Формирующая головка для получения стеклопластиков

О П И С А Н И Е п 11 493366ИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республик(32) ПриоритетОпубликовано 30.11.75. Бюллетень44Дата опубликования описания 16,02.76 51) М В 29 Государственный комитет Совета гЛинистров СССР по делам изобретений 53) УДК 678,057(088.8) и открыт(72) Авторы пзобретент аша и Н. тин Д 71) Заявитель 54) ФОРМИРУЮЩАЯ ГОЛОВКА ДЛ СТЕКЛОПЛАСТИКОВЛУЧЕНИЯ виде зигго зафикФормирующая головка для получения стеклопластиков с ориентированным наполнителем из предварительно напряженных волокон применима для производства армированных стекловолокном пластиков как при изготов лении деталей выпуклого замкнутого контура на оправках и каркасах, имеющих ось врашения, перпендикулярную оси схода волокна с формирующей головки, так и для окожушивания деталей, с целью повышения прочност ных данных, электроизоляционных характеристик, термостойкости, хемостойкости и т. д.Стеклопластики, полученные при помощи формирующей головки, благодаря своим высоким физико-механическим характеристикам 15 могут быть использованы в электротехнике, строительстве, топливной и химической промышленности, автомобилестроении, судостроении, авиационной и ракетной технике.Существующие методы изготовления стек лопластиковых изделий из стекловолокна формирующими устройствами применяются, главным образом, для производства труб. Широкое распространение получили способы винтовой обмотки оправки жгутами (ровницей), 25 стеклолентой и одновременно жгутами или стеклолентой с укладкой продольных жгутов, При производстве стеклопластиков такпмп методами применяют либо машины типа токарного станка, в которых сердечник (оправ ка) вращается в определенном направлении, а наполнитель подается специальным устройством, осуществляющим винтовую намотку, либо машины, устройство которых аналогичноашинам для оплетки кабеля, в которых ленча или ровница сами вращаются вокруг сердечника, двигающегося в горизонтальном или вертикальном направлениях. Недостатком полученных такими методами труб является сравнительно низкая пх прочность в осевом направлении. Эти трубы опасно также подвергать напряжениям на изгиб, поскольку в направлении сжатия материала может возникнуть расслоение, Для устранения указанных недостатков существуют укладчики, способные в зоне формовки трубы на небольшой длине укладывать слои продольшы и поперечных стекловолокон, заранее пропитанных плп пропитываемых в процессе укладки связующим. В сформованных прн помощи этих укладчиков трубах продольное волокно, обеспечивающее прочность трубы в осевом направлении, укладывается не напряженным. Создаваемое предварительное напряжение теми илп иными натяжными устройствами теряется при укладке продольного волокна на укладшках из-за недостатков процесса формировап 11 я трубыПродольная нить укладывается взага, вершины каждой петли которо3сированы прикимны ми попс ) Очным Нитями.