Способ изготовления стеклопластиковых изоляторов

СОЮЗ СОВЕТСКИХ СОЦИАЛИСТИЧЕСКИ 19) (11) РЕСПУБЛИК 1)5 Н 01 В 19/00 ЕТЕНн второй предпочультатах й, трудоарианте ометрии ты. Склаьно оси, клянной ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР(ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБ К АВТОРСКОМУ СВ ИДЕТЕЛ Ь СТ 1(75) Н.ИДацко.и В, В.Земсков (56) Андреевская Г,Д, Высокопрочные ориентированные стеклопластики. МНаука, 1966, с,370.Пластмассы, 1971, Р 12, с,15-18.Механика полимеров, 1969, %2, с,288 - 297.Тарнопольский Ю.М. и др, Конструкционная прочность и деформативность стеклопластиков, Рига, Зинанта, 1966, с,260.Типовая технологическая инструкция по формованию стеклопластиковых изоля.торов. г,йевинномыск, Электромеханический завод, 1976.(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СТЕКЛО- ПЛАСТИКОВЫХ ИЗОЛЯТОРОВ Изобретение относится к электротехнике, к изготовлению, например, заготовок для стеклопластиковых электрических изоляторов, используемых. в частности, в подвесной и контактной арматурных электрических сетей трамваев и троллейбусов,Цель изобретения - повышение надежности путем увеличения механической и электрической прочности изоляторов.Способ поясняется фиг.1-4,На фиг. 1 а показана исходная лента разматанного рулона. В позиции 1 на ленте показан первый тип отрезка исходной заготовки, Длина отрезка ленты заготовки равна (это важно, так как эта длина определяет длину каждой стеклянной ленты в заготовке и изделии), Чем длиннее эта исходная стеклянная лента, тем потенциально прочнее го(57) Изобретение относится к изготовлению пресс-массовых заготовок(например, из АГ 4 С) для формования стеклопластиковых изоляторов, Использование: электротехника контактная и подвесная арматура трамваем и троллейбусов. Сущность изобретения: определенным образом выбирают длину йсходного отрезка заготовки и длину стекла в заготовке, складывают исходныйй отрезок параллельно стеклоарматуре,навивают сложенный отрезок ленты на шаблон в форме прямоугольного параллелепипеда с поперечным сечением в виде прямоугольника, длинная сторона которого определяет длину заготовки, Подготовленная из пластмассы заготовка формируется в стеклопластиковый изолятор в пресс-форме с подогревом. 1 з.п, ф-лы, 4 ил,товые изделия. В позиции 2 показа тип заготовки, он является более тительным, так как при тех же ре по механическим свойствам иэдели емкость изготовления в этом в меньше. На фиг,1 б показан в аксо сложенный отрезок исходной лен дывание производилось относите параллельной направлениям сте нити. На фиг.2 изображено устройство (шабон) для изготовления заготовок для стекло- пластиковых изоляторов; на фиг.26 показаны результаты навивки сложенного исходного образца ленты на шаблон; на фиг.2 в показана уже сама полая заготовка. При навивке заготовки на шаблон пресс-материал подогревают и размягчают. После сьема заготовки с шаблона еще эластичнуюзаготовку легким нажимом пальцев руки всредней части заготовки осторожно сплющивают, оставляя неизменным лишь размер полости заготовки в фасонных торцах(для свободного прохождения через торцызаготовки штырей пуансона пресс-формы)(см. фиг.2 г).На фиг.З показана форма и количествовитков, каждой стеклянной нити в заготовкеи в изделии. Из фиг, 3 следует, что стеклянная лента в загбтовке и в изделии повторяетформу контура изделия и в большей степенисопряжена и сориентирована в направлении действия внешней силы,На фиг.4 показан схематично результатсмачивания стеклянной нити расплавленной смолой заготовки из пресс-формы в разогретой пресс-форме, Этот факт отраженкороткими поперечными штрихами по всему периметрунити Бе. Фиг,4 позволяет понять эффект бесконечности конечнойстеклянной нити в пресс-материале заготовки и стеклопластике изделия. Для однородности толщины заготовки по еепериметру начао и конец отрезка лентызаготовки (а и б), т,е, первого и последнеговитков должны совпадать.П р и м е р. На Невинномысском электромеханическом заводе (г,Невинномысск,Ставропольского края) на пресс-участке завода произведено формование (горячеепрессование) стеклопластиковых изоляторов самого различного типа, в частностиизоляторов ИКП из пресс-массы АГС (типа Са). Прессование произведено по традиционной в СССР технологии, но сприменением предлагаемого решения. Использовалось стандартное оборудование иоснастка (прессы, преСс-формы и т,д.). Но вслучае использования предлагаемого решения в операциях изготовления заготовок использовался предлагаемый способ.Для достоверности сопоставления параметров изоляторов ИКП, изготовленныхтрадиционно и с помощью предлагаемогорешения, изготовление продукции указанных групп производилось на одном и том жеоборудовании, с одним и тем же полуфабрикатом, в одних и тех же условиях, одними и.