ОПРАВКА ДЛЯ НАМОТКИ ТРУБ И СПОСОБ ЕЕ ПРИМЕНЕНИЯ
TUBE WINDING MANDREL AND METHOD OF ITS USE

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 намотки труб, содержащая расположенные симметрично относительно ее оси вращения, соединенные в блоки посредством витых элементов секторные планки (заявка на изобретение RU 2008145469, B29C 53/00, опубл. 20.04.2009). Оправка содержит секторные планки, жестко соединенные в блоки. Недостатком оправки является жесткое соединение витых элементов с секторными планками, которое не позволяет изменять диаметр оправки для изготовления труб разного диаметра.
Данная оправка является ближайшим аналогом предлагаемого изобретения. Технический результат изобретения заключается в расширении потребительских свойств оправки за счет изменения ее геометрических размеров для выпуска труб разного диаметра и сечения.
Технический результат достигается за счет того, что в оправке для намотки труб (далее оправке), содержащей расположенные симметрично относительно ее оси вращения соединенные в блоки посредством витых элементов секторные планки, секторные планки и витые элементы соединены подвижно относительно друг друга.
На фиг.1 показан общий вид оправки, фронтальный разрез; на фиг.2 - вид А на фиг.1; на фиг.3 изображена секторная планка.
Оправка содержит расположенные симметрично относительно ее оси вращения секторные планки 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 с витыми элементами 10, 11, 12. Секторные планки с внутренней стороны (со стороны оси вращения оправки) имеют выступы 13 с отверстиями 14.
Витой элемент 10 подвижно соединяет в блок секторные планки 1, 4 и 7. Витой элемент 11 подвижно соединяет в блок секторные планки 2, 5 и 8, а витой элемент 12 соответственно секторные планки 3, 6 и 9.
Соединение секторных планок в блок является подвижным за счет выполненных в выступах 13 секторных планок 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 отверстий 14, в которые продеты витые элементы 10, 11, 12.
l - шаг навивки витых элементов 10, 11,12, m - расстояние между витыми элементами 10 и 11, 11 и 12, 12 и 10.
При возвратно-поступательном движении под действием привода возвратно-поступательного движения (не показан) секторные планки проходят расстояние m параллельно оси вращения оправки.
Очевидно, что если расстояние, проходимое секторными планками каждого блока параллельно оси вращения оправки при их возвратно-поступательном движении, равно m, то при шаге навивки витых элементов 10, 11 и 12, равном l, должно выполняться требование l≥3m. Это связано с тем, что витые элементы, скрепляющие секторные планки в 3 блока, могут перемещаться как навстречу друг другу, так и в разные стороны, при этом каждый из 3-х блоков проходит расстояние, равное m. В общем случае, при наличии n блоков, l≥n×m. При этом условии витые элементы разных блоков, выполненные одного радиуса навивки, не будут мешать друг другу (пересекаться, сталкиваться) при возвратно-поступательном перемещении блоков.
Оправка при способе непрерывной намотки работает следующим образом.
Приводом вращательного движения (не показан) блоки (группы секторных планок) приводятся во вращение. Одновременно 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.
Для увеличения диаметра оправки производят сжатие выполненных в форме пружины витых элементов, для уменьшения диаметра оправки производится растяжение витых элементов. Теоретически пределом растяжения витого элемента является превращение его в прямую с нулевым радиусом навивки.
Таким образом, подвергая витые элементы сжатию или растяжению под действием механизма сжатия-растяжения (не показан) и, соответственно, увеличивая или уменьшая их диаметр (диаметр навивки витых элементов), за счет взаимодействия витого элемента со стенками отверстий в секторных планках, можно приближать или удалять секторные планки от оси вращения оправки, увеличивая или уменьшая диаметр оправки.
При выполнении в секторных планках канавок пределы изменения диаметра оправки зависят от превышения ширины канавки над шириной витого элемента.
Наличие зазора между секторными планками позволяет как уменьшать диаметр оправки, так и увеличивать его. При отсутствии зазора возможно только увеличение диаметра оправки за счет сжатия (увеличения радиуса навивки) витого элемента.
Таким образом, возможны следующие варианты исполнения оправок.
1. Оправки, в которых секторные планки выполнены с зазором.
2. Оправки, в которых секторные планки выполнены с нулевым зазором.
3. Оправки, в которых секторная планка выполнена с отверстиями для витых элементов.
4. Оправки, в которых продольная ось отверстий в секторных планках выполнена под углом навивки витого элемента.
5. Оправки, в которых отверстия в секторных планках выполнены закрытыми или полузакрытыми.
6. Оправки, в которых отверстия в секторных планках выполнены в выступах секторных планок, находящихся со стороны оси вращения оправки.
7. Оправки, в которых, по меньшей мере, одна секторная планка со стороны оси вращения оправки содержит канавки, при этом ширина канавки больше ширины витого элемента, а продольная ось канавки выполнена под углом навивки витого элемента.
8. Оправки, в которых витой элемент выполнен с поперечным сечением в виде трапеции, повернутой большим основанием в сторону секторной планки, при этом длина большего основания трапеции превышает ширину канавки с внешней стороны секторной планки.
9. Оправки, в которых витые элементы выполнены в виде пружин сжатия или растяжения.
10. Оправки, в которых витые элементы, соединяющие секторные планки одного блока, выполнены одного радиуса и одного направления навивки.
11. Оправки, в которых витые элементы, соединяющие секторные планки одного блока, выполнены разными радиусами и направлениями навивки.
12. Оправки, в которых выполняется соотношение
l≥n×m,
где l - шаг навивки витых элементов,
m - расстояние, проходимое блоком при его возвратно-поступательном перемещении,
n - количество блоков.
Способ применения оправки для намотки труб, включающий намотку материала на оправку, заключается в том, что намотку материала осуществляют на оправку по любому из рассмотренных выше исполнений.
Предлагаемые технические решения обладают новизной, промышленно применимы, явным образом из уровня техники для среднего специалиста не следуют.