Устройство дорновое для формирования оболочки сложной формы

Авторы патента:

Владельцы патента RU 2542305:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ивановский государственный политехнический университет" (ФГБОУ ВПО "ИВГПУ") (RU)

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. Устройство дорновое содержит поверхность формирования в виде силовой оболочки, имеющей форму тела вращения, и секторные планки. Секторные планки смонтированы с возможностью изменения угла конусности относительно оси вращения образующей. Секторные планки шарнирно посредством шатунов связаны с ползуном, установленным с возможностью возвратно-поступательного перемещения относительно геометрической оси оболочки. Секторные планки выполнены демонтируемыми для изменения профиля оболочки. Изобретение обеспечивает уменьшение времени съема оболочки с оправки. 3 ил.

Известно устройство [пат. №2294463 Российская Федерация, МПК F16C 11/08, В29С 53/56. Способ изготовления гибких трубопроводов и устройств для его осуществления.; заявитель и патентообладатель Мохов Д.С. - №2005131914/06; заявл. 07.10.2005 опубл. 27.02.2007], содержащее в своем составе опору, на которой консольно закреплена оправка для намотки ленты, снабженная приводом вращения. Оправка представляет собой сборную конструкцию с двумя основаниями, одно из которых закреплено на опоре, второе является свободным. Основания соединены между собой осевой стяжкой, между основаниями установлены валы, по меньшей мере, один из которых является ведущим и соединен с приводом вращения. На обоих основаниях концы валов равномерно распределены по соосным окружностям равного диаметра, при этом концы валов на свободном основании смещены по окружности на радиальный угол по отношению к концам валов на основании, закрепленном на опоре, а устройство для подачи ленты выполнено с обеспечением возможности ее подачи на один из валов тангенциально ему. В качестве средства, обеспечивающего получение неразъемного соединения зоны перекрытия соседних витков ленты, используются различные известные приемлемые средства, выбор соединения которых зависит от используемого материала.

Недостатками данного устройства является то, что оно позволяет выпускать трубы только простого профиля и не имеет возможности формирования сложного профиля из-за расположения валов, концы которых равномерно распределены по соосным окружностям равного диаметра.

Кроме того устройство обладает низким КПВ из-за необходимости использования вспомогательного оборудования в виде «приемлемых средств для получения неразъемного соединения».

Известен способ и коническая оболочка вращения [пат. 2350470 Российская Федерация, МПК В29С 53/56. Способ намотки конической оболочки вращения из полимерных композиционных материалов и коническая оболочка вращения из полимерных композиционных материалов.; заявитель и патентообладатель Разин А.Ф. - №2007126093/11; опубл.27.03.2009, Бюл №9. - 9 с: ил.]. Коническая оболочка вращения из полимерных композиционных материалов, содержит силовую оболочку и шпангоуты, выполненные преимущественно из кольцевых волокон и снабженные заделанными в волокна радиальными зацепами, где зацепы выполнены в виде шипованной ленты из расположенных в ряд гвоздей, шляпки которых заделаны в полоски из слоистого пластика с расположением их между, как минимум, двух слоев этого пластика, причем ленты установлены на всю ширину шпангоута равномерно по окружности концентричными группами с окружным смещением каждой группы, с приращением радиуса, на котором установлена последующая группа, не превышающим высоты гвоздя, при этом гвозди расположены на всю толщину шпангоута.

Недостатком известного способа является низкая технологичность намотки из-за невозможности изменения формы оболочки, сход готового изделия с оправки не гарантирует целостность готового изделия из-за зацепов, выполненных в виде шипованной ленты из расположенных в ряд гвоздей, низкий КПВ из-за необходимости использования вспомогательного оборудования.

В качестве прототипа выбрано устройство [пат. 2397868 Российская Федерация, МПК B29C 53/82. Оправка для непрерывной намотки трубы и способ ее применения.; заявитель и патентообладатель Зиньковский А.Т. - №2008141587/05; опубл. 27.08.2010, Бюл №9. - 9 с.:], представляющее собой оправку для непрерывной намотки трубы, содержащей вал (цилиндрическую оболочку) и расположенные симметрично оси вращения секторные планки, совершающие вместе с валом вращательное движение. От привода вращательного движения и привода возвратно-поступательного движения вал и секторные планки приходят во вращательное движение вокруг оси вращения оправки и возвратно-поступательное движение вдоль (параллельно) той же оси вращения. При перемещении секторных планок к концу оправки в направлении схода труба, формируемая на оправке путем нанесения на нее волокнистого материала со связующим и дальнейшей полимеризацией, также перемещается к концу оправки со скоростью, определяемой приводом возвратно-поступательного движения.

Недостатками данного устройства являются невозможность изменения формы оболочки, сход готового изделия с оправки не гарантирует целостность готового изделия, низкий КПВ из-за необходимости использования вспомогательного оборудования.

Техническим результатом изобретения является расширение технологических возможностей устройства путем придания оболочке различных конфигураций.

