Устройство для намотки изделий из армированных полимерных материалов

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК зю В 29 Р 2 ЗОБ ДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Ленинградский ордена Ленина и ордена Красного Знамени механический институт(54) (57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ НАМОТКИИЗДЕЛИЙ ИЗ АРМИРОВАННЫХ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ, включающее оправку, раскладчик арматуры и установленные шарнирно в зоне намотки разноименными полюсами друг к другу постоянные магЯО 1052406 А ТЕНИЯъ ниты, один из которых расположен с внешней стороны оправки и жестко соединен с раскладчиком арматуры, а другой - внутри нее с возможностью перемещения, отличающееся тем, что, с целью расширения номенклатуры изготавливаемых изделий и повышения их качества, оправка снабжена установленным внутри нее на подшипниках неподвижным резервуаром, заполненным жидкостью, в которую погружено плавающее не- магнитное тело, несущее внутренний постоянный магнит.2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что неподвижный резервуар соединен с повышающей после каждого прохода расклад- чика в нем уровень жидкости на величину, соответствующую толщине слоя арматуры, насосной станцией периодического действия.Изобретение относится к производству высокопрочных оболочек из армированных полимерных материалов, например стекло-, угле-, боро- и органопластиков, методом намотки и может быть использовано при изготовлении, например, корпусов глубоководных аппаратов, баллонов высокого давления и тд,Известно устройство для намотки изделий из армированных полимерных материалов, включающее оправку, раскладчик арматуры и установленные шарнирно в зоне намотки разноименными полюсами друг к другу магниты, один из которых расположен с внешней стороны оправки, а другой - внутри ее 1.Это устройство можно использовать для намотки изделий из армированных полимерных материалов, совмещенной с одновременной магнитной обработкой, однако это связано с необходимостью перемещения оправки с наматываемым изделием относительно магнитов, что требует усложнения конструкции и значительных энергозатрат.Наиболее близким к изобретению является устройство для намотки изделий из армированных полимерных материалов, включающее оправку, раскладчик арматуры и установленные шарнирно в зоне намотки разноименными полюсами друг кдругу постоянные магниты, один из которых расположен с внешней стороны оправки и жестко соединен с раскладчиком арматуры, а другой - внутри нее с возможностью перемещения. В данном устройстве внутренний магнит перемещается по направляющей, расположенной вдоль образующей оправки за счет сил магнитного сцепления с наружным магнитом. Устройство просто по конструкции, снижает энергозатраты и повышает качество изделий за счет магнитной обработки 2.Однако возможность использования указанного устройства ограничена из-за того, что внутренний магнит имеет только одну степень свободы и может совершать только возвратно-поступательное движение по направляющей, расположенной вдоль образующей оправки. При изготовлении изделий сложной формы, например сферической или кокона, наматываемых жгутом методом косой перекрестной намотки, раскладчик арматуры вместе с наружным магнитом перемешается относительно образующей оправки под изменяющимися углами по замкнутой сложной траектории, при этом внутренний магнит, движущийся за счет магнитного сцепления с наружным, заклинивается на направляющей, расположенной вдоль образующей оправки.Кроме того, в процессе намотки изделий, особенно толстостенных, изменяется величина межполюсного зазора между наружным и внутренним постоянными магнитами и соответственно напряженность постоянного 5 15 20 25 30 35 40 45 50 55 магнитного поля, что ведет к снижению качества изготавливаемых изделий.Целью изобретения является расширениеноменклатуры изготавливаемых изделий иповышение их качества,Поставленная цель достигается тем, чтов устройстве, включающем оправку, раскладчик арматуры и установленные шарнирноразноименными полюсами друг к другу постоянные магниты, один из которых расположен с внешней стороны оправки и жесткосоединен с раскладчиком арматуры, а другой - внутри нее с возможностью перемещения, оправка снабжена установленным внутри нее на подшипниках неподвижным резервуаром, заполненным жидкостью, в которуюпогружено плавающее немагнитное тело,несущее внутренний постоянный магнит.