Способ прикатки изделий из композиционных материалов и устройство для его осуществления

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК Зю В 29 Р 23/12 ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ИЗОБРЕТЕНИЯ П ЕЛЬСТ 1И, Павленкеничный ельство СССР3/12, 1977.ьство СССР23/12, 1975 (проКИ ИЗДЕЛИИ ИЗМАТЕРИАЛОВ ИО ОСУЩЕСТВЛЕСОБ ПРИКАТИЦИОННЫХ ТВО ДЛЯ ЕГ г фДь К.АВТОРСКОМУ С(57) 1. Способ прикатки изделий из композиционных материалов, включающий воздействие на укладываемый в процессе намотки на оправку материал ролика, соверщаюшего колебательное движение заданной частоты и амплитуды и расположенного поперек материала; отличающийся тем, что, с целью повышения качества изготавливаемых крупногабаритных изделий при намотке ленты, переменной ширины, воздействие ролика на материал осуществляют послойно по синусоиде от одной его кромки к другой с увеличением амплитуды колебаний прямо пропорционально увеличению ширины укладываемого материала.1052405 2. Устройство для прикатки изделий из композиционных материалов, включающее вращаюшуюся оправку, прикаточный ролик с приводом колебательного движения, отличающееся тем, что, с целью повышения качества изготавливаемых крупногабаритных изделий и уменьшения габаритов устройства, прикаточный ролик смонтирован на ползуне, связанном с приводом колебательного движения в виде кривошипно-шатунного механизма с кривошипом, образованным вин 1Изобретение относится к изготовлениюдеталей из композиционного материала методом намотки.Известно устройство для прикатки изделий из композиционного материала, состоящее из охватываемых бесконечной лентойроликов, которые смонтированы на шарнирно соединенных под углом друг к другу рычагах, соединенных шарнирно со штокамисиловых цилиндров 1.В этом устройстве реализован способ,по которому композиционную ленту прикатывают по профилю детали вдоль ленты,Недостатком способа, реализованномв данном устройстве, является то, что прикатку осуществляют вдоль ленты, прижимая 15ее по всей ширине роликом. Это приводитк тому, что если лента широкая, а этоболее производительно, то и размеры прикаточного ролика возрастают, К тому же,вследствие того, что лента выполнена в виде траковой гусеницыто появляются между 0траками участки неприжатой ленты, чтоснижает качество прижатия ленты.Недостатком данного устройства является то, что в случае создания крупногабаритных деталей необходима намотка широкой лентой переменной ширины, вследствие чего резко возрастают габариты устройства, что усложняет установку,Наиболее близким к изобретению является способ прикатки изделий из композиционных материалов, включающий воздейст- Зовие на укладываемый в процессе намоткина оправку материал ролика, совершающегоколебательное движение заданной частотыи амплитуды и расположенного поперек. этого материала 2.В известном способе используют пре- з 5образование энергии электрических колебаний в энергию механических колебанийультразвуковой частоты прикаточного ролика в процессе намотки материала наоправку.Известный способ не предполагает изменение параметров колебаний ролика принамотке ленты переменной ширины. том и гайкой-шарниром с шагом, увеличи. вающим амплитуду колебаний прямо пропорционально увеличению ширины укладываемого на оправку материала, причем, ползун расположен в направляющих, установленных с возможностью перемещения вдоль оси оправки.3. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что ширина прикаточного ролика больше или равна величине смещения укладываемого материала за один его двойной ход. 2Наиболее близким к предлагаемому является устройство для пропитки изделий изкомпозиционных материалов, включающееврашаюшуюся оправку, прикаточный роликс приводом колебательного движения 2,Известное устройство содержит прикаточный ролик из магнитострикционного илипьезоэлектрического материала, преобразующего энергию электрических колебаний вэнергию механических колебаний. Это устройство не имеет средств изменения параметров колебаний прикаточного ролика приизменении ширины укладываемой на оправку ленты.