СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОБОЛОЧКИ ВРАЩЕНИЯ ИЗ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ
METHOD FOR MANUFACTURE OF SHELL OF REVOLUTION FROM COMPOSITE MATERIALS

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.