Устройство для формования полотнищ из стеклопластика

Союз Советских Социалистических Республик(61) Дополнительное к авт. свид-ву - (22) Заявлено 250477 (21) 2480570/23-05 с присоединением заявки М(51)М. Кл.2В 29 6 1/00 В 29 Р 9/04 Государственный комитет СССР но дедам изобретений и открытий(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМОВАНИЯ ПОЛОТНИЩ ИЗ СТЕКЛОПЛАСТИКАтановлены прижимны ретение отн отовления и а, а именно отнения сте ала в процес ет найти прльной, судо угих отрасл осится к технолозделий из сткелок устройствам клоармирующего се его формования, именение в авиастроительной и ей промышленности,о тяж гии иэ пласти для уп матери Оно мо строит ряде д о- уклак иэ товл нищ,20 Известна установка для формования полотнищ иэ стеклопластика, состоящая из передвижной платформы, несущей подвижную тележку, на которой смонтировано устройство для пропитки связующим рулона стекл армирующего материала, а также дывающее устройство 1.Устройство для укладки стекло- ткани на копируемую поверхность выполнено в виде обрезиненного прикаточного вала, вращающегося на оси, шарнирно закрепленной между двумя, независимыми друг от друга, рычагами прикаточной рамки, или для формования криволинейных полотнищбольшими радиусами кривизны вместо прикаточного вала к рычагам крепится полый шпатель иэ эластичного материала (поролона или резины), внутри которого на гибкой В такой установке обрезиненный прикаточный вал(или шпатель) не обеспечивает необходимого уплотнения стекломатериала и удаления воздушных включений, что не позволяет получить изделия с высокими физико-механическими характеристиками; кроме того, на установке можно формовать лишь плоские полотнища либо полотнища с большим радиусом кривизны.Известно также наиболее близкоеобретению устройство для изгоения стеклопластиковых полотсодержащее направляющие рельсы, подвижную вдоль них траверсу, подвижный в,вертикальной плоскости уплотняющий рабочий орган, шарнирно закрепленный на штоке качающегося силового цилиндра, который шарнирно соединен с закрепленным на траверсе механизмом вертикального перемещения уплотняющего рабочего органа.Однако на этом устройстве допускается лишь однократное уплотнение стекломатериала (так как каждый ход тележки сопровождается укладкой нового слоя пропитаннойстеклоткани), а из-за эластичности радиальной щетки не обеспечивается"полное удаление излишков связующегои воздушных включений из межслоевого пространства, что не позволяет получить необходимое качество изделия. Кроме того, поскольку пневмоцилиндры, приводящие в движение радиальные уплотняющие щетки, жестко соединены с плунжерами укладывающего устройсва, перемещающимися по вертикали, направление усилия прижима радиальной щетки остается постоянным при перемещении устройства По копируемой поверхности, что при изменении угла наклона копируемой поверхности приводит к увеличению угла между осью пневмоцилиндра и нормалью к формуемомуизделию.Когда этот угол превосходит угол трения слоев стеклоармирующего материала, происходит складкообразование или расслоение в зависимости от знака этого угла. Наличие в.устройстве большого. количества элементов, соприкасающихся со связующим (ролики протяжного и направляющего устройств, пропиточная ванна с отжимными роликами и радиальные щетки), требует тщательной промывки в содовых .растворах, а чаще в органическйх"растворителяхоказывающих токсическое действие на организм работающего. Цель изобретения - повышенйе-качества "уплбтненйя стекломатерйала и"расширейие диапазона применения,Это достигается тем, что уплотняющий рабочий орган выполнен в"виде прикаточного ролика, состоящего из параллельно расположенныхметаллических колец, каждое изкоторых закреплейо йосреМством спиральных пружин на ступице, зафиксированной с помощью-шпонки наобщей оси, а также тем, что верхняякрышка качающегося силового цилиндра выполнена в виде мембраны, надкоторой установлен источйикэлектромагнитных колебаний промышленной"-" частотй, выполненный в виде" катушкис сердечником.,С целью обеспеченияформования оболочки на участках,требующих большого угла наклонаоси вращения прикаточного ролика,механизм вертикалъногб перемещенияуплотняющего рабочего органа шар-нирно соединен с траверсой посредством цапф, ось которых перпендикулярна продольной оси прикаточногоролика. С целью расширения диапазоНа кривизны формуемых оболочек3 -- при отрицательнойоЬ.