндрической оболочки позволяет получать оболочки с повышенной прочностью. (56) Кротов И. В. Модели ракет. Проектирование. Изд-во ДОСААФ СССР. М. , 1979, с. 91-93.
Формула изобретения
1. Слоистая цилиндрическая оболочка, включающая несущие наружные и внутренние слои, между которыми расположен продольногофрированный слой с подложкой, соединенный с несущими слоями по вершинам гофр, и связи между этими гофрами, отличающаяся тем, что, с целью повышения прочности в поперечном направлении, связи между стенками гофр образованы отгибами подложки продольно-гофрированного слоя, расположенными перпендикулярно ей между торцами гофр. 2. Способ изготовления слоистой цилиндрической оболочки, включающий последовательную намотку на оправку внутреннего несущего слоя, поперечно гофрированной ленты с подложкой и несущего наружного слоя с прилеганием вершин гофр к несущим слоям и образованием продольных гофр, установку между стенками гофр гибких связей с последующим отверждением сборки и съемом с оправки, отличающийся тем, что, с целью повышения прочности в поперечном направлении, подложку, по крайней мере, одной поперечно-гофрированной ленты выполняют с превышением ее ширины на величину высоты гофра и укладывают внахлест на величину этого превышения с упором в торец соседнего витка. 3. Способ по п. 2, отличающийся тем, что подложка поперечно-гофрированной ленты выполнена с превышением ширины этой ленты с двух ее сторон на величину высоты гофра. 4. Способ по п. 3, отличающийся тем, что поперечно-гофрированную ленту укладывают между витками лент с подложкой, ширина которых равна ширине поперечно-гофрированной ленты. 5. Способ по п. 2, отличающийся тем, что отгиб подложки поперечно-гофрированной ленты по длине выполнен с поперечными разрезами на величину высоты гофра.РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе
Номер и год публикации бюллетеня: 2-2002
Извещение опубликовано: 20.01.2002