теми же исполнителями, От каждой йартииизготовленных изделий были отобраны изделия и подвергнуты испытаниям на механическую и электрическую прочность,герметичность, климатические испытания,место и характер механического разрушения, распределение и характер залеганиястеклоарматуры с помощью рентгена. Этиданные затем сопоставлялись:8 результате испытаний было установлено, что при использовании данного способа для приготовления заготовок из армированных стеклом пресс-материалов типа С(АГС), механическая прочность стеклопластиковых изоляторов ИКП увеличивает 5 ся в 2 и более раза, Те, эффектупорядоченности стеклоарматуры в заго- .товке пресс-материала оказывает решающее значение на упорядоченность взалегании стекла в стеклопластике готового10 изделия. И эта упорядоченность стекла взаготовке из пресс-массы, а затем в материале - стеклопластике изделия, оказываетрешающее влияние на резкое повышениевсех параметров изоляторов, особенно в ро 15 сте механической прочности.Испытания показали эффективностьвлияния предлагаемого решения на электрическую прочность изделий. Имеется в виду величина поверхностного пробивного20 напряжения. Эффект повышения поверхностного пробивного напряжения значителен - в прототипе 7 кВ и выше, впредлагаемом решении - 15 кВ и выше, Онсвязан с улучшением качества поверхности,25 с уменьшением степени смачивания поверхности водой ("мокроразрядные испытания"), Упорядоченность стеклоарматуры взаготовках. а затем в изделии обеспечилоисключение важнейшего технического эфЗ 0 фекта "отжима" расплавленной в прессформе смолы пресс-материала заготовкипри формовании иэделия, исключило хаос взалегании стекла от процесса формования,была исключена разностность пресс-матеЗ 5 риала, а затем и стеклопластика в изделии.Исключались условия для образования поповерхности и внутри изделия раковин,вмятин, пустот, трещин и т,д, Известно, чтов композиционных материалах рассматри 40 ваемого типа электрические параметрыпрямым образом определяются качествомповерхности и состоянием внутреннейструктуры стекла и смолы в стеклопластике,45 Были проведены испытания на герметичность. Это важный для эксплуатацииизоляторов параметр, так как он непосредственно влияет на время жизни изделия вреальных условиях эксплуатации, особенно50 в жестких условиях индустриальной атмосферы промышленных городов, До сих порроль этого параметра почти не учитывается.Суть герметичности состоит в способностине пропускать внутрь изолятора жидкости,55 пары и газы из окружающей среды (атмосферы), В индустриальной атмосфере имеются пары кислот, щелочей, агрессивныхнеконденсирующихся газов, жидкостей -воды, кислот, щелочей и т,д. Они проникаютвнутрь композиционных материалов изоля 18260845 10 15 20 лой шайбы 30 35 40 45 50 торов через трещины, капилляры, дефекты, пустоты и прочие неплотнбсти.Изоляторы испытуемых групп помещали в стеклянные пробирки стеклянные стаканы) с растворами щелочей, кислот и воды.Подбирались такие растворы в такой концентрации, которые традиционно присутствуют в атмосфере, реально окружающей изоляторы в эксплуатации. Изоляторы устанавливались вертикально в пробирки с соответствующим раствором и смачивались на 1/2 их высоты, Верхний сухой конец изолятора механически повреждался, нижний был неповрежденным (повреждение осуществлялось на испытательных машинах при испытаниях). Повреждение верхнего торца изолятора заметно убыстряло процесс прохождения жидкости через изолятор. Установлено, что высокая степень упорядоченности стеклоарматуры в заготовке, а затем в стеклопластике изделия заметно увеличивает герметичность изделий, В изоляторах, изготовленных по прототипу, агрессивная среда просачивалась через изолятор уже через десять суток. В изоляторах, изготовленных по предлагаемому решению, процесс просачивания реализовался уже в течение двух месяцев.Проводились климатические испытания.Испытывались обе группы изоляторов. Для ускорения процесса использовалась климатическая машина, позволяющая в течение конечного отрезка времени воздействовать на изоляторы в масштабах года. Характер воздействия: температура, тепло, ультрафиолет, влага, В пересчете на обычные климатические условия Северного Кавказа, длительность воздействия сос гавила 1 - 1,5 г. Установлено, что эффект упорядоченности арматуры сильно влияет на состояние внешней поверхности изделия защитной пленки; в варианте прототипа стойкость поверхностной пленки составляет 1/2 года, в варианте с предлагаемым решением - не менее года, Это существенное повышение ресурса изделия.