Лента перекрестной структуры

Союз СоветскикСоциалистическиаРеспублик ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ к авторскому свидетельств и 946989(54) ЛЕНТА ПЕРЕКРЕСТНОЙ СТРУКТУРЫ 1Изобретение относится к производству композиционных волокнистых материалов и может быть использовано в общем машиностроении. Известна лента перекрестной структуры для намотки на ребро, содержащая связующее и волокнистый ориентированный под углом к ее оси наполнитель 11.оНедостатком известной ленты является ее низкая стойкость к продольнымдеформациям, так как эти деформациивоспринимает пластичное связующее,т, е. под нагрузкой лента вытягивает 15ся, изменяя свою ширину, цто приводит к изменению угла наклона нитейнаполнителя к оси ленты. В результате этого наблюдается нестабильностьмеханических и теплофизических 20свойств изготовленных из этой лентыдеталей, Кроме того, необходим увеличенный допуск на их механическуюобработку,2Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности является лента перекрестной структуры для намотки на ребро, содержащая волокнистый ориентированный под углом 30-60 о к ее оси наполнитель, термореактивное связующее и продольные нити, расположенные по кромкам ленты в связующем 2,Недостаток ленты состоит в ограниченной области применения, так как продольные нити, расположенные по ее кромкам, находятся в зонах наибольших продольных деформаций при укладке ленты на ребро по радиусу оправки. Причем продольная нить, оказавшаяся с наружной стороны, находится в зоне растягивающих деформаций и сопротивляется им. Поэтому такая пеоекрестная лента может быть намотана только на оправки малой кривизны. Но даже при этом качество намотки невелико, так как наружная продольная нить стремится сдвинуться к оси перекрестной ленты, где продольные деформации равТаблица 1 Н/аа 1 о Иакскмасакаа скоросткнамотки, м/мин ри 22 о 010 оС 5-6 брывь лентыамотке 0,50,2 50 3 946909ны нулю, В результате наблюдаетсязаминание наружной кромки намотаннойленты.Цель изобретения - расширение технологических возможностей испольэова-ния генты и повышение ее качества.Поставленная цель достигается тем,что в ленте перекрестной структурыдля намотки на ребро содержащей волокнистый, ориентированный под углом О30-60 к ее оси наполнитель, термореактивное связующее и продольные нити,продольные нити расположены в плоскости, проходящей через ось ленты перпендикулярно ее плоскости,На Фиг. 1 показана перекрестнаягента при намотке на оправку; наФиг. 2 - лента, продольный разрез;на Фиг, 3 - схема получения лентыперекрестной структуры; на фиг. 4 - 20то же, разрез.Лента содержит волокнистый, ориентированный под углом к ее оси 1-1 наполнитель 1, например, в виде нитей,которые расположень 1 перекрестно в параллельных соприкасающихся плоскостях, обволакивающее их связующее 2и продольные нити 3, расположенныетолько в плоскости, проходящей черезось 1-1 ленты, перпендикулярно плос- зокостям, в которых расположен наполнитель 1, т, е. перпендикулярно плоскости самой ленты. Продольные нитимогут быть выполнены из того же материала, что и наполнитель 1, или любого другого, стойкого к продольнымдеформациям, Количество продольныхнитей может колебаться от одной донескольких и располагаться они могутмежду плоскостями.,перекрестно расположенным наполнителем и на наружныхповерхностях ленты,Ленту изготавливают следующим образом.П р и и е р 1, Наполнитдль(кремнеземные нити) пропитывают Фенолформальдегидньм связующим 2 (304404 по весу ленты), Получают однонаправленный шпон, разрезают егопоперек нитей на четыре равные частии складывают в четырехслойный пакетс взаимно перпендикулярной ориентацией нитей в слоях, на пакет укладывают продольные кремнеземные нити 3под углом 450 к нитям наполнителя(фиг, 2), Роликом, подогретым до60-80 С, прикатывают пакет и производят его раскрой на перекрестныеленты. При этом продольные нити 3должны быть расположены в плоскости,проходящей через ось 1-1 перпендикулярно плоскости ленты, Полученнуюперекрестную ленту наматывают на барабан, задают ей технологическое натяжение, подают ребром на вращающуюсяоправку 4 (фиг, 1) и фиксируют наоправке прикаткой к уже намотаннымслоям ленты, В процессе деформирования по радиусу оправки перекрестнойленты ее слои, оказавшиеся снаружинамотанной заготовки, растягиваются,слои, оказавшиеся внутри, сжимаются.Причем., чем ближе к кромке перекрестной ленты, тем больше деформация,Слой л нты и расположенные, в немпродольные нити, расположенные вплоскости, проходящей через ось ленты перпендикулярно ее плоскости, недеформируются, т. е, находятся в плоскости нулевых деформаций (эпюра распределения деформаций в перекрестнойленте при намотке),Таким образом, продольные нити 3 непрепятствуют укладке перекрестнойленты ребром по радиусу оправки и,в то же время, воспринимают усилиятехнологического натяжения, т, е. позвспяют сохранить постоянную ширинуленты,Б табл, 1 представлены технологические возможности перекрестных лентс различным расположением продольныхнитей КН.