КРЕПЕЖНЫЙ УЗЕЛ ИЗ ТКАНОЙ СИЛОВОЙ ЛЕНТЫ И ТКАНАЯ СИЛОВАЯ ЛЕНТА ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КРЕПЕЖНЫХ УЗЛОВ
FASTENING UNIT FROM WOVEN FORCE STRIP AND WOVEN FORCE STRIP FOR MANUFACTURING OF FASTENING UNITS

Группа изобретений относится к крепежным узлам из тканых лент специального назначения, воспринимающих при эксплуатации продольную силовую нагрузку, а также к тканой силовой ленте для изготовления крепежных узлов.
Известна подвесная система парашюта, содержащая главную круговую лямку с регулируемыми пряжками, наспинно-плечевые обхваты с пряжками, грудную перемычку и ножные обхваты, соединенные в поясном замке, при этом главная круговая лямка выполнена из верхней и нижней частей, при этом верхняя часть снабжена дополнительными лентами, проходящими вдоль спины и замыкающимися на пряжке наспинно-плечевых обхватов, дополнительной скобой, расположенной в районе груди, и двумя нерегулируемыми пряжками, на которые она замыкается, а нижняя часть снабжена одной нерегулируемой пряжкой, при этом ее нижние концы замыкаются на нерегулируемой пряжке, а верхние проходят через окна нерегулируемых пряжек в верхней части главной круговой лямки и замыкаются на ее регулируемых пряжках, кроме того, через окна нижней нерегулируемой пряжки проходят также и ножные обхваты, одни концы которых замыкаются на регулируемых пряжках, а другие - в поясном замке, на котором замыкается грудная перемычка, пропущенная через дополнительную скобу на главной круговой лямке.
Данная подвесная парашютная система выполнена из тканых силовых лент, образующих крепежные узлы за счет сшивки сложенных вдвое лент с образованием петель под пряжки. Ширина тканых силовых лент и ширина пряжек взаимосвязаны соблюдением условия прохождения ленты через пряжку с исключением возможности скручивания ленты в пряжке. Структура тканой ленты не раскрыта и формы швейных стежков не показаны, что позволяет судить об использовании в подвесной парашютной системе типовых тканых лент из синтетических нитей, используемых в производстве парашютов, пат. РФ №2175299, МПК B64D 17/30, 2001 г.
Подобные силовые тканые ленты, образующие узлы крепления, используются в автомобильных ремнях безопасности, пат. США №6517154, МПК B60N 2/28, 2002 г., пат. ФРГ №4005563, МПК А62В 35/04, 1991 г.
Известен крепежный узел из тканой силовой ленты и парашютная стропа с крепежным узлом из тканой силовой ленты, которая сложена вдвое с образованием концевой петли и прошита швейными стежками. Силовая лента переходит в стропу парашюта и может являться его составной частью в случае изготовления стропы как продолжения крепежного узла из той же тканой ленты. Данная система парашютной подвески предназначена для сбрасывания груза и не предназначена для использования в качестве подвесной системы парашюта для человека в связи с отсутствием пряжек и возможности подгонки парашютных лямок под конкретного человека, летчика или парашютиста, пат. США №5472155, 1995 г.
Известны и другие типы крепежных узлов из силовых текстильных плетеных канатов, но такого типа соединения не используются в парашютных подвесных системах, пат. США №5062344, МПК D04C 1/12, 1991 г., пат. США №4974488, МПК D04C 1/12, 1990 г.
Известны также другие различные подвесные системы парашютов, в которых используются силовые тканые ленты, образующие крепежные узлы, опубл. заявка США №2005/0269457, МПК B64D 17/00, 2005 г., пат. Китая №2666811, МПК B64D 17/24, 2004 г.