кривизне копируемойповерхности,где Н - радиус кривизныкопируемой поверх 5ности;,г - радиус прикаточногоролика;Ь - ширина кольца.С целью получения оптимальных заО зоров между кольцами ролика приразличных радиусах формуемых.оболочек между ступицами колец расположены тарельчатые пружины, ана одном конце оси ролика установ 15 лена гайка.На фиг.1 изображено предлагаемое устройство, вид сбоку; нафиг.2 - прикаточный ролик; на фиг.З -вид А фиг.2; на фиг.4 - верхняячасть гидроцилиндра; на фиг.5узел соединения механизма вертикального перемещения рабочего органас траверсой на фиг.б - вид спереди прикаточного. ролика с регулируемыми зазорами между кольцами,Устройство содержит траверсу 1,которая снабжена роликами 2, расположенными на рельсах 3. На траверсе 1 установлен электровинтовоймеханизм 4 вертикального перемещения уплотняющего рабочего органа,на ходовом винте 5 которого шарнирно закреплен качающийся силовойгидроцилиндр б, Под- и надпоршне вая полости гидроцилиндра б посред 40 45 50 55 40 65 ством шлангов соединены с переключателем на пульте 7 управления.К гидроцилиндру б посредством шарнира 8 подсоединен шатун 9, которыйдругим концом шарнирно связан сползуном 10, установленным на кривошипе 11. Кривошип 11 закреплен навалу электродвигателя 12, прикрепленного к траверсе 1. Ползун 10монтируется в определенных положениях на кривошипе 11 при помощирегулировочного винта 13,на штоке 14гидроцилиндра б.с помощью оси 15шарнирно установлена вилка 16, накоторой расположен прикаточныйролик 17,отдельные металлическиекольца 18 которого посредствомспиральных пружин 19 (фиг.2) подвешены на ступицах 20, Ступицы 20посредством шпонок 21 закрепленына общей оси 22, вращающейся вофторопластовыхлегкосъемных вкладышах, размещенных на вилке 16.Верхняя крышка силового гидроцилиндра б выполнена в виде мембраны 23 (фиг.4) . Над мембраной распоЛожена катушка 24 с сердечником,подключанная ксети переменного тока.,Цля ручного йеремещения ролика 17служит тяга 25,Для расширения диапазона кривизны оболочек, формуемых на предлагаемоМ"устройстве, электровинтовоймеханизм 4 шарнирно соединен с траверсой 1 посредством цапф 26 (фиг.5),ось которых перпендикулярна оси вращения ролика 17.Для упрощения регулировки зазорамежду ступицами 20 колец 18 установлены тарельчатые пружины 27. Изменение зазора между кольцами роликаизависимости от радиуса кривизны формуемой оболочки осуществляется прижимной гайкой 28 через упорную втулку 29 (фиг.б), установленной наоси ролика 17.Устройство работает следующимобразом.В исходном положении ходовойвинт 5 электровинтового механизма 4находится в крайнем верхнем положе-. нии,при этом прикаточный ролик 17 не 20касается копируемой поверхности, хотяШток 14 силового гидроцилиндра б находится под действием собственноговеса в крайнем положении. После уклад.ки на копируемую поверхность одного Яслоя предварительно пропитанной стеклоткани траверса 1, перемещаясь покоманде с пульта 7 управления нароликах 2 по рельсам 3, устанавливается на краю копируемой поверхности.Изменением положения ходовоговинта 5 электровинтового механизма 4по команде с пульта 7 управления осьподвеса гидроцилиндра б устанавливается в такое положение, при котором расстояние до копируемой пбверхности соответствует ее среднему радиусу поперечной кривизны,При этом ролик 17 касается уложенных стеклоармирующих материалов(фиг.1). Контакт ролика 17 со стекло- оматериалом осуществляется вначаледвумя крайними кольцами 18 (фиг.2),или средним кольцом 18, в зависимости от знака продольной кривизны копируемой поверхности. После подачи в 45.