Способ изготовления пространственной модели лопасти осевого вентилятора

Изобретение относится к изготовлению пространственной модели лопасти осевого вентилятора. Осуществляют сборку и формирование скелета профиля модели из единичных профилей. Скелет профиля формируют из единичных профилей, которые насаживают на оправку длиной, равной длине скелета с помощью имеющихся в каждом из профилей сквозных посадочных отверстий. Форму скелета формируют с углом крутки профиля лопасти, для этого каждый единичный профиль от исходного до конечного устанавливают на оправке таким образом, чтобы разность угла установки исходного и конечного профилей была равна расчетному углу крутки профиля лопасти. Установку единичных профилей на оправке под заданным углом осуществляют за счет заданной ориентации посадочных отверстий, длину скелета формируют за счет количества единичных профилей, а ширину – за счет количества оправок и соответствующего им количества посадочных отверстий. В результате упрощается работа по моделированию новых профилей лопасти осевого вентилятора. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

 

Изобретение относится к области моделирования оснастки для изготовления лопастей осевых вентиляторов и может быть использовано для изготовления скелетной модели лопасти осевого вентилятора, предназначенной, например, для градирен большого диаметра.

Для изготовления пространственных моделей кожухообразной формы средних и крупных размеров применяются т.н. скелетные модели единовременного применения (http://dnb.d-nb.de.). Достоинство скелетных моделей состоит в том, что они значительно дешевле полной модели, меньшей массы и материалоемкости.

Пример склеенной деревянной модели обтекателя шахтного вентилятора показан на рис. 101 указанного источника. Способ изготовления такой модели включает моделирование скелета профиля изготавливаемой модели из деревянных ребер соответствующей формы, заполнение пространства между ребрами пенопластом, гипсом, пенополиуретаном, пластилином, либо путем перекрытия пространства между ребрами листовым пластиком или пиломатериалами из мягких пород древесины, деревянным шпоном и т.д. Как правило, заданный профиль поверхности скелетной модели профиля лопасти выводят с помощью лекал и шаблонов, а окончательный профиль и качество поверхности скелетной модели получают с помощью грунтовки, шпатлевки и нанесения финишного покрытия. Способ весьма трудоемкий и длительный по времени, что существенно усложняет работы по моделированию новых профилей лопасти, особенно в период опытно-конструкторских и экспериментальных работ. Более того, известный способ не позволит достичь необходимой точности профиля для такого пространственного изделия, как лопасть вентилятора, для которого существенным является угол крутки, как расчетная величина, заданная аэродинамическим расчетом.

Задача настоящего изобретения заключается в создании способа изготовления пространственной модели лопасти осевого вентилятора.

Для этого предложен способ, который, как и прототип, включает сборку и формирование скелета профиля модели из единичных элементов. Заявленный способ отличается тем, что скелет профиля, включая его форму, длину и ширину, формируют из единичных элементов, которые с учетом формы скелета вырезают из листового материала заданной толщины и плотно насаживают на оправку длиной, равной длине скелета с помощью имеющихся в каждом из элементов сквозных посадочных отверстий, при этом форму скелета формируют с углом крутки профиля лопасти, для этого каждый единичный элемент от исходного до конечного, а также их взаимное расположение относительно друг друга устанавливают на оправке таким образом, чтобы разность угла установки исходного и конечного профилей была равна расчетному углу крутки профиля лопасти, установку единичных элементов на оправке под заданным углом осуществляют за счет заданной ориентации посадочных отверстий, длину скелета формируют за счет количества единичных профилей от 1 до n, а ширину – за счет количества оправок и соответствующего им количества посадочных отверстий от 1 до m.

Единичные элементы скелета профиля модели насаживают на оправку, имеющую наружный профиль, соответствующий профилю сквозного посадочного отверстия того единичного элемента, который на нее насаживают. При этом оптимальным является исполнение, при котором при длине лопасти осевого вентилятора до 1 метра, используют единичные профили толщиной 3–10 мм, при длине от 1 до 3 метров, – толщиной 6–20 мм, при длине более 3 метров – толщиной 15 – 40 мм.

