Способ изготовления кольцевых шпангоутов сложного профиля

СоОЗ СОВЕТСНИ 1СОЦИдЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК ОПИСАН И ВТОР скин инстия при МВТУ троек В.М. Сила ольский ев, А.Н ,М, Сас уэнев,н идетельство СССР 9 0 23/12, 1982, тельство СССР 4 С 3/29, 1985. ЗГОТОВЛЕНИЯ КОМЛЬОИ 1 ОГО ПРОФИЛЯние относится ккций из армироваожет быть исполь(54 (57 СПОСОБ ИОУТОВ СЛИзобретконстру из гото н л ова пластмасс тве шпангоутовентов, окантовове и транспорте увеличение прод лнй, Способ оизводложе пр люков ояс ель в стизоб Цельностизготов астения кам, 12 и ос в, ложемен- роительстве орных по люков в шпангоутов, о тов, окантово и транспортеЦель изобр прочности ижНа фиг. 1 н тения - увели сткости издел зготовлени нзображе 10 са; на фи ения обол изго-обоправки-карк этап изготов чки ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯ 4 И 07 НРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР(56) Авторское св9 100111, кл. В 2Авторское свидеУ 1320359, кл. Е 0 Изобретение относится к перераотке армированных пластмасс и мож ть использовано при производстве 1)4 Е 04. С 3/29 В 29 Р 23/ леиия кольцевых шпангоутов сложногопрофиля включает намотку непрерывно"го армирующего волокна, пропитанногополимерным связурпцим, на вращающуюсятороиднуюоправку-каркас, состоящую из оправки-каркаса шпангоутасложной формы с продольья расположением армирующего наполнителя и технологических элементов, обеспечивающих получение оболочки с периметромпоперечного сечения, равным периметру поперечного сечения оправки. Тех"нологические элементы в виде кольцевых сегментов устанавливают на определенном расстоянии от боковых поверхностей оправки-каркаса, обматывают эти кольцевые сегменты и размещенную между ними оправку шпангоутаслоями армирующего волокна под углом,отнннавщннсн от расчетного на некоторую величину, учитываыщую изменение ориентации волокон в результатедеформирования оболочки, а деформиро- ЬВФвание и полимеризацию поперечных фЬслоев изделия осуществляют по уч СЛ фиг. 3 - разрез А-А на фиг, 2;на фиг. 4 - узел 1 на фиг. 2; нафиг. 5 и 6 " этапы изготовления олочки; на фиг. 7 - разрез Б-Б на5 фиг. 5; на фиг. 8 - разрез В-В нафиг, Ь; на фиг. 9 - этап изготовлння оболочки; на фиг. 10 - разрезГ-Г на фиг. 9; на фиг,и 12этапы изготовления оболочки.Один из возможных вариантовтовления шпангоута, например, Ьгде 3 145652разного профиля, состоит иэ следующихопераций,На цилиндрическую оправку 1устанавливают фланцы 2 (фиг. 1). Впромежутке между ними размещают раэьемное кольцо 3 и заматывают зазоры5между кольцом и фланцами и внешнююповерхность кольца слоями однонаправленного волокна, покрытого полимерным связующим. Далее вплотную к одному из фланцев на намотанную поверхность устанавливают еще одно разъемное кольцо 4 и заматывают тем же материалом зазор между фланцем и этимкольцом до необходимой высоты, азатем полимеризуют связующее в слояхизделия, получая готовую оправку 5.На первом этапе изготовления оболочки шпангоута (Фиг. 2) на заданном расстоянии от боковых поверхностей оправки 5 с помощью распорок6 устанавливают технологические кольцевые сегменты 7. Приводя во вращение полученную оправку-каркас, обматывают ее поперечными витками армирующего волокна под углом 3, к меридиану оправки, Необходимый запаснаполнителя, пропитанного связующим,содержится в кассете 8 торонамоточного устройства, Вид оправки-каркаса, обмотанной слоями армирующеговолокна, изображен на фиг, 5,После намотки оболочки 9 черезее торцы извлекают технологические .элементы - кольцевые сегменты ираспорки, Затем оболочку деформируютпо профилю находящейся в ее полостиоправки, прикладывая к ней внешнеедавление, например,. элементами прессФормы. Во время этой операции проис Оходит изменение кривизны отдельныхучастков тороидальной оболочки, сопровождаемое переориентацией армирующего волокна от значениядор , (Фиг. 6). 457 Ч 89 О 1-2 Гугол намотки армирующеговолокна на оправку-каркас; р - угол ориентации армирующего Рволокна в готовом изделииили расчетный угол;угловая координата поперечного сечения шпангоута;относительный прогиб намотанной оболочки относительно оправки шпангоута, равныйЦн 4 4где Б - величина абсолютного прогиба.оболочки в плоскости шпангоута в результате ее деформирования относительно оправки; Кци Кв- радиусы соответственно наруж=ного и внутреннего экваторовнедеформированной тороидальной оболочки.