НАМОТОЧНОЕ УСТРОЙСТВО

Изобретение относится к оборудованию для изготовления изделий из композиционно-волокнистых материалов.
Известно намоточное устройство, содержащее станину, оправку, привод вращения оправки, шпулярник, устройство для пропитки волокнистого материала связующим в виде ванны, каретку с раскладчиком, а также устройство для скрутки волокнистого материала в жгут и устройство для удаления путем отжима излишка связующего с поверхности жгута, последовательно установленные на каретке между ванной и раскладчиком [Патент РФ №2201888, опублик.10.04.2003].
Недостатком известного устройства является нарушение структуры волокнистого материала при удаления путем отжима излишка связующего с поверхности жгутов, поскольку при этом обнажаются стеклянные нити (что приводит к уменьшению срока службы трубы вследствие ускоренного проникновения влаги в структуру жгута, а также ослаблению склейки жгутов между собой). Часть нитей при этом разрывается, их концы выходят из общего жгута, образуя после полимеризации «иглы» (жгут «лохматится», труба делается «колючей»). Поскольку эти «иглы» могут отламываться, трубы, изготовленные на таком устройстве, нельзя использовать, например, в системах для питьевой воды или воды для бытовых нужд.
Использование известного устройства приводит к значительному (более 50%) перерасходу связующего, поскольку в процессе изготовления минимум треть связующего уходит в необратимые отходы. Это обусловлено тем, что в процессе изготовления трубы связующее капает с еще не отжатого жгута на пол, а также капает с устройства отжима излишков связующего.
Недостатком известного устройства является также то, что для его размещения требуется производственное помещение большой площади. Это обусловлено тем, что при кручении волокнистого материала в жгут на известном намоточном устройстве кручение происходит как в сторону нарабатываемой трубы, так и в сторону шпулярника, а при обратном ходе каретки кручение происходит в другую сторону, тем самым компенсируя кручение между устройством скрутки и шпулярником. При этом расстояние между устройством скрутки и шпулярником в точке, максимально удаленной от нулевого равновесного положения, должно быть не менее произведения длины трубы на тангенс угла намотки волокнистого материала на трубу, что, например, для стандартной трубы длиной 6 м и угла намотки 54° составит 8,26 м. Это значение соответствует удаленности шпулярника от оси движения устройства скрутки на 7,69 м при расположении шпулярника напротив центра трубы. Смещение же шпулярника от этого положения приводит к затрудненному прохождению волокнистого материала через устройство скрутки и повышенному износу устройства скрутки.
Задачей предлагаемой полезной модели является снижение расхода связующего, улучшение качества получаемых изделий и уменьшение занимаемой площади производственного помещения.
Поставленная задача решается тем, что в намоточном устройстве, включащем станину, оправку, привод вращения оправки, шпулярник, устройство для пропитки волокнистого материала связующим, устройство отжима излишков связующего с поверхности волокнистого материала, устройство скрутки волокнистого материала в жгуты, каретку и раскладчик, устройство скрутки установлено на каретке по углом 90°, пропиточное устройство установлено на неподвижной стойке вдоль оси станины на расстоянии от ближайшего торца изготавливаемой трубы не менее произведения длины трубы на разницу между тангенсом угла намотки волокнистого материала на трубу и единицей, шпулярник установлен вдоль оси станины за пропиточным устройством, при этом устройство скрутки, устройство для пропитки волокнистого материала связующим и шпулярник находятся на одной линии, параллельной оси станины, после устройства скрутки на раскладчик дополнительно установлены направляющие ролики.
Поставленная задача решается также тем, что в намоточном устройстве устройство отжима излишков связующего регулируется таким образом, чтобы после скручивания волокнистого материала в жгут на его (жгуте) поверхности оставалась минимальная толщина связующего в 0,1-0,2 мм.
Сущность полезной модели поясняется Фиг.1.
На Фиг.1 схематично представлено намоточное устройство, где: станина с механизмом перемещения каретки 1, каретка 2, блок приводов вращения оправки и перемещения каретки 3, стойка управления приводами с ЧПУ, а также органами управления режимами работы станка 4, передняя опора 5, задняя бабка 6, приводная цепь устройства скрутки 7, шпуля 9, шпулярник 10, устройство пропитки волокнистого материала и отжима излишков связующего 11, устройство скрутки 12, кинематическая связь 13, направляющие ролики 14, раскладчик 15.
Намоточное устройство работает следующим образом.
В предлагаемое намоточное устройство устанавливается оправка 16. Волокнистый материал 9 вследствие движения каретки 2 и вращения оправки 16, выходящий со шпуль пропитывается связующим в устройстве пропитки волокнистого материала 11 и отжимается. После этого волокнистый материал попарно 8 проходит через устройство скрутки 12, которое приводится в работу посредством кинематической связи 13 от цепи 7, скручиваясь в жгуты, проходит через направляющие ролики 14 на раскладчик 15 и наматывается на оправку 16 в виде изделия (трубы) 17.
При работе предлагаемого намоточного устройства волокнистый материал 9 (например, в виде стекловолокон) со шпуль 9 от шпулярника 11 проходит через устройство пропитки связующим 11 и отжимается от излишек связующего, затем волокнистый материал собирается попарно 8 и проходит через устройство скрутки 12, и в процессе движения каретки 2 вдоль вращаемой оправки 16 закручивается им в жгуты с заданным кручением, после чего жгуты раскладчиком 15 направляются на вращаемую приводом 3 оправку 16. Перемещаемая по заданной программе каретка 2 через раскладчик 15 обеспечивает намотку изделия 17 с требуемыми характеристиками.
Размещение устройства отжима излишков связующего в пропиточном устройстве до механизма скрутки волокнистого материала в жгут и его регулирование таким образом чтобы после скручивания волокнистого материала в жгут на его (жгуте) поверхности оставалась минимальная толщина связующего в 0,1-0,2 мм, обеспечивает достаточную прочность склейки жгутов между собой. При этом все излишки связующего тут же возвращаются в пропиточное устройство, сводя потери связующего к минимуму.
Предлагаемое намоточное устройство с разворотом устройства скрутки на 90° в сторону задней бабки, переносом шпулярника вдоль оси станка в сторону задней бабки, переносом пропиточного устройства с каретки на неподвижую стойку вдоль оси станка на расстояние от ближайшего торца изготавливаемой трубы не менее произведения длины трубы на разность между тангенсом угла намотки волокнистого материала на трубу и единицей, а также введением направляющих жгута после устройства скрутки на раскладчик позволяет значительно уменьшить занимаемую им площадь. При изготовлении стандартной 6 метровой трубы площадь, занятая только зоной прохождением нитей в устройстве-аналоге составляет примерно 46 м. кв., а при использовании предлагаемого устройства эта зона составляет примерно 1,13 м. кв., т.е. в 40 раз меньше.
Предлагаемое намоточное устройство обеспечивает равномерность натяжения нити за счет неизменности угла входа волокнистого материала в устройство скрутки Использование роликов позволяет сделать радиус поворота большим, что исключит надрывы элементарных волокон.