ОПРАВКА ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТРУБ МЕТОДОМ НЕПРЕРЫВНОЙ НАМОТКИ И СПОСОБ ЕЕ ПРИМЕНЕНИЯ
MANDREL FOR MANUFACTURING OF PIPES BY METHOD OF CONTINUOUS WINDING AND METHOD OF ITS APPLICATION

Изобретение относится к изготовлению оправок 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. Известна оправка для непрерывной намотки труб, содержащая вал и секторные планки, скрепленные кольцами в блоки (RU 2296050 C1, B29 53/82, опубл. 2007.03.27).
Оправка содержит секторные планки, объединенные с помощью колец в блоки, которые образуют ее рабочую часть (поверхность для намотки). При вращении оправки с помощью вала блоки посредством кулачков копира перемещаются возвратно-поступательно вдоль оси вращения. Недостатком оправки является наличие вала, значительная материалоемкость, высокая трудоемкость ее изготовления и необходимость высокой точности обработки секторных планок и колец.
Значительная трудоемкость объясняется сложной геометрией секторных планок, а необходимость изготовления с высокой точностью колец, посадочных мест и элементов крепления вызвана требованиями к точному соединению (скреплению) нескольких секторных планок в блок. Избыточный вес рабочей части оправки определяется необходимой прочностью скрепления секторных планок кольцами и обеспечением жесткости конструкции. Наличие вала со шпонкой приводит к появлению дополнительных сил трения, возникающих при возвратно-поступательном движении блоков, и преждевременному износу оправки. Кроме этого, указанная оправка обладает малой производительностью, сложной конструкцией и малой надежностью.
Данная оправка является ближайшим аналогом предлагаемого изобретения.
Технический результат изобретения заключается в упрощении конструкции, повышении надежности оправки, снижении ее веса, уменьшении материалоемкости и снижении энергозатрат на изготовление трубы.
Технический результат достигается за счет того, что в оправке для изготовления труб методом непрерывной намотки, содержащей расположенные симметрично ее оси вращения секторные планки, жестко соединенные в блоки, секторные планки соединены в блок посредством элементов удлиненной формы (далее отрезков), соединенных концами и образующих ломаную линию, по меньшей мере, один конец как минимум одного из отрезков, ее составляющих, скрепленный с одной секторной планкой, жестко соединен, по меньшей мере, с одним концом отрезка другой ломаной линии, скрепленным с другой секторной планкой того же блока.
На фиг.1 условно показан общий вид оправки, фронтальный разрез; на фиг.2 - вид А на фиг 1; на фиг.3 - конструкции из элементов удлиненной формы, скрепляющих секторные планки в блоки В и С.
Оправка содержит расположенные симметрично относительно ее оси вращения секторные планки 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 (фиг.1), скрепленные в блоки В, С и D посредством отрезков 10, 11, 12 (блок В), 13, 14, 15 (блок С) и 16, 17, 18 (блок D).
Концы отрезков скреплены с соответствующими секторными планками.
Точка 19 (фиг.1, фиг.3) отрезков 10 и 12 скреплена с секторной планкой 1, точка 20 отрезков 11 и 12 скреплена с секторной планкой 4, точка 21 отрезков 10 и 11 скреплена с секторной планкой 7 (блок В).
Блоки С и D скреплены соответствующими отрезками аналогичным образом.
Точка 22 пересечения отрезков 13 и 15 скреплена с секторной планкой 2, точка 23 отрезков 14 и 15 скреплена с секторной планкой 5, точка 24 отрезков 13 и 14 скреплена с секторной планкой 8 (блок С).
Точка 25 отрезков 16 и 18 скреплена с секторной планкой 3, точка 26 отрезков 17 и 18 скреплена с секторной планкой 6, точка 27 отрезков 16 и 17 скреплена с секторной планкой 9 (блок D).
Секторные планки блока В скрепляются помимо отрезков 10, 11, 12 и расположенными параллельно им с некоторым шагом вдоль оси вращения оправки отрезками 10', 11', 12'. При этом отрезки 10' и 11' соединены в точке 21'.
Секторные планки блока С скрепляются помимо отрезков 13, 14, 15 и расположенными параллельно им с некоторым шагом вдоль оси вращения оправки отрезками 13', 14', 15'. При этом отрезки 13' и 14' соединены в точке 24'.
Секторные планки блока D скрепляются помимо отрезков 16, 17, 18 и расположенными параллельно им с некоторым шагом вдоль оси вращения оправки отрезками 16', 17'.
Для увеличения жесткости оправки (ее сопротивления изгибающим нагрузкам) точка 19 (фиг.3) жестко соединена отрезком 28 с точкой 20' отрезков 11' и 12', а точка 21 жестко соединена отрезком 29 с точкой 19' отрезков 10' и 12' (блок В).
С этой же целью точка 22 жестко соединена отрезком 30 с точкой 23' отрезков 14' и 15', а точка 24 жестко соединена отрезком 31 с точкой 22' отрезков 13' и 15' (блок С).
Соединение концов отрезков 16, 17 и 18 с концами параллельно расположенных соответствующих отрезков, в том числе отрезков 16', 17'.
Оправка работает при способе непрерывной намотки следующим образом.
Приводом вращательного движения (не показан) блоки (группы секторных планок) приводятся во вращение.
Одновременно с вращательным движением привод возвратно-поступательного движения (не показан) приводит в движение блоки (группы секторных планок) и заставляет их совершать возвратно-поступательное перемещение параллельно оси вращения оправки.
При возвратно-поступательном движении блоков, образуемых секторными планками, труба, формируемая путем нанесения на оправку волокнистого материала со связующим, перемещается к концу оправки со скоростью, определяемой приводом возвратно-поступательного движения.
Возможны следующие варианты исполнения оправок.
1. Оправки, в которых соседние секторные планки выполнены с зазором.
2. Оправки с зазором между секторными планками, равным нулю.
3. Оправки, в которых элементы удлиненной формы, соединяющие секторные планки одного блока, концы которых при этом находятся на разном расстоянии от конца оправки и принадлежат разным ломаным кривым, в точках пересечения друг с другом жестко соединены между собой. Такая конструкция блока (оправки) позволяет уменьшить изгиб вдоль оси вращения под действием собственного веса оправки (блока) и увеличить жесткость блока на скручивание.
4. Оправки, в которых как минимум один конец, по меньшей мере, одного отрезка, являющегося частью ломаной линии, скрепленный с одной секторной планкой, жестко соединен как минимум с одним концом другого отрезка той же ломаной линии, скрепленным с другой секторной планкой этого же блока. В указанных оправках точки пересечения отрезков одного блока могут быть жестко соединены между собой. При этом точки пересечения отрезков в блоках из 4-х секторных планок совпадают с осью вращения оправки и могут быть смещены относительно оси вращения с целью последующего соединения точек пересечения. Такая конструкция блока (оправки) позволяет увеличить жесткость на смятие при усадке материала на рабочей поверхности оправки.
5. Оправки, в которых все концы отрезков секторных планок одного блока жестко соединены со всеми концами отрезков других секторных планок того же блока.
6. Оправки, в которых конструкции из элементов удлиненной формы (отрезков), скрепляющие секторные планки в один блок, расположены друг за другом вдоль оси вращения оправки и/или часть, по меньшей мере, одной конструкции из элементов удлиненной формы одного блока находится внутри конструкции другого блока.
Способ применения оправки, включающий намотку материала на оправку, заключается в том, что намотку материала осуществляют на оправку по любому из указанных выше вариантов исполнения оправки.