Способ изготовления инерционных энергоаккумулирующих элементов

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКРЕСПУБЛИК 155 56 // В 29 1. 9:00 5 В 29 ОП ЗОБРЕТЕНИЯ ИДЕТЕЛЬСТВ А ВТОРСКОМ(71) Московский авиационный технологический институт им. К, Э. Циолковского (72) В. С. Пичугин, В. П. Николаев и А. П. Рязанов(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ИНЕРЦИОННЫХ ЭНЕРГОАККУМУЛИРУЮЩИХ ЭЛЕМЕНТОВ(57) Изобретение относится к области переработки композиционных материалов методом намотки и может быть использовано в различных отраслях народного хозяйства при изготовлении маховиков, работающих в услоИзобретение относится к переработке композиционных материалов методом намотки и может быть использовано в различных отраслях народного хозяйства при изготовлении маховиков, работающих в условиях высоких центробежных нагрузок.Цель изобретения - повышение надежности инерционных энергоаккумулируюших элементов за счет снижения их дисбаланса.Пример 1, Изготавливают инерционный энергоаккумулируюший элемент в виде обода с внутренним радиусом 140 мм, шириной 15 мм и толщиной 30 мм непрерывной намоткой органического волокна марки СВМ, пропитанного эпоксидным связующим марки ЭДТс плотностью 1,2110 кг/м на отбалансированную формообразующую оправку, на поверхность которой предварительно наматывают 4 слоя стеклоткани марки Ти слой фторопластовой пленки. ОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИРИ ГКНТ СССР виях высоких центробежных нагрузок. Изобретение позволяет повысить надежность инерционных энергоаккумулирующих элементов за счет того, что перед охлаждением намотанную заготовку охлаждают до прекращения перетекания связующего, определяют положение плоскости коррекции и дисбаланс заготовки, нагревают тяжелое место до 40 - 80 и выводят из заготовки избыточную массу связующего вращением заготовки с постоянной скоростью в течение времени, определяемом по зависимости, учитывающей начальный дисбаланс заготовки, ее ширину, плотность связующего, долю объемного содержания связующего в материале, внутренний радиус элемента, длину элементарного участка тяжелого места, число элементарных участков тяжелого места, коэффициент фильтрации связующего на элементарном участке и угловую скорость вращения заготовки,Доля объемного содержания связующего в полуфабрикате заготовки составляет 0,38.Перед отверждением заготовку охлаждают в холодильнике при 1 С в течение 4 ч до прекращения перетекания связующего. Оправку с заготовкой размещают в люльках балансировочного станка марки ДБ, определяют положение плоскости коррекции и величину дисбаланса заготовки. Значение начального дисбаланса равно 140 10 6 кгм Нагревают тяжелое место на длине участка 60 мм до 60 С, укрывают заготовку перфорированным слоем стеклоткани марки Ти выводят из заготовки избыгочную массу связующего вращением заготовки с постоянной угловой скоростью 104,7 рад/с. Перед определением времени вращения заготовки участок тяжелого места разделяют на 6 равных элементарных участков длиной по 1 ОХ 10м, по три участка в каждуюсторону от оси симметрии тяжелого места, коэффициенты фильтрации на участках 11 и 1 в, Ь и Ь, Ь и 14 имеют значения соответственно 3.10 " 8.10 " 15 10 " м/Н с, Время вращения заготовки определяют по зависимостиОбГрй)хГ игде т - время вращения заготовки, с;0 - начальный дисбаланс заготовки,кг м;Ь - ширина заготовки, м;р - плотность связующего, кг/м;а - угловая скорость вращения, рад/с;- доля объемного содержания связующего в заготовке;1; - длина элементарного участка тяжелого места, м;п - число элементарных участков тяжелого места;х - коэффициент фильтрации связующего на элементарном участке м/Нс (составляет 25 мин),После прекращения вращения заготовки перфорированный слой стеклоткани снимают и определяют остаточное значение дисбаланса на станке марки ДБ, которое составило 23 10кг м. Отверждение заготовки производят при вращении оправки со скоростью 6 об/мин по режиму полимеризации связующего.Величина дисбаланса готового элемента составляет 2710 6 кг м, т. е. в 5,2 раза меньше, чем по способу-прототипу.Пример 2. Изготавпивают инерционный энергоаккумулирующий элемент как в примере 1, но в качестве нитевидного материала берут стекловолокно марки ВМПС, доля объемного содержания связующего в полуфабрикате заготовки составляет 0,35. Значение начального дисбаланса равно 102 Х Х 10 6 кг м, нагревание тяжелого места производят на длине участка 50 мм до 80 С и вращение заготовки производят с постоянной угловой скоростью 157,1 рад/с в течение 12 мин. После отверждения величина дисбаланса готового элемента составляет 24 Х Х 10 6 кг м, т. е, в 4,2 раза меньше, чем зо способу-прототипу.Пример 3. Изготавливают инерционный энергоаккумулирующий элемент как в примере 1, но в качестве нитевидного материала берут углеводородный жгут марки ВМН, пропитанный эпоксидным связующим марки УПс плотностью 1,1 Х Х 10 кг/м, доля объемного содержания связующего в полуфабрикате заготовки составляет 0,43, значение начального дисбаланса равно 175 1 О б кг м, нагревание тяжелого места производят на длине участка20 Формула изобретения Способ изготовления инерционных энергоаккумулирующих элементов, включающий пропитку нитевидного материала эпоксид ным связующим, намотку его на формообразующую оправку и отверждение намотанной за готовки при вращении оправки, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности инерционных энергоаккумулируюших элементов за счет снижения их дисбаланса, перед отверждением заготовку охлаждают до прекращения перетекания связующего, определяют положение плоскости коррекции и дисбаланс заготовки, нагревают тяжелое место до 40 - 80 С и выводят из заготовки избьггочную массу связующего вращением заготовки с постоянной скоростью в течение времени, определяемого по зависимости 0 Ь(рюЖЪХ 1 мвремя вращения заготовки, с;начальный дисбаланс заготовки, кг м;ширина заготовки мплотность связующего, кг/м, угловая скорость вращения, рад/с; доля объемного содержания связующего в заготовке;длина элементарного участка тяжелого места, м;число элементарных участков тяжелого места;коэффициент фильтрации связующего на элементарном участке м/Н с;внутренний радиус элемента, м. Ь 45 р50 55 80 мм до 40 С и вращение заготовки производят с постоянной скоростью 94,2 рад/с в течение 32 мин. Контроль дисбаланса после удаления избытков связующего дал результат 47 10 6 кг м, т. е. уменьшался в 3,7 раза.Операцию нагревания тяжелого места и вращения заготовки повторяют при длине участка 40 мм, температуре 40 С и угловой скорости 94,2 рад/с в течение 7 мин. После отверждения величина дисбаланса готового элемента составляет 34 10 б кгм, т. в. в 5,1 раза меньше, чем по способу-прототипу.Таким образом, предлагаемый способ в4,2 - 5,1 раза снижает дисбаланс инерционных энергоаккумулирующих элементов, что 15 повышает надежность элементов и полезнуюмощность двигателя, а также снижает виброактивность устройства, в котором используются инерционные аккумулирующие элементы,