надпоршневую полость гидроцилиндра 6рабочей жидкости спиральные пружины 19 вступивших в контакт с копируемой пойерхностью колец 18 обжимаются. Упругие характеристики этих 50пружин выбираются таким образом, чтобы в диапазоне рабочие продольной кривизны копируемой поверхности всекольца 18 были прижаты к стекломатериалу с давлением в пределах О,8- 551,0 кг/см, Это положение колец 18показано на фнг.3 пунктиром.По команде с пульта 7 управлениякривошип 11 совершает один (или несколько) оборотов при помощи электродвигателя 12. При .этом прикаточныйролик 17 катится по пропитанной стеклоткани, уплотняя ее и удаляя воздушные включения из межслоевого пространства. После совершения заданного количества циклов кривошип 11 65 тормозится в исходном положении.Если радиус кривизны поверхности, обкатываемой роликом 17 переменный, то изменение расстояния от осн вращения гидроцилиндра б.до копируемой поверхности компенсируется выдвижением штока 14 под давлением жидкости в надпоршневой полости. Угол отклонения гидроцилйндра б от исходного положения (определяемый шириной копируемой поверхности).регулируется соответствующим положением ползуна 10 на кривошипе 11,Ползун 10 устанавливается в нужное положение при помощи регулировочного винта 13. Затем из надпоршневой полости гидроцилиндра б стравливается давление жидкости, а в подпоршневую полость подается жидкость под высоким давлением, и шток 14 вместе с прикаточным роликом 17 поднимается, Траверса 1 перемещается по рельсам 3 на вход, равный1,:8 -50 им; где . Ь - ход траверсы 1;В - ширина прикаточногоролика 17;50 - перекрытие прикаточныхследов.После этого высокое давление изподпоршневой полости гидроцилиндра 6стравливается, в надпоршневую полостьподается жидкость под давлением,обеспечивающим прижим, шток 14 сприкаточным роликом 17 плавно опускается на копируемую поверхность, ицикл прикатки повторяется,В некоторых случаях (на участкахрезкого изменения ширины копируемойповерхности) может возникнуть необходимость перемещения прикаточного ролика 17 вручную, . Последнеедостигается путем отсоединения шатуна 9 кривошипа 1,1 от гидроцилиндра б и навески на шток 14 привод-ной тяги 25.Необходимость нескольких качанийгидроцилиндра 6 для качественнойприкатки стеклоармирующего материала и полного удаления воздушныхвключений исключается, если усилиеприжима прикаточного ролика 17будет носить колебательный характерпо закону Р=Р + Р 1 э 1 псд Е, гдеРР . Это достигается пульсациейдавления жидкости в гидроцилиндре 6,Пульсирующее давление жидкости внадпоршневой полости гидроцилиндра бобеспечивается путем установки вгидроцилиндре вместо крышки стальной мембраны 23 (фиг,4)Над мембра-.ной расположена катушка 24 с сердечником, подключенная к сети переменного тока. Под действием переменногомагнитного поля мембрана совершаетколебательные движения и создает вжидкости пульсирующее давление, изменяющееся по закону Р жгы 1лгде Р 1 - экстремальное значение пульсирующей составляющей давления.Шток 14 гидроцилйндра 6 йод "действием пульсирующего давления в надпоршневой полости передается на прикаточный ролик 17, совместно.спостоянным давлением прижима пульсирующее давление промышленной частоты, что и способствует более качественной и производительной прикатке стеклоарми 1 ующего материала.При формовании иэделия на разлйчных участках по длине копируемой поверхности вилка 16 самоустанавливается, вращаясь относительно оси 15, .таким образом, что ось вращения ролика 17 оказывается параллельной и касательной плоскости в данной точке копируемой поверхности. При этом угол поворота вилкй 16 относительно оси 15 не может превосходить угла трения слоев, предварительно пропитанного стекломатериала один относительно другого.Возможность установки электро- винтового механизма 4, а следовательно, и гидроцилиндра 6 по нормали к копируемой поверхности обеспечивает на каждом иэ уплотняемых. участков по длине изделия такие углы отклонения вилки 16, при которых уголнаклона оси ролика 17всегда меньше угла трения.