Однако при намотке широкой лентой тре.буется громоздкое устройство с большимусилием прижатия, а это снижает качестводетали, так как широким роликом труднообеспечить по всей ширине ленты равномерное прижатие, особенно если это профильная поверхность,Целью изобретения является повышениекачества изделия при намотке ленты переменной ширины, а также повышение качества изготавливаемых крупногабаритных изделий и уменьшение габаритов,Поставленная цель достигается тем, чтосогласно способу прикатки изделий из композиционных материалов, включающему воздействие на укладываемый в процессе намотки на оправку материал ролика, совершающего колебательное движение заданнойчастоты и амплитуды и расположенного поперек материала, воздействие ролика наматериал осуществляют послойно по синусоиде от одной его кромки и к другой с увеличением амплитуды колебаний прямо пропорционально увеличению ширины укладываемого материала. Кроме того, в устройстве для пропитки изделий из композиционных материалов, включающем вращающуюся оправку, прикаточный ролик с приводом колебательного движения, прикаточный ролик смонтирован на ползуне, связанном с приводом колебательного движения в виде кривошипно-ша052405 3тунного механизма с кривошипом, образованным винтом и гайко-шарниром с шагом, увеличирающим амплитуду колебаний прямо пропорционально увеличению ширины укладываемого на оправку материала, причем ползун расположен в направляющих, установлены с возможностью перемещения вдоль оси оправки.Ширина прикаточного ролика в устройстве выполнена больше или, равна величине смещения ленты укладываемого материала за один его двойной ход.На фиг. 1 и 2 представлена схема способа прикатки; на фиг. 3 - устройство, вид сверху; на фиг. 4 - то же, вид сбоку,При намотке композиционной ленты 1 на оправку 2 осуществляют прикатку каждого слоя ленты поперек ее роликом 3 (фиг. 1), цилиндрические участки детали прикатывают другими роликами (фиг. 2 и 3) вдоль ленты.Прикатка двух слоев ленты а и б осуществляется следующим образом.При намотке слоя а прикаточный ролик 3 совершает поперек ленты 1 прикаточное движение из положения О в положение О и назад.При этом величина двойных ходов достигает, например, 1400 при скорости ленты, например, 14 м/мин. Прикатка идет по синусоиде (фиг, 2). Увеличивая или уменьшая скорость ленты, увеличивают или уменьшают шаг синусоиды, т. е, уменьшают или увеличивают количество прикаточных движений ролика на единицу длины композиционной ленты. При этом, ввиду того, что лента выполнена переменной ширины, изменяют в процессе намотки амплитуду А синусоиды ролика 3.Устройство для осуществления способа включает корпус 4, в котором выполнены направляющие 5 для перемещения по ним каретки 6 с прикаточным роликом 3, прикатывающим профильную часть детали. Для прикатки цилиндрических участков и фланцев детали в корпусе 4 смонтированы ролики 7 и 8, которые установлены на ползунах 9 и поджимаются пружинами 10, Величина хода ползуна 9 регулируется гайками 11.Перемещение каретки 6 осуществлено от электродвигателя 12 через винт 13 и гайку 14.Перемещение ролика 3 в подвижных направляющих 15 выполнено кривошипно-шатун ным механизмом от электродвигателя 16 через клиноременную передачу 17, головку 18 с электродвигателем 19 через кривошип, выполненный в виде винта 20, гайку-шарнир 21, шатун 22 и ползунок 23.Для регулирования амплитуды осцилляции ползункг 23 с роликом 3 на криво- шипе 20 установлен флажок 24, включающий датчики 25 и 26, дающие сигналы на электродвигатель19,4Перемещение подвижных направляющих15 осуществлено от электродвигателя 27через клиноременную передачу 28, винт 29и гайку 30.Ограничение хода направляющих 15 выполнено посредством датчика 31 и флажка 32.Прикаточный ролик 3 закреплен в ползунке 23 на оси 33 и поджимается к лентепружиной 34.10 Для включения электродвигателей 27, 19,12 и 16 через счетно-импульсное реле 35на валу детали установлен флажок 36.