ОПРАВКА ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТРУБ С ВНУТРЕННИМИ КАНАВКАМИ ИЗ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ

Полезная модель относится к оборудованию для производства изделий из композиционных материалов и может быть использована при получении изделий методом намотки.
Известна «Оправка для намотки труб и способ ее применения» по патенту РФ на изобретение №2388602, которая содержит расположенные симметрично относительно ее оси вращения жестко соединенные в блоки секторные планки, при этом секторные планки соединены в блок одним или большим количеством витых элементов.
Недостатком известного устройства по патенту РФ на изобретение №2388602 является невозможность формообразования внутренних канавок в изделии и трудность съема изделия с оправки из-за высокой жесткости витых элементов, соединяющих секторные планки, которая необходима для обеспечения точности размеров изделия.
Известна «Оправка для изготовления труб из композиционных материалов» по патенту РФ на изобретение №2152873, принятая в качестве ближайшего аналога, которая содержит несущий стержень и установленные на нем элементы формообразующей поверхности, при этом несущий стержень имеет отверстия, перпендикулярные оси оправки, а элементы формообразующей поверхности для внутренних выточек выполнены в виде разрезанных на сегменты колец, имеющих кольцевые канавки, в которых выполнены отверстия, перпендикулярные оси колец, при этом сегменты колец закреплены на несущем стержне с помощью шпилек из низкопрочного материала, входящих в отверстия сегментов колец и несущего стержня, и кольцевой обмотки жгутом в канавках сегментов колец, при этом сечение сегмента кольца имеет фигуру разностороннего треугольника, тупой угол которого скруглен.
Недостатком известного устройства по патенту РФ на изобретение №2152873 является трудность формообразования внутренних канавок в изделии из-за необходимости кольцевой обмотки жгутом сегментов колец, что снижает качество поверхности внутренней канавки. Также затруднен съем трубы с оправки из-за необходимости создания значительного усилия при разрушении шпилек из низкопрочного материала, закрепляющих сегменты колец на несущем стержне.
Перед заявляемой полезной моделью поставлена задача упрощения формообразования внутренних канавок в трубе из композиционного материала и съема трубы с оправки.
Поставленная задача в заявляемой полезной модели решается за счет того, что оправка для изготовления труб с внутренними канавками из композиционных материалов содержит стержень со сквозным каналом, установленные на стержне разрезанные на сегменты кольца с формообразующими поверхностями для внутренних канавок, сечение сегмента кольца повторяет сечение внутренней канавки трубы, при этом каждый сегмент кольца разделен на находящийся выше наружной поверхности стержня формообразующий знак и находящееся ниже наружной поверхности стержня основание, формообразующий знак и основание соединены крепежным элементом, доступным через сквозной канал стержня, стержень со сквозным каналом разделен на составные части, между торцами двух смежных составных частей установлены основания сегментов, также на каждом формообразующем знаке сегмента выполнена центрирующая поверхность, обеспечивающая совпадение оси сегмента кольца с осью стержня, также на каждом основании сегмента и ответном торце составной части выполнен стопорящий элемент, ограничивающий вращение сегмента вокруг оси стержня, также в сквозном канале стержня между каждым основанием сегмента и ответным торцом составной части установлен стягивающий элемент, ограничивающий их осевое перемещение относительно друг друга.
Заявленная полезная модель отличается от известного устройства «Оправка для изготовления труб из композиционных материалов» по патенту РФ на изобретение №2152873 тем, что каждый сегмент кольца разделен на находящийся выше наружной поверхности стержня формообразующий знак и находящееся ниже наружной поверхности стержня основание, формообразующий знак и основание соединены крепежным элементом, доступным через сквозной канал стержня, стержень со сквозным каналом разделен на составные части, между торцами двух смежных составных частей установлены основания сегментов, также на каждом формообразующем знаке сегмента выполнена центрирующая поверхность, обеспечивающая совпадение оси сегмента кольца с осью стержня, также на каждом основании сегмента и ответном торце составной части выполнен стопорящий элемент, ограничивающий вращение сегмента вокруг оси стержня, также в сквозном канале стержня между каждым основанием сегмента и ответным торцом составной части установлен стягивающий элемент, ограничивающий их осевое перемещение относительно друг друга.
Указанное отличие позволило получить технический результат, а именно, обеспечило упрощение формообразования внутренних канавок в трубе из композиционного материала и съема трубы с оправки.
На фиг. 1 представлен вид слева на оправку для изготовления труб с внутренними канавками из композиционных материалов.