Для расширения диапазона кривизны изготавливаемых оболочек подбираются такие зазоры между кольцами 18 прикаточного ребристого ролика 17, которые позволяют каждому кольцу 18 самоустанавливаться по нормали к копируемой поверхности за счет деформации пружин 19. Необходимая величина зазора, определяемая из .условия касания колец 18 в верхнейчасти ролика 17 (при формовании иэделия с положительной кривизной в продольном направлении - К)0) илив нижней его части (при формованииизделия с отрицательной кривизнойв продольном направлении - К 0),может быть получена по формулегЬОр рпри К)0еЬпри К(0где Ь - зазор между кольцами;Й - радиус-кривизны копируемой поверхнбсти;г - радиус кольца прикаточного ролика;Ь - ширинка кольца ролика,Использование предлагаемого устройства позволяет повысить механические характеристики формуемого стеклопластика. Так, модуль упругости материала, полученного с его помощью, на 15 выше этого же показателя материала, полученного приуплотнении слоев с помощью цилиндрических цеток.Уменьшение количества узлов устройства, непосредственно соприкасающихся со связующим, и отсутствие неметаллических материалов в конструкции уплотняющего элемента дает возможность использовать вместо трудоемкой операции промывки операцию выжигания металлического ролика и позволяет снизить. трудоемкость работ по обслуживанию установки. Следует отметить также, что устройствопозволяет существенно расширить диапазон кривизны формуемых оболочек. 5 0.Р4, Устройство по п.1, о т л и -ч а ю щ е е с я тем, что.с цельюрасширения диапазона кривизны формуемых оболочек, кольца прикаточного ролика установлены с зазором.и6- при положительнойкривизне копируемойповерхности,б- при отрицательнойд Ркривизне копируемойповерхности,65 Формула изобретения1. Устройство для формования полотнищ из стеклопластика, содержащее направляющие рельсы, подвижнуювдоль них траверсу, подвижный ввертикальной плоскости уплотняющийрабочий орган, шарнирно закрепленныйна штоке качающегося .силового цилиндра, который шарйирно соединен сзакрепленным на траверсе механизмом 25 вертикального перемещения уплотняющего рабочего органа,. о т л и ч аю ц е е с я тем, что, с цЕлью повышения качества уплотнения стекломатериала и расширения диапазона 30 применения устройства, уплотняющийрабочий орган выполнен в виде прикаточного ролика, состоящего изпараллельно расположенных металлических колец, каждое из которых 35 закреплено посредством спиральныхпружин на ступице, зафиксированнойс помощью шпонки на общей оси.2. Устройство по п.1, о т л и -ч а ю щ е е с я тем, что, верхняя 40 крышка качающегося силового цилиндра выполнена в виде мембраны, надкоторой установлен источник электромагнитных колебаний промышленнойчастоты, выполненный в виде катушкис сердечником,45 3. Устройство по п.1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с цельюобеспечения формования оболочки научастках, требуюцих большого угланаклона оси вращения прикаточного 50 ролика, механизм вертикального перемещения уплотняющего рабочегооргана шарнирно соединен с траверсой посредством. цапф, ось которыхлерпендикулярна продольной оси пригде К - радиус кривизны копируемой поверхности;г - радиус прикаточного ролика;Ь - ширина кольца ролика.5. Устройство по п.4, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью . получения оптимальных зазоров между кольцами ролика при различных радиусах формуемых оболочек между ступицами колец расположены тарельчатые пружины, а наодном конца "оси ролика установлена гайка.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Вопросы судостроения. Серия 4.Вып.2. Судостроениеф, 1973,с.15-17.2. Авторское свидетельство СССРУ 189557, кл. В 29 0 9/00, 1963илиал ППП Патент, г,ужгород, ул,Проектная,4 Тираж 735ИПИ Государственногоо делам изобретений035, Москва, ЖР Подписноекомитета СССРоткрытийущская наб д.4/5