РЕШЕТКА ДЛЯ АРМИРОВАНИЯ
GRILL FOR REINFORCEMENT

Изобретение относится к решеткам для армирования и может найти применение в судостроении, авиационной отрасли, автомобилестроении и других отраслях народного хозяйства, в том числе и при изготовлении изделий сложной конфигурации.
Известно, что при производстве армированных конструкционных материалов для улучшения их прочностных характеристик используют различные виды арматуры. Существуют следующие виды армирования:
- армирование в поперечном направлении по всей ширине;
- армирование в продольном направлении по всей длине;
- армирование в поперечном и продольном направлениях по всей ширине и длине;
- дискретное армирование отрезками нитей или волокнами, хаотично расположенными в матрице композиционного материала.
Из патента US 6706376, кл. В32В 7/02 (17.03.2000) известна решетка, состоящая из пересекающихся между собой под прямым углом и скрепленных с помощью нитей грунта переплетения цепочка вертикальных и горизонтальных усилительных высокомодульных синтетических уточных нитей. Несущие нагрузку вертикальные и горизонтальные уточные нити решетки выполнены из высокомодульных полиэстеровых волокон, например из полиамида, а нити грунта переплетения цепочка - из менее прочного сырья.
Описанная решетка затем может быть залита мягким пластичным материалом, например битумной эмульсией или каучуком. Вертикальные уточные нити объединены в группы, содержащие по крайней мере две нити, каждую из которых обвивает фиксирующая грунтовая нить переплетения цепочка. Дополнительная объединяющая нить имеет зигзагообразное положение для предотвращения перемещения вертикальных уточных нитей в поперечном направлении. Также решетка может иметь нетканую подложку, которая прикрепляется к решетке при помощи грунтовых нитей на рашель-машине.
Недостатком существующей решетки для армирования является то, что фунтовые нити, обвивая вертикальные уточные нити, не обеспечивают надежного ее закрепления и уточные нити могут быть свободно вытянуты. Также кладка грунтовых нитей производится в одну сторону, а это приводит к зигзагообразности структуры и непрямолинейности вертикальных уточных нитей и, следовательно, к увеличению относительного удлинения при приложении нагрузки вдоль вертикальных уточных нитей. Гибкость такой решетки одинакова по всей ее длине и ширине.
Техническим результатом изобретения является устранение недостатков прототипа, а именно обеспечение комплекса свойств: улучшение формоустойчивости решетки с одновременным уменьшением относительного удлинения по вертикали за счет надежного закрепления вертикальных уточных нитей, которые обвивают протяжки переплетения закрытое трико; способность воспринимать большие нагрузки в заданных зонах каждого раппорта за счет неравномерного прокладывания горизонтальных уточных нитей, таким образом, обеспечивая переменную заданную гибкость по всей длине решетки.
Поставленная задача достигается тем, что в решетке для армирования, состоящей из вертикальных и горизонтальных уточных усилительных высокомодульных нитей, образующих ячейки прямоугольной формы, нитей грунта переплетения цепочка и связующей нити, причем нить грунта переплетения цепочка охватывает вертикальные уточные нити и фиксирует горизонтальные уточные нити, а связующая нить грунта соединена с нитями грунта переплетения цепочка, согласно изобретению общая длина решетки L состоит из нескольких раппортов m, расположение горизонтальных уточных нитей в которых определяется зависимостью:
B
где R - высота раппорта, мм;
В - высота петельного ряда, мм;
1
P - число рядов первого участка раппорта, шт.;
d - шаг, с которым изменяется число рядов каждого последующего участка раппорта;
n - число участков в раппорте, шт.
Причем вертикальные и горизонтальные уточные усилительные нити выполнены из высокомодульных комплексных полиэфирных мононитей с прочностью не менее 0,5 кН, а нити грунта переплетения цепочка и связующая нить грунта выполнены из полиэфирных нитей. При этом связующая нить грунта выполнена переплетением закрытое трико. Причем вертикальные уточные усилительные высокомодульные комплексные мононити обвивают протяжки связующей нити грунта переплетения закрытое трико из полиэфирных нитей, а нити грунта переплетения открытая цепочка образует платированные петли вместе с петлями связующей нити грунта переплетения закрытое трико через ряд в одном петельном столбике со смещением на один ряд в соседнем петельном столбике.