Указанный технический результат достигается тем, что в устройстве дорновом для формирования оболочки сложной формы, содержащем поверхность формирования в виде силовой оболочки, имеющей форму тела вращения, и секторные планки, согласно изобретению секторные планки (коромысла) смонтированы с возможностью изменения угла конусности относительно оси вращения образующей, при этом они шарнирно посредством шатунов связаны с ползуном, установленным с возможностью возвратно-поступательного перемещения относительно геометрической оси оболочки, а секторные планки (коромысла) выполнены демонтируемыми для изменения профиля оболочки.

Расширение технологических возможностей устройства за счет изменения возможности геометрических характеристик оправки (конусность, параболоидальность, коноидность и т.д.), состоящей из различных конструкций секторных планок. Дорновая система съема обеспечивает формирование некоторого множества оболочек в непрерывном автоматическом режиме с различными конфигурациями и параметрами.

На фиг.1 изображена кинематическая схема устройства; на фиг.2 показана укладка материала на устройство, имеющее конический профиль; на фиг.3 представлено заявленное устройство в аксонометрии. Устройство содержит подвижно закрепленные с одной стороны, расположенные под углом относительно оси вращения секторные планки 1 (фиг.1), к которым с внутренней стороны шарнирно присоединены шатуны 2, другой стороной шатуны шарнирно соединены с ползуном 3, совершающим возвратно-поступательные перемещения по винту 4, установленному в подшипниковых опорах 5 с возможностью вращательного движения. Изменение угла конусности φ секторных планок осуществляется в результате поступательного движения ползуна при вращении винта.

Устройство работает следующим образом.

Фиксируя угол, намотка материала 6 (в форме нити, группы нитей или ленты) (фиг.2) ведется послойно до требуемой толщины готового изделия. Такой способ укладки наматываемого материала позволяет варьировать в широком диапазоне прочностные характеристики изготавливаемых изделий.

По окончании процесса намотки, после стабилизации формы оболочки (например, в термокамере, которая обеспечивает ускорение отверждения при нагревании до определенных температур), устройство обеспечивает беспрепятственный съем без нарушения ее целостности, за счет уменьшения угла конусности φ, относительно оси вращения секторных планок (коромысел) 1 (фиг.1), который достигается прямолинейным движением ползуна 3, приводимого в движение вращением винта 4, расположенного параллельно относительно оси вращения.

Универсальность устройства позволяет оперативно изменять форму продольного профиля формируемой оболочки, заменяя секторные планки (коромысла) 1 различных конфигураций. Таким образом, конструкция устройства обеспечивает улучшенные прочностные характеристики изделия.

Устройство обеспечивает формирование трехмерной поверхности заданной конфигурации при условиях, обеспечивающих стабильность, при действии силовых и температурных воздействий в процессах намотки и последующем отверждении структуры сформированной оболочки.

Таким образом, дорновое устройство, обеспечивающее формирование оболочек сложной формы и беспрепятственный съем готовой оболочки, дает возможность формирования множества оболочек в непрерывном автоматическом режиме с различными конфигурациями и физико-механическими параметрами при оптимальном КПВ, обусловленном исключением необходимости использования вспомогательного оборудования в основном технологическом процессе.

Устройство дорновое для формирования оболочки сложной формы, содержащее поверхность формирования в виде силовой оболочки, имеющей форму тела вращения, и секторные планки, отличающееся тем, что секторные планки смонтированы с возможностью изменения угла конусности относительно оси вращения образующей, при этом секторные планки шарнирно посредством шатунов связаны с ползуном, установленным с возможностью возвратно-поступательного перемещения относительно геометрической оси оболочки; секторные планки выполнены демонтируемыми для изменения профиля оболочки.

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.

Оправка для изготовления крупногабаритных корпусов из полимерных композиционных материалов // 2507069

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).

Разборная оправка // 2504471

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.

Труба и способ ее изготовления // 2483924

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

Оправка разборная для изготовления оболочек из композиционных материалов // 2469849

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

Оправка для формирования оболочки из композиционных материалов на обсадной трубе с заранее вырезанным в ней "окном" // 2468916

Изобретение относится к изготовлению изделий из композиционных материалов методом намотки, в частности, на обсадной трубе с заранее вырезанным в ней «окном», предназначенной для установки в состав эксплуатационной колонны при строительстве многозабойных скважин.

Способ изготовления узла соединения элементов планера самолета из полимерных композиционных материалов, оснастка для осуществления способа изготовления узла соединения элементов планера из полимерных композиционных материалов и узел соединения элементов планера самолета из полимерных композиционных материалов // 2412860

Блок оправки для намотки труб и оправка для намотки труб // 2408459

Изобретение относится к изготовлению блоков и оправок для производства трубчатых изделий, в частности труб, получаемых как способом непрерывной намотки, так и способом периодической намотки.

Станок для намотки труб и способ его применения // 2404056

Изобретение относится к изготовлению станков для производства трубчатых изделий, в частности композиционных армированных труб на основе термореактивных связующих и волокнистых наполнителей, и может быть использовано для изготовления труб, получаемых как способом непрерывной намотки, так и способом периодической намотки.

