СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПРОМЕЖУТОЧНЫХ ОПОРНЫХ ФУНДАМЕНТНЫХ КОНСТРУКЦИЙ ИЗ ПОЛИМЕРНЫХ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ
METHOD OF MAKING INTERMEDIATE SUPPORTING FOUNDATION STRUCTURES FROM POLYMER COMPOSITE MATERIALS

Изобретение относится к области судостроения и может использоваться в конструкциях судовых фундаментов и фундаментных рамах для снижения уровней вибрации от виброактивного оборудования.
Известна конструкция фундаментной рамы виброактивной установки, из которой следует способ ее изготовления, согласно которому фундаментную раму составляют из балок коробчатого профиля, которые собирают из вертикальных стенок из волокнистого полимерного композиционного материала, например стеклопластика. На внутреннюю сторону стенок предварительно наклеивают вертикальные пластины из вибропоглощающего полимерного материала (ВПМ) с последующим их соединением между собой путем склейки с горизонтальными пластинами из ВПМ. Рама имеет наружный облицовочный слой из того же материала, что и стенки, наформованный на стенки балок и горизонтальные пластины из ВПМ коробчатого профиля. Этим материалом облицовывают профиль по всему периметру, непрерывно переходя от одной балки на другую, обеспечивая тем самым монолитное соединение пересекающихся балок в единую конструкцию. Стенки балок до наформовки наружного облицовочного слоя в узлах пересечения собирают в «полурез» и соединяют между собой на приформовочных угольниках (Патент изобретения РФ №2330787, Фундаментная рама виброактивной установки, 2006 г. ) - прототип.
Однако изготовление известного устройства сопряжено с большим количеством узлов соединений пересекающихся балок, выполняемых с помощью приформовок, что снижает его надежность при знакопеременных и вибрационных предельных нагрузках.
Кроме того, изготовление фундаментной рамы при оптимальном сочетании по несущей способности, надежности и вибродемпфирующей способности производится ручным методом (методом контактного формования), поэтому является трудоемким и крайне мало технологичным.
Задачей предлагаемого изобретения является повышение надежности и несущей способности фундаментной конструкции, улучшение технологичности и качества и снижение трудоемкости изготовления конструкции при сохранении вибропоглощающих свойств.
Способ изготовления промежуточных опорных фундаментных конструкций из полимерных композиционных материалов включает составление из балок коробчатого профиля, которые собирают из вертикальных стенок из ВПМ с последующим их соединением между собой путем склейки с горизонтальными пластинами из того же материала, и наружного облицовочного слоя из волокнистого армирующего материала, который накладывают на вертикальные стенки и горизонтальные пластины из ВПМ коробчатого профиля балки.
По изобретению промежуточную опорную фундаментную конструкцию составляют путем введения нижнего и верхнего несущих слоев из волокнистого армирующего материала. На нижнем несущем слое размещают в ряд изготовленные балки коробчатого профиля, а верхний несущий слой укладывают на указанный ряд балок коробчатого типа. Затем материал обоих несущих слоев вместе с таким же материалом наружного облицовочного слоя, уложенным по периметру коробчатых профилей балок, пропитывают одновременно связующим методом инфузии за один технологический процесс с последующим их отверждением.
Применение системы коробчатых балок, имеющих общие стенки, в качестве среднего слоя трехслойной пластины с несущими слоями из конструкционного полимерного композиционного материала позволяет создавать методом инфузии монолитную конструкцию. В такой конструкции исключены узлы соединения балок с приформовками друг к другу, имеющие прочность не более 70 процентов от прочности монолитного материала, а трудоемкость их изготовления может достигать до 80 процентов от общей трудоемкости изготовления опорной фундаментной конструкции.
Сборка опорной фундаментной конструкции производится с одновременной пропиткой связующим методом инфузии (под вакуумом) волокнистого армирующего материала наружного облицовочного слоя балок коробчатого профиля и волокнистого армирующего материала наружных несущих слоев опорной конструкции. Выполнение сборки за один технологический цикл обеспечивает повышение надежности и несущей способности фундаментной конструкции, улучшение технологичности, качества и снижение трудоемкости изготовления конструкции при сохранении вибропоглощающих свойств.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где представлены:
- общий вид промежуточной опорной фундаментной конструкции из полимерных композиционных материалов, собранной по предлагаемому способу (фиг. 1);
- поперечное сечение балки коробчатого профиля (фиг. 2);
- фрагмент поперечного сечения промежуточной опорной фундаментной конструкции (фиг. 3).
Изготовление промежуточных опорных фундаментных конструкций из полимерных композиционных материалов по предлагаемому способу осуществляется поэтапно следующим образом:
1) изготавливают балки коробчатого профиля 1, которые собирают из вертикальных стенок 2 из ВПМ;
2) балки соединяют между собой путем склейки с горизонтальными пластинами 3 из того же материала (фиг. 2);
3) накладывают наружный облицовочный слой 4 из волокнистого армирующего материала на вертикальные стенки и горизонтальные пластины ВПМ коробчатого профиля балки.
Затем из изготовленных балок коробчатого профиля составляют опорную фундаментную конструкцию, которые размещают в ряд на нижнем несущем слое 5 из волокнистого армирующего материала. На образованный таким образом ряд балок укладывают верхний несущий слой 6 также из волокнистого армирующего материала (фиг. 3).
Следующий этап заключается в том, что материал верхнего и нижнего несущих слоев вместе с таким же материалом наружного облицовочного слоя, уложенным по периметру коробчатого профиля балок, пропитывают одновременно связующим методом инфузии за один технологический процесс с последующим их отверждением.
В результате перечисленных последовательных действий создают трехслойную опорную фундаментную конструкцию.
Предлагаемый способ изготовления промежуточных опорных фундаментных конструкций из полимерных композиционных материалов промышленно применим, так как совокупность характеризующих его признаков обеспечивает возможность его осуществления, работоспособность и воспроизводимость. Одним из существенных преимуществ разработанного способа является то, что для его реализации могут быть использованы известные материалы и стандартное оборудование пластмассовых производств.
Разработанный способ изготовления промежуточных опорных фундаментных конструкций из полимерных композиционных материалов обеспечивает повышение надежности и несущей способности фундаментной конструкции, улучшение технологичности и качества, снижение трудоемкости изготовления конструкции с сохранением вибропоглощающих свойств, что выгодно отличает его от прототипа.