Изготовленная предлагаемым способом модель лопасти состоит из набора отдельных аэродинамических профилей заданной формы, длины, ширины и толщины, плотно насаженных на оправку. В отличие от прототипа, заявленный способ не нуждается в выведении заданного профиля поверхности скелетной модели с помощью лекал и шаблонов, в заполнении пространства между ребрами каким либо материалом, в использовании грунтовки, шпатлевки и нанесения финишного покрытия для получения окончательного профиля и качества поверхности скелета модели. В результате использования заявленного способа многократно сокращаются сроки моделирования, что повышает эффективность опытно-конструкторских и экспериментальных работ, снижает их стоимость и повышает качество конечного продукта. Большинство операций заявленного способа могут быть автоматизировано и механизировано, что повышает точность профиля изготавливаемой модели. Кроме того, широкий выбор листовых материалов для изготовления единичных элементов обеспечивает большие возможности для реализации заявленного способа.

Новый технический результат, достигаемый изобретением, заключается в упрощении технологии изготовления модели, сокращении сроков моделирования и повышении точности изготавливаемой модели.

Предлагаемый способ иллюстрируется рисунками, где на фиг. 1 показана схема сборки модели лопасти; на фиг.2 – единичный элемент с трапецеидальным профилем; на фиг.3 – единичный элемент с серповидным профилем; на фиг. 4 – фото полученной лопасти.

При осуществлении способа в качестве листового материала можно использовать толстый картон (МДФ), фанеру, листовой пластик, плотный пенопласт и др. С помощью автоматической раскройки посредством, например, лазерного плоттера, ЧПУ- фрезера, форматно-раскроечной машины, вырезают единичные элементы скелета заданной толщины с учетом заданной формы скелета, включая исходный 1, промежуточный 2 и конечный n. Для формирования скелета заданной длины элементы 1,2,n плотно с помощью клея насаживают на оправку 3 длиной, равной длине скелета с помощью имеющихся в каждом из них сквозных посадочных отверстий 4. Каждый из единичных элементов имеет свой угол установки α1, α2, αn, соответствующий расчетной схеме заданной крутки профиля лопасти. Для формирования скелета с углом крутки профиля лопасти каждый единичный элемент от исходного до конечного, а также их взаимное расположение относительно друг друга устанавливают на оправке таким образом, чтобы разность угла установки между исходным и конечным профилями от α1 до αn была равна расчетному углу крутки профиля лопасти. Этого достигают за счет заданной ориентации посадочных отверстий 4 при условии, что угол наклона этого отверстия β равен углу установки данного единичного элемента. Длину скелета формируют за счет количества единичных профилей, а ширину – за счет количества оправок и соответствующего им количества посадочных отверстий от 1 до m.

Исходный профиль 1, представленный на фиг.1, выполнен с углом установки α1 = 00. В данном случае - это база, за которую можно принять любую удобную поверхность для соблюдения условия, чтобы разность угла установки конечного профиля и начального была равна расчетному углу крутки профиля лопатки.

В горизонтальной плоскости каждый единичный элемент позиционирован на расстоянии А1, А2, Аn от оси лопасти. Поперечные размеры оправки равны размерам сквозных отверстий. Толщину единичного профиля рассчитывают по формуле: Sn = L/n, где: L – длина лопасти; n – число единичных профилей. При этом для небольшой, до 1 метра, длине лопастей, оптимальной толщиной единичного элемента, с учетом последующей обработки поверхности модели лопасти, является толщина равная 3-10 мм. Для средних лопастей длиной от 1 до 3 метров, оптимальной толщиной является – 6-20 мм. Для больших, более 3 м лопастей, рекомендуемая толщина единичного профиля составляет 15 - 40 мм. Количество оправок зависит от размеров лопасти. С учетом жесткого позиционирования профилей наружный профиль оправок может быть круглым, квадратным и др., соответственно и форма сквозных посадочных отверстий в единичных элементах должна соответствовать наружному профилю оправки. Для получения жесткой конструкции модели лопасти, единичные профили при сборке склеиваются между собой. После сборки поверхность лопасти получается ступенчатой и подлежит дальнейшей обработке общепринятыми доводочными способами: шпатлевка, шлифовка, полировка и пр. Форма единичного элемента может быть трапецеидальной, серповидной и пр. (фиг. 2, 3).

Заявленный способ позволяет упростить работы по моделированию новых профилей лопасти осевого вентилятора.

