Способ изготовления оболочки вращения из композиционных материалов
Владельцы патента RU 2357864:
Открытое акционерное общество Научно-производственное объединение "Искра" (RU)
Изобретение относится к технологии изготовления оболочек вращения из композиционных материалов методом намотки и может быть использовано в авиастроении, машиностроении и других областях техники. Способ изготовления оболочки вращения из композиционных материалов включает кольцевую намотку тканой ленты, пропитанной связующим, на оправку. До намотки тканую ленту складывают в два слоя, располагая основу и уток под углом. Затем слои фиксируют между собой сшивкой нитками. Складку тканевой ленты в два слоя производят на двух параллельно расположенных стержнях. При этом ленту наматывают под углом в 45° к стержням. Достигаемый при этом технический результат заключается в снижении трудоемкости изготовления оболочек вращения и повышении качества изделия. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.
Изобретение относится к технологии изготовления оболочек вращения из композиционных материалов методом намотки и может быть использовано в авиастроении, машиностроении и других областях техники.
В технике известны способы изготовления ненагруженных оболочек вращения из композиционных материалов ткаными лентами методом кольцевой намотки. Наиболее близким к заявляемому является кольцевой способ намотки оболочек вращения из композиционных материалов (см. Буланов И.М., Воробей В.В. Технология ракетных и аэрокосмических конструкций из композиционных материалов: Учеб. для вузов. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э.Баумана, 1998, с.181-182). Способ намотки заключается в укладке сформированной ленты волокнистого материала на поверхность оправки по винтовой линии. При этом витки, образованные непрерывной укладкой ленты, плотно прилегают между собой или имеют строго постоянный нахлест, величина которого связана с числом формуемых одновременно слоев заданной структуры.
Недостатком данного способа является технологическая сложность намотки на конические и криволинейные оправки. При намотке на такие поверхности ткань ложиться с гофрами. На большем диаметре при приложении определенного усилия ткань плотно облегает поверхность, а на меньшем диаметре не будет прилегать к поверхности, образуя пористую, волнистую поверхность. Поэтому при использовании тканых пакетов при намотке нецилиндрических поверхностей проводят разрезку ткани либо на большем диаметре, либо на меньшем и выкладывают либо с нахлестом, либо с зазором соответственно. После выкладки тканого пакета в связи с тем, что поверхность является «рыхлой», на него наматываются закрепляющие кольцевые слои жгута, а при угле конусности больше 11° и коэффициенте трения, не превышающем 0,18, кольцевые слои могут сползать.
Технической задачей является снижение трудоемкости, повышение качества изготовления оболочек вращения из композиционных материалов с криволинейной образующей.
Технический результат достигается тем, что в способе изготовления оболочки вращения из композиционных материалов, включающем кольцевую намотку тканой ленты, пропитанной связующим, на оправку, до намотки тканую ленту складывают в два слоя, располагая основу и уток под углом, фиксируют слои между собой сшивкой нитками. Складку тканевой ленты в два слоя можно производить на двух параллельно расположенных стержнях, наматывая ленту под углом в 45° к стержням.
На фиг.1 представлена двухслойная тканая лента 1, полученная сложением основы и утка под углом и сшитая нитками 2. Линиями 3 показаны стыки краев исходной полосы тканой ленты (штриховые линии - невидимые линии, сплошной - видимые). Начальная ширина ленты обозначена h, итоговая ширина - Н.
На фиг.2 представлено устройство для формирования двухслойных тканых лент. Начиная с концов металлических стержней 4 без зазоров и нахлеста, наматывается тканая лента 5, при этом угол намотки составляет 45°. Затем эта ткань сшивается. Сшитая ткань сдвигается со стержней и наматывается на бобину 6.
Способ осуществляется следующим образом.
Двухслойная тканая лента 1 закрепляется на меньшем диаметре криволинейной оправки и производится кольцевая намотка по заданной управляющей программе с заданным шагом намотки. Последующего уплотнения и упрочнения намотанного пакета не требуется.
Использование изобретения позволяет снизить трудоемкость изготовления оболочек вращения, повысить качество изделия.
1. Способ изготовления оболочки вращения из композиционных материалов, включающий кольцевую намотку тканой ленты, пропитанной связующим, на оправку, отличающийся тем, что до намотки тканую ленту складывают в два слоя, располагая основу и уток под углом, фиксируют слои между собой сшивкой нитками.
2. Способ изготовления оболочки вращения из композиционных материалов по п.1, отличающийся тем, что складку тканевой ленты в два слоя производят на двух параллельно расположенных стержнях, наматывая ленту под углом в 45° к стержням.