Наиболее близким по назначению и конструкции и выбранным в качестве прототипа является крепежный узел из тканой силовой ленты, а также тканая силовая лента, которые раскрыты в пат. США №4684082, МПК B64D 17/02, 1987 г. Известная парашютная стропа используется в подвеске парашюта, предназначенного для человека, выполнена из тканой силовой ленты, которая образует за счет швейных стежков крепежный узел для соединения с элементами парашютной подвески. Тканая силовая лента может крепиться к парашютной подвеске, также выполненной тканой, с помощью швейных нитей, образуя различные формы стыковки в узле: Т-образные, У-образные и другие. Швейные стежки в известном крепежном узле расположены вдоль ленты по ее краям, при этом из определения тканой силовой ленты следует, что она имеет нити основы и утка, и в описании отмечено, что силовая тканая лента выполнена из материалов, имеющих торговое название DACRON или KEVLAR.
Материал под торговым названием DACRON представляет собой полиэфирные волокна, а материал под торговым названием KEVLAR представляет собой полипарафенилтерефталатамид, обладающий высокой прочностью на растяжение.
В России нить из подобных материалов выпускается под условным обозначением - нить СВМ (арамидная нить), например нить техническая СВМ-Н нейтральная по ТУ 2272-018-51605609-2000, дата введения 2001 г.
Особенности структурных и плотностных характеристик силовой ленты, в том числе в местах сшивки силовой ленты при образовании крепежного узла, не рассмотрены в известных источниках информации и в них не ставится задача сохранения надежности работы при замене материала нитей ленты с одновременным сохранением линейных размеров силовой ленты.
В задачу изобретения входит создание такого крепежного узла из тканой силовой ленты, в котором учтена взаимозависимость между видом нитей и параметров плотности тканой ленты при определении параметров швейных стежков, скрепляющих части силовой ленты, образующей крепежный узел, при сохранении линейных размеров ленты (ширина и толщина), не требующих изменения размеров применяемой в снаряжении фурнитуры (застежки, замки, карабины и т.п.), закрепляемой на ленте, а также создание соответствующей тканой ленты, позволяющей изготовить крепежный узел, отвечающий названным условиям.
Известно, что прочность швейного соединения в любых лентах при изготовлении крепежной петли или при стыковке двух лент или стыковке ленты и ткани не может быть равной прочности стыкуемых лент и составляет 85-90% от прочности стыкуемых лент. Это объясняется многими факторами:
- разрушением текстильных нитей тканой ленты швейной иглой;
- невозможностью восприятия швейным соединением в виде стежков растягивающих нагрузок равномерно со стыкуемыми частями ленты;
- смещением и проскальзыванием швейных ниток в теле ленты при изменении строения ленты за счет растягивающих нагрузок.
Российская промышленность выпускает высокопрочные текстильные арамидные нити СВМ толщиной 14,3-58,8 текс и прочностью 170-190 сН/текс, из которых изготавливается широкая номенклатура лент для парашютных систем.
В настоящее время освоено производство арамидной нити под торговым названием Русар, которая при той же толщине нити, что и нить СВМ, имеет разрывное удлинение, практически равное нити СВМ, а прочность значительно выше - до 240 сН/текс, например нить Русар нейтральная по ТУ 2272-023-51605609-2001, дата введения 2001 г.
Замена в силовых лентах нити СВМ на нити Русар позволяет снизить массу лент на 15-25%, сохранив при этом разрывную нагрузку на уровне лент из нитей СВМ, что позволяет существенно снизить массу парашютных систем и объем их размещения в упакованном парашюте.
Замена нитей СВМ на нити Русар должна производиться без изменения ширин лент, чтобы не изменять фурнитуру парашютной подвески, такую как пряжки, используемые для подгонки подвески под конкретного человека, стыковочные замки, карабины для подвески вспомогательного оборудования и иные крепежные элементы.
Таким образом, основная задача заключается в следующем:
не вносить существенных изменений в конструкцию крепежных узлов из тканых лент, используемых и реализуемых в том числе в авиации, в частности в системах парашютной подвески, но обеспечить переход с нитей СВМ на нити Русар в тканых лентах, используемых для изготовления изделий специального технического назначения.