1. Способ изготовления пространственной модели лопасти осевого вентилятора, включающий сборку и формирование скелета профиля модели из единичных профилей, отличающийся тем, что скелет профиля, учитывающий его форму, длину и ширину, формируют из единичных профилей, которые с учетом формы скелета вырезают из листового материала заданной толщины и плотно насаживают на оправку длиной, равной длине скелета с помощью выполненных в каждом из элементов сквозных посадочных отверстий, при этом форму скелета формируют с углом крутки профиля лопасти путем установки на оправку каждого единичного профиля от исходного до конечного, при их взаимном расположении относительно друг друга с обеспечением разности угла установки исходного и конечного профилей, равной расчетному углу крутки профиля лопасти, за счет заданной ориентации посадочных отверстий, причем длину скелета формируют посредством единичных профилей в количестве от 1 до n, а ширину – посредством оправок и соответствующего им количества посадочных отверстий от 1 до m.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что единичные профили модели насаживают на оправку, имеющую наружный профиль, соответствующий профилю сквозного посадочного отверстия того единичного элемента, который на нее насаживают.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что при длине лопасти осевого вентилятора до 1 метра, единичные профили вырезают толщиной 3–10 мм, при длине от 1 до 3 метров, – толщиной 6–20 мм, при длине более 3 метров – толщиной 15 – 40 мм.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области авиации, в частности к конструкциям воздушных винтов. Лопасть воздушного винта с управляемой геометрией профиля содержит аэродинамический профиль, имеющий соединенные между собой переднюю часть и подвижной закрылок.

Изобретение относится к области авиации и может быть использовано при производстве лопастей рулевых и несущих винтов вертолетов, воздушных винтов самолетов. Лопасть винта вертолета содержит многослойную обшивку из волокнистого композиционного материала и вкладыш.

Изобретение относится к конструкциям и способам изготовления лопастей воздушных винтов. Лонжерон лопасти аэродинамической модели воздушного винта из композиционных полимерных материалов состоит из верхней и нижней профилированных полок, соединенных заполнителем.

Изобретение относится к области авиации, в частности к конструкциям и способам изготовления узлов лонжеронов лопастей воздушных винтов. Лонжеронный узел лопасти содержит корпусную часть и узел крепления законцовки.

Изобретение относится к области авиации, в частности к конструкциям и способам изготовления лопастей винтов летательных аппаратов. Лопасть (1) винта летательного аппарата имеет корневую часть (2) со сквозным гнездом (3) и основную часть (4).

Изобретение относится к авиационной технике и касается лопастей несущих и рулевых винтов вертолетов. Лопасть из композиционных материалов (КМ) изготавливается формованием в пресс-форме в полный профиль ее наружных поверхностей и включает в себя высокопрочные элементы конструкции, заполнитель внутренних полостей из легких материалов, балансировочные грузы, нагревательную накладку, антиабразивную оковку, элементы крепления и аэродинамические обтекатели и триммеры.

Изобретение относится к авиационной промышленности и может быть использовано при производстве лопастей несущих и рулевых винтов для вертолетов. Способ изготовления безлонжеронной лопасти винта вертолета заключается в том, что из термокомпрессионного пенопласта в соответствии с требуемыми размерами изготавливают заполнитель (1), имеющий форму лопасти.

Изобретение относится к области винтовых движителей. Законцовка лопасти, выполненная в виде концевого крылышка, представляет собой профиль лопасти, разделенный на верхнюю и нижнюю части.

Изобретение относится к области авиационной техники, а именно к конструкциям лопастей несущего винта и способам их изготовления из слоистых композиционных материалов.

Изобретение относится к области авиации, в частности к конструкциям лопастей несущих винтов. Лопасть (Р) крыла с размахом (Е), вращающаяся вокруг втулки (М) винта (RO) с частотой (Ω) вращения, азимут вращения которой известен, имеющая разные режимы деформации, в частности режим кручения вокруг ее размаха (Е) с ее собственной частотой, содержит часть (В) крепления втулки, аэродинамическую часть (А), средство (17) динамического скручивания вокруг ее размаха (Е).

