Оправка для изготовления намоткой тонкостенных цилиндрических оболочек из полимерных композиционных материалов
MANDREL FOR MAKING WOUND THIN-WALLED CYLINDRICAL SHELLS MADE OF COMPOSITE MATERIALS

Изобретение относится к машиностроению, а именно к технологии намотки тонкостенных оболочек из полимерных композиционных материалов и может быть использовано при изготовлении стыковочных узлов корпусов ракетных двигателей на твердом топливе.
Известна конструкция (патент РФ №2606644) оправки для намотки оболочек из полимерных композиционных материалов, содержащая центральный вал, два симметричных формообразующих корпуса, механизмы для съема оболочек, резьбовые элементы (нажимные винты), пружины. Данную конструкцию оправки возьмем за прототип.
Используемый прототип оправки не предназначен для изготовления намоткой тонкостенных цилиндрических оболочек из полимерных композиционных материалов, их закрепления с целью механической обработки и последующей установки, например, на поверхность силовой оболочки корпуса ракетного двигателя на твердом топливе с регулированием их положения во время процесса намотки.
Задачей изобретения является создание оправки для изготовления намоткой тонкостенных цилиндрических оболочек из полимерных композиционных материалов, с целью закрепления изготовленных оболочек при механической обработке и последующей установки на поверхность силовой оболочки корпуса ракетного двигателя на твердом топливе с возможностью регулирования положения во время процесса намотки.
Технический результат заключается в усовершенствовании конструкции прототипа оправки для обеспечения изготовления намоткой тонкостенных цилиндрических оболочек из полимерных композиционных материалов на двухместном корпусе с наружными формообразующими поверхностями, обеспечение возможности закрепления тонкостенных деталей с целью механической обработки и последующей установки на поверхность силовой оболочки корпуса ракетного двигателя на твердом топливе с регулированием их положения во время процесса намотки.
Технический результат достигается тем, что оправка для изготовления намоткой тонкостенных цилиндрических оболочек из полимерных композиционных материалов содержит на центральном валу двухместный корпус с наружными формообразующими поверхностями, по бокам двухместного корпуса расположены приспособления для его базирования и закрепления, а так же для съема с него изготовленной оболочки. При этом одно из приспособлений жестко скреплено с валом оправки, а другое установлено с возможностью перемещения по поверхности вала для обеспечения установки корпусов с формообразующими поверхностями различной длины, причем каждое приспособление содержит телескопически установленное кольцо, поджимаемое в осевом направлении винтами и шпильками и снабжено формирующим торцевую часть наматываемой тонкостенной оболочки буртиком. При этом в буртике кольца выполнены резьбовые отверстия для установки перед съемом с двухместного корпуса изготовленных оболочек, механизмов фиксации оболочек относительно кольца, причем механизмы фиксации оболочек выполнены в виде прижимов с установленными в них конусными винтами, взаимодействующими с поверхностью технологического припуска изготовленной тонкостенной оболочки, исключающими соскальзывание ее с кольца.
Отличительными признаками для приспособления являются следующие признаки:
- по бокам двухместного корпуса расположены приспособления для его базирования и закрепления;
- приспособления содержат телескопически установленные кольца, поджимаемые в осевом направлении винами и шпильками;
- кольца снабжены формирующим торцевую часть наматываемой тонкостенной оболочки буртиком;
- в буртике колец выполнены резьбовые отверстия для установки прижимов с установленными в них конусными винтами.
Основными функциональными элементами конструкции приспособления являются: центральный вал, двухместный корпус с наружными формообразующими поверхностями, приспособления для базирования и закрепления двухместного корпуса, а также для съема с него изготовленной оболочки, каждое приспособление содержит телескопически установленное кольцо, поджимаемое винтами и шпильками, кольцо снабжено буртиком с резьбовыми отверстиями для установки механизмов фиксации в виде прижимов с конусными винтами.
Сущность изобретения поясняется эскизами, где:
- на фиг. 1 показан общий вид оправки в разрезе;
- на фиг. 2 показан съем готовой тонкостенной оболочки с двухместного корпуса.
Приспособление содержит установленный на центральном валу 1 двухместный корпус с наружными формообразующими поверхностями 2, приспособления для базирования и закрепления 3, 4, расположенные по бокам двухместного корпуса 2, закрепляемые на валу, телескопически установленные кольца 5 на приспособлениях 3, 4, примыкающие к корпусу с формообразующими поверхностями 2 и поджимаемые в осевом направлении винтами 6 и шпильками 7, зафиксированными на приспособлениях 3, 4.
Использование в устройстве шпонок 8, болтов 9 и шпилек 10 позволяет жестко крепить элементы конструкции оправки на валу 1 и между собой.
На буртике 11 кольца 5 установлены механизмы фиксации оболочек 12 относительно кольца 5, выполненные в виде прижимов 13 с установленными в них конусными винтами 14.
После выполнения намотки тонкостенной цилиндрической оболочки на корпус с наружными формообразующими поверхностями 2 и кольца 5, оболочки 12 разделяются разрезкой по кольцевому пазу 15. Затем устанавливают прижимы 13 с конусными винтами 14, ввинчиваемыми в технологическую область готовой тонкостенной цилиндрической оболочки 12 и демонтируют с корпуса в осевом направлении.
Регулирование положения цилиндрической оболочки 12 осуществляется винтами 6 и шпильками 7, зафиксированными на приспособлениях 3, 4 и примыкающих к кольцам 5, которые позволяют смещать кольцо 5 в осевом направлении и более надежно его фиксировать.
Техническое решение позволяет обеспечить изготовление намоткой тонкостенных цилиндрических оболочек из полимерных композиционных материалов на двухместном корпусе с наружными формообразующими поверхностями, обеспечение возможности закрепления тонкостенных деталей с целью механической обработки и последующей установки на поверхность силовой оболочки корпуса ракетного двигателя на твердом топливе с регулированием их положения во время процесса намотки.