Снижение массы лент при использовании нитей Русар такой же толщины, что и нити СВМ, происходит за счет уменьшения количества нитей основы. Уменьшение количества нитей основы (от 15-25%) при сохранении ширины ленты приводит к существенному изменению строения ленты, снижению плотности ленты по основе, что, в свою очередь, неизбежно приводит к снижению прочности швейного стыка на 20-25% по сравнению с прочностью стыкуемых лент. Сравнительные характеристики лент представлены в таблице 1.
Таблица 1
Изменение прочности швейного стыка в зависимости от плотности по основе стыкуемых тканых силовых лент
Наименование ленты
Разрывная нагрузка ленты, кгс
Плотность ленты по основе, н/1 см
Разрывная нагрузка ленты, кгс
ЛТсвм - 48-6000
7200
150
6500
ЛТрус - 48-6000
7400
128
5700
ЛТсвм - 48-6000 - лента техническая шириной 48 мм и разрывной нагрузкой не менее 6000 кгс;
ЛТрус - 48-6000 - лента техническая под торговым наименованием Русар шириной 48 мм и разрывной нагрузкой не менее 6000 кгс.
Технический результат, на обеспечение которого направлены изобретения, заключается в сохранении прочности ленты при уменьшении количества используемых нитей основы и сохранении ширины ленты, прочности швейного стыка на уровне 85-90% от прочности стыкуемых лент при использовании нитей Русар и получение таким образом возможности не менять конструктивные элементы (замки, карабины и т.п.), в том числе в парашютной подвеске или иных системах, в которых используются силовые тканые ленты.
Зная расположение швейных строчек по ширине ленты, так как стыки в крепежных узлах делаются на швейных автоматах и, следовательно, в строго определенных местах по ширине лент, можно в местах прохождения швейных строчек сохранить плотность по основе такой же, как в лентах из нитей СВМ.
Сущность группы изобретений заключается в следующем.
Крепежный узел из тканой силовой ленты выполнен из арамидных нитей и образует крепежный элемент в виде петли или стыка двух лент, прошитых вдоль ленты швейными стежками, причем в качестве арамидных нитей использована нить Русар линейной плотности 14,3-58,8 текс и имеющая прочность 230-240 сН/текс, участки под швейные строчки тканой ленты имеют плотность по основе от 10 до 25% большую, чем плотность по основе участков без швейных строчек, при этом швейными стежками прошиты участки ленты, имеющие более высокую плотность по основе.
Тканая силовая лента для изготовления крепежных узлов выполнена из арамидных нитей, при этом в качестве арамидных нитей использована нить Русар линейной плотности 14,3-58,8 текс и имеющая прочность 230-240 сН/текс, лента имеет по меньшей мере два расположенных вдоль ленты и симметрично относительно ее продольной оси уплотненных участка под швейные строчки, имеющих плотность по основе от 10 до 25% большую участков ленты, расположенных с боковых сторон уплотненных участков, по основе.
Сущность изобретений поясняется чертежами, где:
на фиг.1 изображен крепежный узел из тканой силовой ленты, образующей крепежную петлю за счет загиба ленты и сшивки ее частей тремя швейными стежками;
на фиг.2 изображен крепежный узел из тканой силовой ленты, образующий крепежный узел за счет стыковки концов двух лент, сшитых тремя швейными стежками;
на фиг.3 изображена часть парашютной стропы с крепежным узлом из тканой силовой ленты, пришитым тремя швейными стежками к тканой ленте, входящей в подвесную систему парашюта (последняя в полном объеме на рисунке не показана, но она имеет традиционное исполнение, как, например, в приведенных аналогах по пат. РФ №2175299 или пат. США №4684082;
на фиг.4 (а, б) изображены поперечные разрезы крепежного элемента при варианте соединения по фиг.1 с уплотнением по основе из расчета трех нитей (позиция - а) и из расчета уплотнения по четырем нитям основы (позиция - б).
на фиг.5 изображен вид сверху и разрез А-А вдоль нитей основы крепежного элемента, прошитого пятью швейными стежками, соединяющими места стыка лент и переходящими на несоединенные участки лент. Такое расположение швейных стежков образует прочное соединение лент в местах стыка. В принятом к производству изделии из ленты шириной 50±1 мм и при стыке длиной в 360 мм, длина участков лент, прошитых шейными стежками после стыка, составляет 15 мм.