Данп укладчики (пперц:Опные 11 безьнсрЦИОПНЫС) ПС МОГТ ПОЛОК 1 ТЬ ПРО,сО 1 эГ",10 ПитьТЯКИЭ 1 ООРЯЗОМ, ЧТООЫ Опа СОХЭЯПЕЛс ПРИ УКладке то напряжение, которос сй было сообщено натяжным устройством.Предлагаемая формирующая головка позволяет укла ывать предварительно ндпрякепные волокна как поперсчыс, так и проДОЛЬНЫЕ.Необходимость укладки предварительно напряженных волокон диктуется следуопимипричинами.При полимеризации смола значительно скимается, вследствие чего стеклозолокпо скимается в такой же стсгспи, что происходт32 счет его Отклонения От лппп, ГО (ОтороЙОно ндмотаио н 2 сердечник. 1)и пспОЛБЗОВЯпии тэубы под пагр) ЗИОЙ смолДоли(нд Вь- ДЕРКИВЯТЬ БСЕ НЯПРЯКСНИЯ ДО ТОГО ЫОМЕНТЯ,пока пе выпряъится и не при)Лет на себя нагрузку стекловолокн. Следовательно, укладКа ВОЛОКПЯ ПРЕДВЯРИТЕЛЬИО ПЯПЭ 51 ЖСППОГО ДОтакой степени, когда после полГ еризациисмола останется фактически в сжатом сост 051 нии, 2 Волокно находится 10 д па 11)яи(сНИЕМ, ПРИВЕДЕТ 1 ТОМУ, ГГО ВОЛОКИ 1 С,.)ЗМ С)0 Г 1 ст ВОСПЭИПЯТЬ ПсГЭ,ЗКГ ОСЗ Г,.ЗР"ПСПП 5 С.10 И И сР(ШЕ ПЯ СВЯЗИ С,10,1 СО СТЕК)1030 Л 01 О 10 М.Предварительное пап;)якение Волокон споСобСТВУСТ УДаЛСНИ 10 БОЗДУхс И ГЯЗЯ, ПСКОТОРОСКОЛИЧССТВО КОТОРЫХ СОДСЭЖТСЯ В Слох СТСКЛОНЯПОЛПИТЕЛЯ, ИпсдсЧС Смас 1 ПБЯНИС СМО ОЙ ОМдет слабое, что приведет к рдсслоегипо стекЛОПЛЯСТИКЯ, ТЯК КЯК ВОЛОКПЯ И С,10 лс С СЭ 10 гут действовать совместно.Сохранение хоропСГО смяИваппя и 1(0 тскТд МСЖДУ СМОЛОП И СТЕКЛОВОЛОКОМ ПССОХОДП.мо не только для получения прочностных хЭяКТСрПСТИК СТЕКЛОПЛяст(П(с, НО И дЛ 51 ОЙСС.ПСЧЕППЯ СГО ВЫСОКОГО ХИ)нсЕСКОГО СОПРОтивЛЕНИЯ, Так К 2 К ЭффекТ;БПОС Смдчпвс 1 ИС СТС( -ЛОВОЛОКНЯ СЪ 10 ЛОЙ СПОСООСТВСТ ПОБЫПСППОХИМИЧЕСКОЙ УСтОйЧИВОСти СТСКЛОПЛсСТ:.К(,Д;я сохранения прсдвдрптслпого напряжения в процессе укладки в предлагаемой формирующей головке применен вращающийсядиск, в центральном отзерсти: Кото)ого стдНОВЛЕНЯ ОТНОСИТЕЛЬс 10 ПЕПОДВПКисЯ ПРБляощая поперечных слоев стсклодрмят(ры,Это дает Возможность продольпоэ Боло(:,прп огибании крайних поперечных волокон соХЭЯНИТЬ ПРЕДБсРИТЕЛЫОС ПаПР 51 сКСП;С 1 ХОрощо фиксироваться на достдто:но жсс гкчлхпоперечных нитях, При этом Бся систем( ПродоЛЬПЫХ и ПосчсрснХ птсй ОбрзустСТОЛЬКО ПРОЧНУЮ СТОУКТУРУ, ЧТО ПОЗ БО,151 С"фОРмиэОВсть не толькс т)МОБ. ПО и )Осспрофили замкнутого Быуклого контургтакже окожушБ,ть детали перемен;оо сечения,На фиг. 1 показан общий вид прсдлдгдс -мои формирующей головки для прозгодств(СТек ЛОПЛЯСТИ КОН ИЗ ПЭСД 32 Э П Тел ЬНО П1; 51 КОН) Г Х ОР (Снт РОВЯН-;, " БОО (01 3 ф ИГ-- схе.,13 "кладки С.склозо окп.