Рассмотрены также материалы по характеру и месту разрушения изоляторов обеих групп при механических испытаниях,В случае изделий, заготовки которых изготовлены по предлагаемому решению, разрушение в 100 оь случаев произошло в торце, Но произошло оно в среднем на более высоком уровне в сравнении с вариантом прототипа, Здесь, следовательно, слабым местом оказались торцы изоляторов, И это при условии общего высокого уровня упорядоченности залегания стекло- арматуры в фасонных торцах изолятора,При примерно одинаковой упорядоченности стеклоарматуры во всех частях объема стеклопластикового изолятора ИКП, слабое место начинается уже определяться эпюрой внутренних напряжений в сечениях иэделия,Наиболее неблагоприятное распределение внутренних механических напряжений в сечениях изолятору будет иметь место в сечениях фасонной торцовой части изделия.Здесь вследствие конечной длины изолятора и его механических функций происходит максимальное отклонение вектора внешней нагружающей изоляторы силы и направления залегания арматуры. Положение усложняется еще тем, что внешняя нагрузка затем трансформируется в распределении внутренних напряжений внутри изолятора, Указанное усложнение весьма специфично в торцовой части нагруженного изолятора, имеющего форму кругРассмотрим еще одну причину ослабления механической прочности торцов изоляторов типа ИКП, проистекающую из фасонной формы торцов, Фигурная форма торцов (в отличие от линейной части) не позволяет в принципе приготовить такую заготовку изориентированной однонаправленной пресс-массы типа С, которая обеспечивала бы каждому элементу длины изолятора необходимое количество по массе ориентированной пресс-массы типа С, Равномерность по массе заполняемости пресс-формы пресс-материалом сильно затрудняет создание приемлемой формы витков в заготовке.Сказанное выше, несомненно, указывает на решающую роль в установлении механической прочности стеклопластиковых изоляторов упорядоченности стеклоарматуры в заготовке, а затем и в изделии, особенна в торцовых его частях. Хотя стеклянной арматуры в торце изолятора (при нарушении длины) оказалось меньше нормы, однако эффект от упорядоченности стекла в торцах позволил все же обеспечить высокие в сравнении с прототипом механические параметры изолятора Рр = 2000 кгс.Высокая степень упорядоченности стекла по всему обьему пресс-массовой заготовки и стеклопластикового изделия поэволяет в практике изготавливать заготовки, иэ которых с помощью традиционной технологии формуются стеклопластиковые изделия с высокими механическими, электрическими и климатическими параметрами. Вполне реально массовое производство стеклопластиковыхизоляторов свесьма высокими параме рт ами, В случаеИКП реальная механическая прочность2287 кгч; электрическая - 15 кВ и выше,Использование предлагаемого способаполучения заготовок в условиях промыш-.ленности по в3 оляет формовать стеклоплавые изделия высокой механической истиковые издеи заметно повыэлектрической прочности, замсить герметич ность изделий и их климатическую с ость,СК Ю СТОЙКОСТЬ,ск ю с ость, Из всего изложенногоследует, что в результате прии именения впрактике прредлагаемого решения ресурсизделий удваивается.Зкономический эффект в рублях связанс увеличениичением жизни изделия в эксплуатации в 2 и более раза, в практической возможности изготавливать изоляторы сноминальными (ГОСТовскими) характеристиками пр хо ари двойном уменьшении расходадорогостоящего пресс-материала ф ормул а и зоб ре те н ия1. Способ изготовления стеклопластиковых изоляторов, при котором разрезают рулон армированного ориентированными стеклянными нитями пресс-материала на отрезки, образуют из последних слои, размещают в пресс-форме и Осуществляют формование, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения надежности стеклопластиковых изоляторов путем увеличения ме ханической и электрической прочностиизоляторов, слои образуют путем наматывания отрезка вокруг оси, параллельной стеклянным нитям, полученную заготовку наматывают концентрическими витками на 10 шаблон, ось которого перпендикулярнастеклянным нитям; и перед размещением в пресс-Форме шаблон вынимают. 2, Способ по п.1, о т л и ч а ю щ и й с я15 тем, что используют шаблон в виде цилинда, поперечное сечение которого имеет видра,ппрямоугольника с.округленными у глами,. при этом его параметры удовлетворяют следующими соотношениями;20 1 щ = 1 м - (бм - бш)2 дм 3бшдм/2,гдеш и б - длина и ширинашаблона соот;ветственно;Ем и бм - глубина и ширина внутренней25 полости матрицы пресс-формы соответственно,1826084 Составитель Н, ДацкоТехред М. Моргентал Корректор М. Петрова актор зводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгор Г а. 1 Заказ 2320 ВНИИПИ Г Тиражарственного комитета по изобрете 113035, Москва, Ж, Раушск Подписноем и открытиям при ГКНТ СССаб.; 4/5