Существенным признаком заявляемого технического решения является взаимное расположение нитей, образующих решетку, в том числе образование раппортов m с расположением горизонтальных уточных нитей, определяемым зависимостью , что обеспечивает в целом вместе с использованием уточных усилительных нитей из высокомодульных комплексных полиэфирных мононитей с прочностью не менее 0,5 кН и нитей грунта из полиэфирных нитей достижение технического результата, указанного выше при известности переплетений.
в
в
На фигуре 1,а представлен общий вид решетки, где L - общая длина решетки, мм, К - общая ширина решетки, мм, R - высота раппорта решетки, мм. Общую длину решетки L вычисляют по формуле: L=R×m, где m - число раппортов в решетке.
в
ш
i
i
На фигуре 1,б представлен раппорт решетки, где R - высота раппорта решетки, мм, R - ширина раппорта решетки, мм, В - высота петельного ряда, мм, х - высота i-го участка раппорта, мм, P - число рядов i-го участка раппорта. Вертикальные 1 уточные нити пересекаются с горизонтальными 2 уточными нитями, закрепляются в структуре решетки системами грунтовых нитей переплетений открытая цепочка 3 и связующей нитью 4 переплетения закрытое трико. Протяжки 5 переплетения закрытое трико обвиваются вертикальными 1 уточными нитями.
Пример 1. Основовязаная решетка для армирования вырабатывалась основовязальным способом уточным переплетением, переплетениями открытая цепочка и закрытое трико с вертикальными и горизонтальными уточными высокомодульными комплексными полиэфирными мононитями линейной плотности 440 текс. В качестве грунтовых нитей переплетения открытая цепочка использовалась полиэфирная нить линейной плотностью 11,2 текс. Ячейки решетки заполнены системами переплетений открытая цепочка и закрытое трико. Решетка изготовлена на основовязальной машине 6 класса и сформирована вязанием грунтовых нитей и одновременным прокладыванием вертикальных уточных нитей вдоль петельных столбиков с раппортом 20 мм и горизонтальных уточных нитей, расположение которых определяют с учетом зависимости по формуле . Общая длина решетки L составляет 5000 мм, общая ширина решетки - 1000 мм, высота раппорта - 500 мм, высота первого участка раппорта - 50 мм, шаг d, с которым изменяется число рядов каждого последующего участка раппорта, - 1. Поверхностная плотность раппорта решетки шириной 20 мм, длиной 500 мм равняется 30,45 г. Вертикальные и горизонтальные уточные усилительные нити выполнены из высокомодульных комплексных полиэфирных мононитей с прочностью 0,5 кН. Прочность раппорта решетки на высоком участке составляет 11000 кН, в середине раппорта - 5500 кН, на маленьком участке - 1833,30 кН.
Пример 2. Основовязаная решетка для армирования вырабатывалась основовязальным способом уточным переплетением, переплетениями открытая цепочка и закрытое трико с вертикальными и горизонтальными уточными высокомодульными комплексными полиэфирными мононитями линейной плотности 900 текс. В качестве грунтовых нитей переплетения открытая цепочка использовалась полиэфирная нить линейной плотностью 16,7 текс. Ячейки решетки заполнены системами переплетений открытая цепочка и закрытое трико. Решетка изготовлена на основовязальной машине 6 класса и сформирована вязанием грунтовых нитей и одновременным прокладыванием вертикальных уточных нитей вдоль петельных столбиков с раппортом 50 мм и горизонтальных уточных нитей, расположение которых определяют с учетом зависимости по формуле . Общая длина решетки составляет 10000 мм, общая ширина решетки - 1000 мм, высота раппорта - 1000 мм, высота первого участка раппорта - 30 мм, шаг d, с которым изменяется число рядов каждого последующего участка раппорта, - 2. Поверхностная плотность раппорта решетки шириной 50 мм, длиной 1000 мм равняется 290,45 г. Вертикальные и горизонтальные уточные усилительные нити выполнены из высокомодульных комплексных полиэфирных мононитей с прочностью 0,5 кН. Прочность раппорта решетки на высоком участке составляет 9000 кН, в середине раппорта - 4500 кН, на маленьком участке - 1500 кН.