Изобретение относится к конструкциям лопастей, предназначенных для работы в многолопастных вентиляторах аэродинамических труб или ветрогенераторов. Лопасть представляет собой сборную конструкцию в виде профилированного пера, которое устанавливается на мах втулки вентилятора или ветрогенератора.

Изобретение относится к области авиации и может быть использовано при производстве лопастей рулевых и несущих винтов вертолетов, воздушных винтов самолетов. Лопасть винта вертолета содержит многослойную обшивку из волокнистого композиционного материала и вкладыш.

Лопасть винта летательного аппарата содержит обтекаемую структуру, образованную деталью из волоконной арматуры (200), полученной трехмерным переплетением пряжи и уплотнением матрицей, вместе с лонжероном (60), содержащим увеличенный участок (62), отходящий наружу из волоконной арматуры и образующий комель лопасти, и формообразующий участок (61), расположенный в корпусе (206), расположенном в волоконной арматуре (200).

Изобретение относится к системе дистанционной связи, выполненной с возможностью встраивания в летательный аппарат (1А, 1B, 1С), содержащий по меньшей мере один винт (50А, 50B, 50С) двигателя с множеством лопастей (52А, 52B, 52С), выполненный с возможностью вращения относительно неподвижного модуля (10А, 10B, 10С) летательного аппарата вокруг оси (X) двигателя.

Изобретение относится к области авиационной техники, в частности к способам изготовления лопастей рулевого винта вертолета из слоистых композиционных материалов.

Изобретение относится к области авиации, в частности к конструкциям турбовинтовых двигателей и воздушных винтов. Лопасть (10) содержит конструкцию с аэродинамическим профилем (20), содержащую две противоположные обшивки (21, 22), полученные посредством трехмерного плетения волокнистого армирующего материала (100), лонжерон (30), содержащий волокнистый армирующий материал, полученный посредством трехмерного плетения и уплотненный матрицей.

Изобретение относится к авиационной технике и касается лопастей несущих и рулевых винтов вертолетов. Лопасть из композиционных материалов (КМ) изготавливается формованием в пресс-форме в полный профиль ее наружных поверхностей и включает в себя высокопрочные элементы конструкции, заполнитель внутренних полостей из легких материалов, балансировочные грузы, нагревательную накладку, антиабразивную оковку, элементы крепления и аэродинамические обтекатели и триммеры.

Изобретение относится к конструкции и способу изготовления лопастей аэродинамических моделей воздушных винтов, применяющихся для испытаний в аэродинамических трубах.

Изобретение относится к области авиации, в частности к конструкциям и способам изготовления лопастей воздушных винтов. Лопасть (10) винта турбовинтового двигателя летательного аппарата включает конструкцию (20) с аэродинамическим профилем, содержащую, по меньшей мере, одно волокнистое усиление, полученное посредством трехмерного тканья нитей, и уплотненное матрицей, и формообразующую деталь (140) определенной формы из жесткого ячеистого материала.

Изобретение относится к воздушным винтам, гребным винтам и лопастям винтов ветродвигателей. Лопасть с плоским или цилиндрическим местом крепления к ступице винта имеет закладные металлические детали для болтов крепления в виде цилиндрических втулок, от которых идут жгуты волокон армирующего материала, огибающие эти втулки.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при изготовлении лопаток газотурбинного двигателя с усиливающим кромочным элементом. На заготовке кромочного элемента формируют зубчатый рельеф штамповкой между первой и второй половинами штампа.

Изобретение относится к изготовлению пространственной модели лопасти осевого вентилятора. Осуществляют сборку и формирование скелета профиля модели из единичных профилей. Скелет профиля формируют из единичных профилей, которые насаживают на оправку длиной, равной длине скелета с помощью имеющихся в каждом из профилей сквозных посадочных отверстий. Форму скелета формируют с углом крутки профиля лопасти, для этого каждый единичный профиль от исходного до конечного устанавливают на оправке таким образом, чтобы разность угла установки исходного и конечного профилей была равна расчетному углу крутки профиля лопасти. Установку единичных профилей на оправке под заданным углом осуществляют за счет заданной ориентации посадочных отверстий, длину скелета формируют за счет количества единичных профилей, а ширину – за счет количества оправок и соответствующего им количества посадочных отверстий. В результате упрощается работа по моделированию новых профилей лопасти осевого вентилятора. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

Наверх