Оправка для намотки труб и способ ее применения // 2401738

Изобретение относится к оправке для намотки труб и способу ее применения. .

Способ изготовления переходных фланцевых фитингов из армированного композиционного материала и набор оснастки для осуществления способа (варианты) // 2573530

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. Ширину полосы стеклоткани выбирают меньшей равной сумме расстояния между рабочими поверхностями матриц фланцев и двойной высоты фланца. Оба края полосы надрезают на глубину, равную высоте фланца. После намотки каждого слоя, надрезанные края стеклоткани уплотняют в матрицах фланцев. Над оправками оснований отводных патрубков на стеклоткани выполняют крестообразные надрезы, с каждым слоем меняя их направление. Намотку стеклоткани через несколько слоев чередуют с закладкой в матрицы фланцев лоскутов стеклоткани, пропитанных полимерным связующим до их заполнения. Сформированную магистральную часть фитинга с фланцами и основаниями отводных патрубков нагревают для отверждения полимерного связующего. Отводные патрубки выполняют из композиционного материала намоткой на оправку стеклоровинга или стеклоткани, пропитанных полимерным связующим, и последующим отверждением, а фланцы патрубков - прессованием в пресс-форме. Сборку готовых деталей осуществляют установкой патрубков в их основания на магистральной части фитинга, фланцев на патрубки с заполнением межстеночного пространства в местах их установки полимерным связующим. Изобретение обеспечивает изделия с высокими прочностными характеристиками, а также возможность быстрой переналадки для перехода от одного вида фитинга к другому. 4 н. и 5 з.п. ф-лы, 9 ил.

Оправка устройства непрерывного изготовления неметаллических труб // 2576057

Изобретение относится к оправкам устройств непрерывного изготовления неметаллических труб. Оправка состоит из секторов, формирующих рабочую поверхность оправки, являющуюся формообразующей внутренней цилиндрической поверхности неметаллической трубы. Секторы установлены с возможностью перемещения вдоль оси вращения оправки. Оправка состоит из по меньшей мере четырех модулей, каждый из которых состоит из по меньшей мере двух соосно установленных колец одинакового диаметра, к наружной поверхности каждого из которых жестко прикреплено по меньшей мере два сектора оправки, которые равномерно расположены на наружной поверхности колец. Кольца всех модулей, образующих оправку, установлены соосно оси вращения оправки. Внешняя поверхность колец содержит по меньшей мере два выступа, к которым примыкают секторы. Изобретение обеспечивает уменьшение веса, а также упрощение конструкции оправки. 1 з.п. ф-лы, 6 ил., 1 табл.

Способ и устройство для изготовления композитных продуктов, содержащих плоскую часть // 2588210

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. Технический результат достигается способом изготовления композитного профиля, имеющего некруглое поперечное сечение, согласно которому приводят в действие последовательность секций оправки, имеющих некруглое поперечное сечение, для перемещения в осевом одностороннем направлении через кольцевую намоточную станцию, которая расположена с возможностью вращения вокруг продольной оси оправки, по меньшей мере за один проход. Непрерывно спирально наматывают с использованием намоточной станции термопластичную однонаправленную ленту, содержащую пучок параллельных проходящих в продольном направлении волокон в термопластичном матричном материале, на секции оправки или предварительно намотанный слой для формирования слоев стенки тонкостенного профиля, имеющего закрытое поперечное сечение и по меньшей мере одну плоскую поверхность. И разрезают тонкостенный профиль на секции, размещенные по меньшей мере на одной секции оправки. Причем термопластичную однонаправленную ленту нагревают и напрессовывают на секции оправки или предыдущий слой, когда указанная лента уложена, так что слой оказывается соединен с предыдущим слоем до разрезания. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

Разборная оправка для формообразования полых изделий // 2593447

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. Разборная оправка содержит монтажный стержень 1 и формообразующие сегменты 2. Оправка с замкнутой магнитной системой содержит введенную обмотку 3 постоянного тока из гибкого провода внутри формообразующих сегментов 2, выполненных из ферромагнитного материала и ферромагнитных зерен 4 и опирающихся на монтажный стержень 1. При этом формообразующие сегменты 2 выполнены с выступами и пазами. Технический результат, достигаемый при использовании оправки по изобретению, заключается в том, что обеспечивается упрощение сборочно-разборочных операций, увеличение производительности, повышение точности геометрических параметров рабочей поверхности при воздействии на них температурных и усадочных напряжений. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

Оправка для намотки оболочек из полимерных композиционных материалов // 2606644

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.

Приводная система секторов устройства для изготовления фюзеляжа летательного аппарата // 2619403

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.

Ограничивающая система секторов устройства для изготовления фюзеляжа летательного аппарата // 2619740

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.

Устройство и способ для изготовления заготовок для роторных лопастей ветроэнергетических установок, а также роторная лопасть и ветроэнергетическая установка с такой роторной лопастью // 2620419

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.

Оправка для изготовления труб методом непрерывной намотки и способ её применения // 2625464

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.

Разборная оправка для изготовления крупногабаритных оболочек из композиционных материалов с профилированной внутренней полостью // 2629081

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.