Пример 3. Основовязаная решетка для армирования вырабатывалась основовязальным способом уточным переплетением, переплетениями открытая цепочка и закрытое трико с вертикальными и горизонтальными уточными высокомодульными комплексными полиэфирными мононитями линейной плотности 113 текс. В качестве грунтовых нитей переплетения открытая цепочка использовалась полиэфирная нить линейной плотностью 16,7 текс. Ячейки решетки заполнены системами переплетений открытая цепочка и закрытое трико. Решетка изготовлена на основовязальной машине 6 класса и сформирована вязанием грунтовых нитей и одновременным прокладыванием вертикальных уточных нитей вдоль петельных столбиков с раппортом 35 мм и горизонтальных уточных нитей, расположение которых определяют с учетом зависимости по формуле . Общая длина решетки составляет 10000 мм, общая ширина решетки - 1000 мм, высота раппорта - 750 мм, высота первого участка раппорта - 30 мм, шаг d, с которым изменяется число рядов каждого последующего участка раппорта, - 3. Поверхностная плотность раппорта решетки шириной 35 мм, длиной 750 мм равняется 28,03 г. Вертикальные и горизонтальные уточные усилительные нити выполнены из высокомодульных комплексных полиэфирных мононитей с прочностью 0,5 кН. Прочность раппорта решетки на высоком участке составляет 1614 кН, в середине раппорта - 807 кН, на маленьком участке - 269 кН.
Пример 4. Основовязаная решетка для армирования вырабатывалась основовязальным способом уточным переплетением, переплетениями открытая цепочка и закрытое трико с вертикальными и горизонтальными уточными высокомодульными комплексными полиэфирными мононитями линейной плотности 440 текс. В качестве грунтовых нитей переплетения открытая цепочка использовалась полиэфирная нить линейной плотностью 28,3 текс. Ячейки решетки заполнены системами переплетений открытая цепочка и закрытое трико. Решетка изготовлена на основовязальной машине 6 класса и сформирована вязанием грунтовых нитей и одновременным прокладыванием вертикальных уточных нитей вдоль петельных столбиков с раппортом 45 мм и горизонтальных уточных нитей, расположение которых определяют с учетом зависимости по формуле . Общая длина решетки составляет 5000 мм, общая ширина решетки - 1000 мм, высота раппорта - 350 мм, высота первого участка раппорта - 20 мм, шаг d, с которым изменяется число рядов каждого последующего участка раппорта, - 1. Поверхностная плотность раппорта решетки шириной 45 мм, длиной 350 мм равняется 16,06 г. Вертикальные и горизонтальные уточные усилительные нити выполнены из высокомодульных комплексных полиэфирных мононитей с прочностью 0,5 кН. Прочность раппорта решетки на высоком участке составляет 4889 кН, в середине раппорта - 2444,43 кН, на маленьком участке - 814,83 кН.
Сравнительная характеристика образцов основовязаной решетки для армирования представлена в таблице.
Сравнительная характеристика образцов основовязаной решетки армирования
Пример 1
Пример 2
Пример 3
Пример 4
Линейная плотность уточных нитей, текс
440
900
113
440
Линейная плотность грунтовых нитей, текс
11,2
16,7
16,7
28,3
Общая длина решетки, мм
5000
10000
10000
5000
Общая ширина решетки, мм
1000
1000
1000
1000
Шаг, с которым изменяется число рядов каждого последующего раппорта
1
2
3
1
Высота раппорта, мм
500
1000
750
350
Ширина раппорта, мм
20
50
35
45
Поверхностная плотность раппорта, г
30,45
290,45
28,03
16,06
Поверхностная плотность всего полотна, кг
15,23
58,09
10,68
5,09
Прочность раппорта решетки на участке m, кН
11000
9000
1614
4889
Прочность раппорта решетки в середине раппорта, кН
5500
4500
807
2444,43
Прочность раппорта решетки на первом участке, кН
1833,30
1500
269
814,83
Таким образом, созданная решетка для армирования может быть использована в конструкциях с криволинейной поверхностью, требующих высокой гибкости армирующего компонента и одновременной высокой его прочности по ширине и длине. Поверхностная плотность и прочность решетки регулируются в соответствии с необходимыми условиями путем подбора линейной плотности нитей, размера ячеек решетки, частоты прокладывания горизонтальных уточных нитей в раппорте решетки.