Оправка для изготовления изделий из композиционных волокнистых материалов и способ выполнения оправки
MANDREL FOR MAKING ARTICLES FROM COMPOSITE FIBROUS MATERIALS AND METHOD OF MAKING MANDREL

Оправка для изготовления изделий из композиционных волокнистых материалов и способ выполнения оправки. Изобретение относится к производству оборудования для изготовления изделий из композиционных волокнистых материалов и может быть использовано в технологических процессах изготовления изделий методами периодической намотки, непрерывной намотки, в том числе, методом пултрузии с использованием фильер различной геометрии.
Известно устройство для непрерывного изготовления трубчатых изделий из армированных пластиков, содержащее консольный вал с размещенными по его наружной поверхности секторными планками, контактирующими с насаженным на вал приводным подающим кулачком (SU 378327, В 29d 23/12, опубл. 18.04.1973 Бюл. №19). Однако данное устройство обладает сложной конструкцией и низкой надежностью.
Известна оправка для изготовления труб методом непрерывной намотки, содержащая блоки из секторных планок без опоры на вал (RU 2390416 С2, В29С 53/82, опубл. 27.05.2010 Бюл. №15). Данная оправка является жестким «центральным валом», образующим цилиндрическую поверхность, составленную из участков поверхностей тритавров и не требующую установки опорных элементов в зоне наработки изделия на оправке. Однако для обеспечения возвратно-поступательного перемещения каждого блока необходима опора, содержащая элементы качения или скольжения. Известна оправка для изготовления трубчатых изделий намоткой, включающая центральный вал, смонтированные на нем через шарики секторные планки, несущие на концах пальцы с роликами, установленными с возможностью контакта с копиром, закрепленное на конце центрального вала кольцо с направляющими выступами, расположенными между секторными планками (SU 1353645 A1, В29С 53/82, В29К 105/08, B29L 23/22, опубл. 23.11.1987 Бюл. №43). Недостатком оправки является низкий срок эксплуатации. Наличие элементов качения не позволяет повысить коэффициент полезного действия. Кроме того, при намотке изделия в момент его формирования возникают силы, прижимающие секторные планки к валу, в том числе, в связи с усадкой материала в изготавливаемом изделии. Все это приводит к сокращению срока эксплуатации оправки.
Известна оправка для изготовления труб методом непрерывной намотки, содержащая расположенные симметрично относительно оси ее вращения секторные планки, жестко соединенные посредством ребер жесткости в блоки без опоры на вал (RU 2390415 C2, B29C 53/82, опубл. 27.05.2010 Бюл. №15). Однако данная конструкции обладает сложной конструкцией и низкой надежностью, а для обеспечения возвратно-поступательного перемещения каждого тритавра, образуемого секторными планками, также необходима опора, содержащая элементы качения или скольжения.
Указанная оправка в техническом отношении является наиболее близкой предлагаемому изобретению и принята за прототип.
Перед изобретением была поставлена задача упрощения конструкции, повышения надежности и эффективности работы оправки, снижения ее веса и себестоимости, сокращения энергозатрат как на изготовление оправки, так и на производство изделий, увеличения срока эксплуатации.
Технический результат изобретения - упрощение конструкции, повышение надежности и эффективности работы оправки, снижение ее веса, сокращение энергозатрат как. на изготовление оправки, так и на производство изделий, увеличение срока эксплуатации, а также расширение арсенала технических средств указанного назначения.
Технический результат достигается за счет того, что в оправке для изготовления изделий из композиционных волокнистых материалов (далее - оправке), включающей расположенные симметрично относительно ее оси вращения секторные планки, секторные планки выполнены внутри полого вала и каждая из них жестко соединена с его внутренней поверхностью с возможностью возвратно-поступательного перемещения. Секторные планки соединяют с внутренней поверхностью полого вала посредством тел удлиненной формы, которые обладают упругими свойствами.
Количество секторных планок в оправке определяет форму ее сечения, которое может быть в виде геометрической фигуры с разным количеством сторон, имеющих разные размеры.
На фиг. 1 условно изображена оправка; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - фрагмент оправки с секторной планкой, сечение.
Оправка содержит блок управления 1, полый вал 2, секторные планки 3 с телом удлиненной формы 4.
Оправка работает следующим образом.
От привода вращательного движения блока управления 1 секторные планки 3 приводятся во вращение вокруг оси оправки. Одновременно с вращательным движением секторные планки 3, взаимодействуя с копиром блока управления 1, совершают возвратно-поступательное движение вдоль оправки. Формируемое при возвратно-поступательном движении секторных планок 3 на рабочей части оправки путем нанесения на нее волокнистого материала со связующим и дальнейшей полимеризации изделие перемещается к концу оправки со скоростью, определяемой приводом возвратно-поступательного движения, и снимается с нее для дальнейшего использования по назначению.
Способ выполнения оправки для изготовления изделий из композиционных волокнистых материалов, включающий соединение секторных, планок с валом, заключается в том, что соединение секторных планок осуществляют с внешней поверхностью вала или с его внутренней поверхностью путем соединения каждой секторной планки с валом посредством одного или нескольких тел, одной стороной жестко соединенных с валом, а другой стороной жестко соединенных с секторной планкой, с возможностью возвратно-поступательного перемещения секторных планок относительно вала.
Предлагаемые оправка для изготовления изделий из композиционных волокнистых материалов и способ выполнения оправки исключают необходимость в использовании свойственных оправкам с расположением секторных планок на наружной стороне центрального вала элементов качения или скольжения в опорах секторных планок при возвратно-поступательном перемещении их относительно поверхности копира и вала.