Количество швейных стежков может быть различным и зависит от изначально задаваемых параметров нагрузки. Предпочтительным является расположение стежков (швейных строчек) по краям ленты, а в случае их увеличения - симметричное расположение дополнительных стежков относительно двух крайних или относительно центрального швейного стежка.
Конкретный вид швейного стежка (зигзагообразный - фиг.4а или прямой - фиг.4б) определяется из условия получения надежного швейного соединения, имеющего меньшую степень роспуска при обрыве нити и выбирается в зависимости от назначения (для применения в качестве силовой ленты в наземных условиях использования в виде тяговых лент или для использования в парашютных системах, для которых степень надежности значительно выше).
Крепежный узел из тканой силовой ленты 1 выполнен из арамидных нитей и представляет собой крепежный элемент в виде петли 2 или стыка двух лент 1 и 3, прошитых вдоль ленты швейными стежками 4.
В качестве арамидных нитей использована нить Русар линейной плотности
14,3-58,8 текс и имеющая прочность 230-240 сН/текс.
Участки 5 прохождения швейных строчек тканой ленты 1 имеют плотность по основе от 10 до 25% большую, чем участки 6 без швейных строчек, при этом швейными стежками 4 прошиты участки ленты, имеющие более высокую плотность по основе.
Крепежный узел по фиг.3 для парашютной стропы имеет крепежный элемент, который пришит к тканой ленте 6 подвесной системы парашюта тремя швейными стежками 4, каждым из которых прошит только соответствующий ему участок силовой ленты 1 крепежного узла.
На фиг.4 нити основы обозначены позицией 7, а уточные нити - позицией 8.
Пример сравнительной застрочки стыков (фиг.5) лент ЛТсвм-50-7000 (лента техническая из нитей СВМ шириной 50 мм и разрывной нагрузкой не менее 7000 кгс) и ленты ЛТрус-50-7000 (лента техническая из нитей Русар шириной 50 мм и разрывной нагрузкой не менее 7000 кгс):
1. Частота шагов зигзагообразной строчки на 100 мм - 24.
2. Раскидка строчки - 5 мм.
3. Нитки швейные СВМ-118 т.
Лента ЛТсвм-50-7000 имеет переплетение ломаная саржа 3/1,1/3; в ленте 804 основных нитей 58,8 текс с привязкой шесть за одну, плотность по основе 160 н/см при равномерной проборке основных нитей в бердо №40 (в проборке 22 зуба); разрывная нагрузка ленты 7900 кгс, разрывная нагрузка стыка лент 7100 кгс.
Лента ЛТрус-50-7000 имеет переплетение ломаная саржа 3/1,1/3; в ленте 696 основных нитей с привязкой шесть за одну; переменную плотность по основе, полученную за счет неравномерной проборки основных нитей в бердо №40 (в проборке 22 зуба): 1 зуб 3 галева, 1 зуб 4 галева; 2 зуба по 7 галев; 2 зуба по 4 галева; 2 зуба по 7 галев; 2 зуба по 4 галева; 2 зуба по 7 галев; 2 зуба по 4 галева; 2 зуба по 7 галев; 2 зуба по 4 галева; 2 зуба по 7 галев; 1 зуб 4 галева, 1 зуб 3 галева, плотность по основе на пяти участках проборки по 7 галев в зуб - 160 н/см (под швейные строчки), а на остальных участках ленты - 138 н/см; разрывная нагрузка ленты 7980 кгс, разрывная нагрузка стыка ленты 7200 кгс.
Крепежный узел из тканой силовой ленты может изготавливаться в различных модификациях, с одной петлей, с двумя петлями, может иметь состыкованные между собой комбинации лент с петлями.
Тканая силовая лента позволяет изготавливать крепежные узлы и парашютные стропы, а также иные тяговые гибкие устройства, используемые для буксировки транспортных средств.