Устройство работает следующим образом. 15 Намотка препрега на оправку 2, производится лентой 1 переменной ширины, которая имеет вид одностороннего клина. Такой раскрой ленты необходим для того,чтобы обеспечить возможность укладыватьее на цилиндрическую и коническую поверхность методом горизонтальной намотки.Такой способ укладки устраняет сползание ленты с конической поверхности и дает возможность производить прикатываниеповерхности горизонтальным способом.25 Ленту 1 заправляют на оправке 2 справой стороны узким концом и закрепляют на ней.Ролики 7 и 8 предназначены для прикатывания только цилиндрической поверхности изделия.Ролик 8 установлен возле оправки 2 сзазором, равным двум толщинам ленты, спомощ,ью гаек 11, которые, упираясь вторец корпуса 4, не позволяют ролику 8коснуться поверхности оправки 2,В дальнейшем при наматывании на оп 35 равку 2 двух слоев ленты ролик 8 начинает прикатывать ленту вдоль ее направления движения. Роликии 8 необходимылишь в тех случаях, когда деталь имеетфланцы (показано), так как ролик 3 в4 П этом случае не может прикатать прикомлевую часть и фланец. Если же в деталинет фланцев, то и ролики 7 и 8 не нужны.Включают привод вращения оправки 2,которая наматывает на себя препрег ленты и,сделав один оборот, флажком 36 через счет 45 но-импульсное реле 35 выдают сигнал на.включение электродвигателя 16, которыйпосредством клиноременной передачи 17вращает головку 18, и на включение электродвигателя 19. Головка 18, вращаясь черезвинт 20, гайку-шарнир 21, шатун 22, перемещает возвратно-поступательно ползунок23 с прикаточным роликом 3 вдоль направляющих 15. За каждый оборот оправки 2 электродвигатель 19 вращает винт 20, который перемещает гайку-шарнир 21 на величину, равную шагу, и увеличивает амплитуду колебаний ползуна 23 на величину, равную1052405 5приращению ширины ленты 1, до срабатывания датчиков 25 и 26 от флажка 24,Направляющие 15 в начале работы смещены вправо и по мере того как ползунок 23 смещается влево, смещаются и направляющие 15. Это перемещение осуществляется за счет того, что от сигнала, поступившего от счетно-импульсного реле 35 на электродвигатель 27, вращается винт 29 в гайке 30 и перемещает направляющие 15 до тех пор, пока флажок 32 не 10 совершит один оборот и не разомкнет цепь в датчике 31.Причем при увеличении амплитуды ролика 3 на шаг винта 20 происходит на такую же величину перемещение направляющих 15 от электродвигателя 27, который через электрическую цепь взаимосвязан с электродвигателем 19 (показано на фиг, 3 пунктиром).По мере увеличения толщины намотки каретка 6 перемещается в направляющих 5 посредством привода через винт 13 и20 гайку 14 согласно сигналов от расчетно- импульсного реле 35.В процессе работы при движении наматываемой композиционной ленты, например,6со скоростью 14 м/мин и осцилляции прикаточного ролика 1400 двойных ходов в минуту за один двойной ход лента смещается на 10 мм, При обработке крупногабаритных деталей, например, диаметром 1500 мм и более это смещение перекрывается шириной прикаточного ролика, которая выбирается большей, чем 10 мм, например 15 или 20 мм.При этом неприкатанных участков на изделии нет, что повышает качество прикатки, а следовательно, и изготавливаемого изделия в целом, несмотря на любую его конфигурацию.Величину смещения ленты можно уменьшить уменьшением скорости движения ленты или увеличением числа двойных ходов прикаточного ролика. Предлагаемое изобретение позволяет повысить качество изготовления крупногабаритных композиционных деталей путем намотки широкой лентой переменной ширины за счет того, что прикатку роликом ведут послойно строчками поперек прикатываемой ленты. При этом снижаются габариты устройства и упрощается его конструкция.Вг 1 ИИпо13035,иал ПП Редактор А. ГтлькоЗаказ 8764 2 Составители .11 1 екрсл И. Веи.с Тираж 647 И Государственного делам изобретений Москва, Ж - 35, Рау Патент, г, УжгоОсиповаКорректор Л.Ференц1 одисноекомитета СССРи открытийнская наб д 4/5од, ул. Проектная, 4