Затем связующее в оболочке полимеризуют при повышенной температуре в печи, либо с помощью нагревателей, вмонтированных в пресс-форму, Вид готового участка шпангоута изображен на фиг. 6. После полимеризации связующего приступают ко второму этапу изготовления оплетки шпангоута. На необмотанном участке оправки 5 с помощью распорок 6 устанавливают кольцевые элементы 7 (Фиг. 9). Полученную оправку-каркас помещают на торонамоточную установку и обматывают витками армирующего волокна под углом р, совмещая начало намотки с границей уже готовой оплетки шпангоута, Обмотанная оправка-каркас изображена на фиг. 11. Намотку оболочки 9 оправки-каркаса на этом этапе продолжают вплоть до стыковки ее с оплеткой 10 первого участка на внутренней посадочной поверхности изделия, После этого через торцовые отверстия оболочки 9 извлекают технологические элементы - кольцевые сегменты 7 и распорки 6, оболочку деформируют и полимеризуют под воздействием внешнего давления и температуры в пресс-форме. По окончании процесса получают готовое иэделие (Фиг. 12)Оплетка 1 О имеет по всему периметру шпангоута расчетное значение угла р армирующего наполиителя относительно меридиана. В случае соединения отдельных участков оплетки внахлест намотку концевых зон оболочки 9 осуществляют с их постепенным утоньшением, либо с половинной толщиной.Предлагаемый способ изготовления слоистых шпангоутов имеет следующие отличительные признаки:Намотка оплетки шпангоута осуществляется в два этапа - сначала на центральный угол Ц затем на уголлР=21- где 1, - центральный угол оплетки на первом участке иэделия,Ц - на втором.Угол намотки д армирующих волокон на оправку-каркас изделия отличается от расчетного значения угла20 где р -155 14565 ориентации волокон в оплетке готового изделия р на величинуо 8 УР =атство ( 9 О. 1-2 РПредлагаемый способ обеспечивает5 получение следующих преимуществ по сравнению с известным,Намотку внутренних продольно ориентированных слоев шпангоута, образующих его оправку, можно осуществить в течение одной технологической операции, что повышает точность ее формы и геометрических размеров, увели чивает прочность. 15Намотка замкнутой тороидальной оболочки сложного профиля в два или более этапов (технологических переходов) позволяет осуществлять извлечение из нее вспомогательных элементов оправки-каркаса через торцовые отверстия, что позволяет избежать повреждения волокон и сохранить их исходную ориентацию в намотанной оболочке и тем самым значитель.25 но увеличить ее прочность.Получение оплетки шпангоута в два этапа существенно повышает технологичность изделия, так как позволяет избежать ее гофрирования, образова ния в ней складок и других дефектов в процессе ее деформирования, добиться плотного прилегания оплетки к всей поверхности оправки за счет воэможности соединения отдельных ее участков внахлест или встык, осуществить контроль качества прилегания оплетки к оправке шпангоута на каждом из этапов ее получения, значительно облегчает процесс извлечения из оболочки вспомогательных элементов оп-. 24 6связующим, на вращающуюся кольцевую оправку-каркас, состоящую из оправки шпангоута сложной формы с продольным расположением армирущцих волокон и технологических элементов, обеспечивающих получение оболочки с пери,метром поперечного сечения, равным периметру поперечного сечения оправ.ки, обматывание оправки-каркаса поперечными слоями, извлечение технологических элементов из намотанной оболочки, деформированне этой оболочки по профилю оправки и полимеризацию связуяцего в ней под воздействием внешнего давления и температуры, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью увеличения прочности и жесткости изделия, технологические элементы в виде кольцевых сегментов устанавливают по обеим сторонам оправки-каркаса на расстоянии от ее боковых поверхностей, а обмотку этих кольцевых сегментов и размещенной между ними оправки-каркаса поперечными слоями ведут под углом д,490 1-2 с угол намотки армирующихволокон на оправку-каркас;угол ориентации армирующихволокон в готовом изделииили расчетный угол;угловая координата поперечного сечения шпангоута;относительный прогиб намотанной оболочки относительно оправки-каркаса равный 0 1 н В:равки-каркаса,Намотка оболочки на оправку-кар" кас шпангоута с учетом поправочного углапозволяет получить оплетку изделия с требуемым углом армирования и тем самым увеличить прочность и жесткость изделия по всему его периметру.Формула из обретенияСпособ изготовления кольцевых шпангоутов сложного профиля, включающий намотку непрерывных армирующих волокон, пропитанных полимерным 1 где .Б - величина абсолютного прогиба оболочки в плоскостишпангоута в результате ее 45 деформирования относительнооправки;В. и Й - радиусы соответственно наН Вружнсго и внутреннего экваторов недеформированной оЬо лочки,а после извлечения из оЬслочки технологических кольцевых сегментов,деформирования оболочки по профилюоправки- каркаса и полимеризации циклповторяют до получения замкнутогокольцевого изделия, 34565241456524 Г-ГСоставитель Е, Чернявская Редактор Л, Зайцева Техред М.Ходанич Корректор 0; Кравцова Заказ 7472/25 Тираж 640 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул Проектная, 4