От,. нГгеиБ ПРОЦСССС фОРМПР 01 П 5, Т;)УОЫ ДБММЯ ПО 5 СРЕс 1 ПЫЭи П ОДНО 1 ГРОДОЛЫ 01 НИТЯМИ Рс 13.5 Бсртка); пд фиг, 3 схс., Мкгадни стеклаБОЛ 01(писть 1 х пи 1 сй Б пэоп;сссс Б)0 ээ 1 ИэовдпияТР) ОЫ ДБМя ПОПЕ:)СЧПЫМИ И ДБММЯ ПРОДОЛЬ:ы цтя)1;1:,пи Р(л 1 чснпи пдгд 1 аэОТКИпоперечных пптси вдвое развертка).0 ФОрснру 0 цая ГОЛОБКа ПрсдиаЗПЯЧЕ 2 ЛяУК;1 ЯДКИ На ОПРсБКУ ИЛП КЯРКЯС В 0:РСДЕЛЕППО)1 ПОРЯДКС ПРСДБс 1 РИТС,ЬПО ПсПРЯКЕННЫХСТСКЛЯННЫХ ВОЛОКОН, Б ЭСЗУЛЬТЯТЕ -ЕГО 00)3 ЗМСТС 51 СТ) КТМ, аи, СОСТ 0 П,с 35 13 П)ОДОЛЬНЫХ5 1: поперечных Волокон.(.ОР 1 ПРУ 10 ШЯЯ Голсозка СОДСЭЖИТ ВПЯЩ 310- щпйся диск с боби ями 2 стекловолокна;1",)5 сговм 0 П 3( Э 2:Л 5 Ю 1 цЮ а ЖССТ 0 СКр СП 1 епМ 0 СО СТяпИПОИ с; ПсрсБЛ 5 Ю 1(СС ) СТ)0:СТВОгО ПОПС) СЧП Х БОЛО(ОП, 1:О ОБОЕ С)01 ГПРОБ 2 НОНд СТЯПИПС; Элскт)0;Б:ГГ ТОЛЬ О С ПсдссКСПП 0.Гпа валу шесте)ней 7.ВРЯБсошиися дискИРсдстсчБляст собои3 О 1 ЯТОЕ КОЛССО С сС 1 Т);1 ЬПЫМ ОТБСРСПСМ,(РОРМИР)всПП, ГДС И П сВБсЮТСЯ 1.с 1 ОПРаБКМ1 ЛИ 1(3 Э(ЯС, ООР с 3 с 51 С, ОП ПОПЕПС ПХ ИТСЙ,В обойму 9 Бран,соп:сгося дискаВклады- Бдется бобш 3 2. Смгтывдющссся с бобиныС(СКЛОБОсОКПО, ПРОХОД 51 ЧСРСЗ Пс.ТЯЖНОЕ,СТрОЙСТБО 1 О : 1 Оьодон 1 , ,К;сдьБЯСТС 51 БОКЭ,ГПОПСЭСПЬВОЛОКОН, Об)сад я ППО;ОЛЬс, О О -Гстку., 1 ск 1, с)зиру 0,1 С 5 и Кр, ОБО5 и;:,и)силНОцс 1 3, жест:О с 0 слспОЙ со стдс 11 ПОП с, ОЛ) сСТ ВРЯ 1.,( 1.(Э,1, РО , АФПГ,тсля 6 чсрсЗ псстер 1 юЬлсГОЛс(р 5 ТОЛ. ТО 00;Ок 1д 5.скст(51БОКРУ ПаПРсБЛ 510 ОГО , СТРО:С 33 О, ГПО 50;(ОгпОе Волокно ОТодет Дйста Ос 1:0 кссткскр ипис юперсчысГ, о)оп 0,) ксиру(.ТС 5: 1:)И ЭТО :Д НХ, С ЛП:3 СБ ОГО РС- БЯ)Птс,ьОГО и 1)5 кс.51, Оторос б;ло создано ПЯТ 5 кс Г(Т).)С"БОМ1,55 Нс П. . . ;.)КС у с Гк ) Оы рд- БС 1)ТКс . с К(ГГО,)0."1 СХС. с.ТЧПО .Онсзси.СТРУКТУРс. СфОРЭ:,)ОвсППОГО ПОКПЫТ;и, ОСУЩССТ. ЛСПОГО 1)СД;сГС:О О)МсР 01,С ГО.0(0, (ЯПс 5; СР",РГ Г)О;ЯЗОБсНЯ ДВУ);160 попсэс 1 пьми с О,.ПО. .РОДО.ьО нпт 5:)11. ЭСО БИДПЯ ЗОПЯ Бс)О)МИРО:,И П С РО)МРОВЯН:Яя зонд трбы,НЯ ф 1 Г. 3 ПзобЭЯЖСЕ с ЯКОЙ ЖЕ , ЯСТОК ТруОЬ Р 13 БЕР Кд , По СТРУКТУР 1 С00.Эовс 165;ОГО ".ОКрЫТП 5 ООрс 130 Ванс двМ 5 ПОПСрСНЫ ми и двумя продольными нитями. Шаг поперечных нитей при этом увеличен вдвое.Даже при внешнем сравнении разверток, изображенных на фиг. 2 и 3, видно, что плотность продольных нитей, составляющих основу укладки, в обоих случаях одинакова. Но производительность во-втором случае, т. е. при укладке двух продольных нитей, увеличивается в два раза. Изменение производительности при всех прочих равных условиях (количество оборотов оправки или каркаса, количество оборотов вращающегося диска формирующей головки, толщина волокон) зависит от количества продольных волокон.