Кроме того, неподвижный резервуарсоединен с повышающей после каждого прохода раскладчика в нем уровень жидкостина величину, соответствующую толщинеслоя арматуры, насосной станцией периодического действия.На фиг. 1 показано предлагаемое уст.ройство, поперечный разрез; на фиг. 2то же, продольный разрез.Устройство содержит немагнитную полуюоправку 1, внутри которой с зазором смонтирован на подшипниках 2 неподвижныйрезервуар 3 изготовленный также из немагнитного материала и соединенный патрубком 4 с насосной станцией периодическогодействия (не показана). Резервуар 3 наполнен жидкостью, например машинным илииндустриальным маслом, в которую погружено плавающее немагнитное тело 5, выполненное, например, в виде полого цилиндраили усеченной сферы, поддерживающее надзеркалом жидкости соединенный с ним внутренний постоянный магнит 6, изготовленный,например, из ферритового магнитотвердогоматериала.Наличие внутреннего неподвижного резервуара 3 обеспечивает горизонтальностьуровня поверхности жидкости независимо отскорости вращения оправки 1, что невозможно при заполнении непосредственно оправкижидкостью, а его соединение с насосной станцией периодического действия позволяет регулировать уровень жидкости в резервуареи, следовательно, расстояние от плавающего тела 5 и связанного с ним внутреннегомагнита 6 до внутренней поверхности оправки 1. Расположение внутреннего магнита 6 на плавающем теле 5 дает возможностьсвободного перемещения в горизонтальнойплоскости, а также вращения вокруг трехвзаимно перпендикулярных осей.Над оправкой 1 установлен внешнийпостоянный магнит 7, жестко связанный сраскладчиком 8 арматуры, выполненным изнемагнитного материала. Внутренний 6 ивнешний 7 постоянные магниты расположе052406 13ны по обе стороны немагнитной оправки 1 разноименными полюсами навстречу друг другу и ориентированы относительно укладываемой арматуры под требуемым углом, например в пределах 7 - 22.Работа устройства происходит следующим образом.На вращающуюся оправку 1 наматывают пропитанную связующим арматуру, например стекложгут. В процессе намотки раскладчик 8 совершает движение вдоль оправки 1 либо возвратно-поступательное, например при намотке цилиндрйческих оболочек, либо по сложной замкнутой траектории, например типа лемнискаты Бернулли при косой перекрестной намотке оболочек типа кокон, Вместе с раскладчиком 8 движется закрепленный на нем наружный постоянный магнит 7. Внутренний постоянный магнит 6 не имеет собственного привода и движется вместе с жестко соединенным плавающим телом 5 над поверхностью жидкости, заключенной в неподвижный резервуар 3, смонтированный внутри оправки 1 на подшипниках 2, за счет магнитного сцепления с наружным постоянным магнитом 7, повторяя его траекторию, При этом зазор между магнитами остается, неизменным в период формования одного слоя арматуры изделия 9 за счет того, что плавающее тело 5 имеет возможность как плоско-параллельного перемещения по поверхности жидкости, так и вращения вокруг трех взаимно перпендикулярных осей за счет крена, Уровень жидкости в резервуаре 3 перед началом формования устанавливают минимальным и обеспечивают оптимальный зазор между постоянными магнитами 6 и 7. После формования каждого слоя арматуры включается насосная станция периодического действия, соединенная с резервуаром 3, уровень жидкости повышается, плавающее те ло 5 вместе с внутренним магнитом 6 подвсплывает на величину, компенсирующую удаление наружного магнита 7 вместе с раскладчиком 8 от поверхности оправкина толщину отформованного слоя арматуры, сохраняя неизменным величину зазора между магнитами 6 и 7 и, следовательно, постоянство режимов магнитной обработки.Цикл повторяется до формования изделия 9 с необходимой толщиной стенки. Предлагаемое устройство обеспечиваетизготовление изделий, совмещеннбе с магнитной обработкой материала, не применяя сложных кинематических цепей для реализации практически любых траекторий внутреннего магнита, и повышает их качество 25за счет повышения удельной прочности, прочности при межслоевом сдвиге и трансверсальном отрыве за счет обеспечения постоянного заданного зазора между магнитами в течение всего процесса формования.Составитель М. Осипова Редактор Л. Гулько Тепрел И. Берес Корректор А. Ференц Заказ 8764112 Тираж 547 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобре:ений и открытий 1 13035, Москва, Ж 35, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП Патент, г. Укгород, ул. Проектная, 4