На фиг. 2 представлен разрез А-А (фиг. 1) оправки для изготовления труб с внутренними канавками из композиционных материалов.
На фиг. 3 представлено аксонометрическое изображение составной части стержня со сквозным каналом.
На фиг. 4 представлено аксонометрическое изображение сегмента кольца, сегмент состоит из соединенных крепежным элементом формообразующего знака и основания.
На фиг. 5 представлено аксонометрическое изображение формообразующего знака сегмента.
На фиг. 6 представлено аксонометрическое изображение основания сегмента.
Оправка для изготовления труб с внутренними канавками из композиционных материалов (фиг. 1-6) содержит стержень 1 со сквозным каналом 2, установленные на стержне 1 разрезанные на сегменты 3 кольца 4 с формообразующими поверхностями 5 для внутренних канавок, сечение сегмента 3 кольца 4 повторяет сечение внутренней канавки трубы, при этом каждый сегмент 3 кольца 4 разделен на находящийся выше наружной поверхности 6 стержня 1 формообразующий знак 7 и находящееся ниже наружной поверхности 6 стержня 1 основание 8, формообразующий знак 7 и основание 8 соединены крепежным элементом 9, доступным через сквозной канал 2 стержня 1, стержень 1 со сквозным каналом 2 разделен на составные части 10, между торцами 11 двух смежных составных частей 10 установлены основания 8 сегментов 3, также на каждом формообразующем знаке 7 сегмента 3 выполнена центрирующая поверхность 12, обеспечивающая совпадение оси 13 сегмента 3 кольца 4 с осью 14 стержня 1, также на каждом основании 8 сегмента 3 и ответном торце 11 составной части 10 выполнен стопорящий элемент 15, ограничивающий вращение сегмента 3 вокруг оси 14 стержня 1, также в сквозном канале 2 стержня 1 между каждым основанием 8 сегмента 3 и ответным торцом 11 составной части 10 установлен стягивающий элемент 16, ограничивающий их осевое перемещение относительно друг друга.
Оправка для изготовления труб с внутренними канавками из композиционных материалов работает следующим образом (фиг. 1-6).
Перед изготовлением трубы с внутренними канавками из композиционных материалов собирают оправку. Сначала собирают четыре сегмента 3 кольца 4 с формообразующей поверхностью 5. Каждый сегмент 3 состоит из формообразующего знака 7 и основания 8, соединенных между собой крепежным элементом 9, например винтовым соединением. Четыре сегмента 3 кольца 4 устанавливают между торцами 11 двух составных частей 10. На каждом формообразующем знаке 7 сегмента 3 выполнена центрирующая поверхность 12, обеспечивающая при сборке совпадение оси 13 сегмента 3 кольца 4 с осью 14 стержня 1. На каждом основании 8 сегмента 3 и ответном торце 11 составной части 10 выполнен стопорящий элемент 15, например соединение типа «шип-паз», ограничивающий вращение сегмента 3 вокруг оси 14 стержня 1. В сквозном канале 2 стержня 1 между каждым основанием 8 сегмента 3 и ответным торцом 11 составной части 10 устанавливают стягивающий элемент 16, например шпилечное соединение, ограничивающий их осевое перемещение относительно друг друга. Собранная оправка содержит стержень 1 со сквозным каналом 2, установленное на стержне 1 разрезанное на четыре сегмента 3 кольцо 4 с формообразующей поверхностью 5 для внутренней канавки. Сечение сегмента 3 кольца 4 повторяет сечение внутренней канавки трубы.
На наружную поверхность 6 стержня 1 и формообразующую поверхность 5 формообразующего знака 7 наносят разделительную смазку и на оправку послойно наматывают пропитанную связующим арматуру, например пропитанную эпоксидным связующим стеклоткань. После отверждения связующего на наружной поверхности оправки получают трубу с внутренней канавкой из композиционного материала.
Для съема трубы разбирают оправку. Через сквозной канал 2 стержня 1 разбирают и извлекают стягивающие элементы 16, например шпилечные соединения, и крепежные элементы 9, например винтовые соединения. После чего из трубы извлекают две смежные составные части 10, основания 8 сегментов 3, а затем достают формообразующие знаки 7 сегментов 3. Наличие разделительной смазки снижает прикладываемое при извлечении усилие.
Полезная модель позволила получить технический результат, а именно, обеспечило упрощение формообразования внутренних канавок в трубе из композиционного материала и съема трубы с оправки.