Предлагаемая формирующая головка позволяет укладывать различное количество продольных нитей, что достигается простым увеличением обойм 9 (см. фиг, 1) вращающегося диска 1, в которые вкладываются бобины 2. На фиг, 1 изображена формирующая головка, на вращающемся диске которой смонтированы две обоймы с бобинами. Установка двух бобин увеличивает производительность на продольной укладке в два раза и т. д.Возможность изменения количества бобин, т. е. количество одновременно укладываемых продольных нитей, улучшает условия варьирования соотношения прочностей в продольном и поперечном направлениях, так как позволяет лучше регулировать количество укладываемых в продольном и поперечном направлениях волокон стеклонаполнителя. Для обеспечения необходимой прочности стеклопластика в поперечном (радиальном) направлении между крайними поперечными жгутами укладывается требуемое число поперечных волокон,Предлагаемая формирующая головка может быть смонтирована на каретке, совершающей возвратно-поступательное движение параллельно оси сердечника, каркаса или детали, которую требуется окожушить,При изготовлении стеклопластпковых трубнепрерывным способом на так называемых шаговых оправках, обеспечивающих осевое перемещение труб, формирующая головка 5 устанавливается в зоне формирования изделия.При помощи предлагаемой формирующейголовки можно укладывать как предварительно пропитанные связующим стеклянные во локна, так и волокна, которые пропитываются в процессе укладки.Так как шаг относительного перемещенияизделич и формирующей головки во много раз меньше ширины укладки, создается такая 15 структура стеклопластикового покрытия с достаточной прочностью на срез вдоль осп, которая позволяет подвергать изделие механической обработке (шлифованию, фрезерованпю, строжке, точению, нарезке резьбы), не 20 опасаясь расслоения (скалывания).При помощи формирующей головки можнополучать изделия различных диаметров, с различной толщиной стенки, местными утолщениями, конической наружной поверхно стью, а также окожушпвать детали некруглого поперечного сечения, в частности эллиптического и овального.Предмет изобретения30 Формирующая головка для получения стеклопластиков с ориентированным в направлении максимальных нагрузок наполнителем из предварительно напряженных волокон, содержащая поворотную оправку и приспособления 35 для образования продольной и поперечнойстеклоарматуры, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения физико-механических свойств стеклопластиков, приспособление для получения продольной арматуры выполнено в 40 виде вращающегося диска, в центральном отверстии которого установлена относительно неподвижная направляющая поперечных слоев стекло ар м атуры.493366 Составитель Л. Дмитриев Техред Е. Подурушина Редактор Л. Ушакова Корректор О. Тюрина Типография, пр. Сапунова, 2 Заказ 103/13 Изд2036 Тираж 740 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5