Способ получения ленты по примеру Ориентацияволокна кусиливающимнитям 70-8090-10080-90 40-50 60-70 40-50 30 45 60 35-45 50-60 30-40 50-60 70-80 55-60 30 45 60 2 а 60-70 30-40 2 б 70-80 100-110 5 94698Содержание связующего в ленте 40453, угол перекрестия нитей наполнителя 41-47 о.Лента- перекрестная лента изкремнеземных нитей КН- .и Фенолформ- Зальдегидного связующего П-15 безпродольных нитей: лента- перекрестная лента с продольными нитями КН-по кромкам ленты: лента- перекрестная лента с продольными нитямиКН, расположенными в плоскости,проходящей через ось ленты перпендикулярно ее плоскости.Показатель В/В определяет максимальное отношение ширины ленты крадиусу оправки, при котором возможно получение намотанных заготовок.П р и м е р 2, Углеродные волокна пропитывают фенолфориальдегиднымсвядующим, весовое содержание которого 33-38, подсушивают и Формируютв однонаправленную ленту шириной (В)15-20 мм. Однонаправленную ленту 1(фиг. 3) наматывают на движущуюся оправку 2, представляющую собой плоскую пластинушириной 30-60 мм,Намотку производят под углом Фр == 30-60 к продольной оси 1- оправки с одновременной укладкой междунаматываемыми слоями продольных уси- ЗОливающих нитей (лент) 3 вдоль оси1-.Полученный таким образом шпон уплотняют с помощью прикаточного ролика 4 с температурой поверхности 60- ЗЗ 9 680 дС разрезают с помощью двух дисковых ножей 5 на две перекрестные лен"ты и сматывают на барабан, Перекрестную ленту с барабана подают ребромна вращающуюся оправку, фиксируютна оправке прикаткой к уже намотаннымслоям ленты,Описанным способом получены также перекрестные ленты из стеклянныхволокон и эпоксидного связующего(пример 24), а также кремнеземныхволокон и кремнийорганического связующего (пример 26).П р и м е р 3. Кремнеземную объ"емную ткань 1 (фиг. 4) прошивают продольными нитями 2 по линии 1- подуглом р = 45 о к основе ткани. Расстояние между прошивочными нитямиравно ширине получаемой перекрестнойленты В. Ткань разрезают на перекрестные ленты по линиям 1-1, которыепроходят параллельно линиям 1- наравном от них расстоянии.Перекрестные ленты пропитываютфенолоформальдегидным связующим,весовое содержание которого 38-431,подсушивают при 80-00 фС, соединяютмежду собой и наматывают на барабан,Полученную таким способом лентунаматывают ребром ма вращающуюсяоправку.В табл. 2 представлена деформационная характеристика перекрестныхлент, полученных согласно примерам2, 2 а, 2 б и 3,Таблица 2 Деформация кромок ленты,предлагаемой известной9 ч 6989 8в зависимости от способа получения детали,Таблица 3 у,г/см К 8, 46, МПа Способ получения детали0,595 Известный способ Согласно примеру 1 1,6 0,672- 11,559 - 1,62 О,Ь 2 - 0,7 ч 5 9," 1,595 0,69Согласно примеру 2 - - - в - 9,8 - -- 8,01,58 - 1,615О,ь 57 - 0,7 ь Повышение качества изделий засчет введения в перекрестную лентупродольных нитей, расположенных вплоскости, проходящей через ось ленты, выражается возрастанием на 13-17прочностных характеристик материала,о чем свидетельствуют значения прочности при растяжении 68, повышением стабильности Физико-механическиххарактеристик, о чем свидетельствуютзначения коэФФициента вариации (К)плотности материала у и прочностипри растяжении б ,35В результате повышения стабильностисвойств повышается надежность работыдеталей, Так, например, при разбросеплотности материала по объему больше183 наблюдается растрескивание деталей в процессе эксплуатации при высоких температурах. Чаще всего этоявление наблюдается в деталях, имеющих соотношение толщины стенки и радиуса детали больше 0,8. При испытании деталей, изготовленных предлагаемой лентой, растрескивания не обнаружено. Формула изобретения 8 табл. 3 представлены прочностные характеристики материала Экономический эФФект от использования изобретения, составит 100 150 тыс, руб. в год. Лента перекрестной структуры длянамотки на ребро, содержащая волокнистый, ориентированный под углом30"60 о к ее оси наполнитель, термореактивное 1 связующее и продольные нити, о т л и ч а ю щ а я с я тем,что, с, целью расширения технологических возможностей использования. ленты и повышения ее качества, продольные нити расположены в плоскости, проходящей через ось ленты перпендикулярно ее плоскости.Источники инФормации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРй 129965, кл. 8 29 О 5/00, 19722, Патент США М 3583275,кл. 0 Оч С 1/02, опублик. 1971 (про 1 отип), 9 йб 98996989 Составитель В. Чистяковаско Те.кред С. Мигунова Корректор А Гриценко едакто Заказ 5501/29/5 илиал ППП Патент, г. Ужгород, ул, Проектная,Тираж 175 ВНИИПИ Государственного по делам изобретений 3035, Москва, Ж, Рауодписноекомитета ССи открытийская наб