Оправка для изготовления труб-оболочек реберно-ячеистой структуры из композиционных материалов

Оправка для изготовления труб-оболочек реберно-ячеистой структуры из композиционных материалов

Реферат

 

Изобретение относится к устройствам для изготовления оболочечных конструкций и может быть использовано в оправках для изготовления труб-оболочек реберно-ячеистой структуры из композиционных материалов. Оправка для изготовления труб-оболочек реберно-ячеистой структуры из композиционных материалов содержит сердечник и покрывающий его материал из гибких термостабилизированных плоских пластин с прямолинейными взаимно пересекающимися пазами на их наружной поверхности между притупленными выступами с плоскими боковыми гранями, изогнутых по радиусу кривизны поверхности сердечника и состыкованных с ориентацией непрерывности направлений пазов. Гибкие термостабилизированные плоские пластины покрывающего материала сердечника снабжены упругогибкими сетчатыми подложками в виде одинарных слоев стекло- или базальтоткани, расположенных со стороны их опорных поверхностей, скрепленных клеевым составом на основе химически сшивающегося полиолефина с основаниями притупленных выступов, выполненных из вспененного полиэтилена с плотностью 0,1-0,15 г/см³, омоноличенных по плоским боковым граням и наружным поверхностям образованной сплошной пленкой полиэтилена с плотностью 0,6-0,8 г/см³. Изобретение позволяет повысить качество, прочность и надежность изготовленных на оправке изделий с улучшенными характеристиками. 1 с. и 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к устройстам для изготовления оболочечных конструкций и может быть использовано в оправках для изготовления труб-оболочек реберно-ячеистой структуры из композиционных материалов.

К оправкам для изготовления труб-оболочек из композиционных материалов предъявляются повышенные требования по обеспечению ими высокого качества изготавливаемых изделий, минимальной трудоемкости, минимального веса составляющих их элементов, надежности и прочности, многократности использования без разрушения.

Известна оправка для изготовления труб-оболочек реберно-ячеистой структуры из композиционных материалов, содержащая сердечник и покрывающий его материал из гибких термостабилизированных пластин с прямолинейными взаимно пересекающимися пазами на их наружной поверхности между притупленными выступами с плоскими боковыми гранями, изогнутых по радиусу кривизны поверхности сердечника и состыкованных с фиксацией непрерывности направлений пазов (Патент RU №2083371, МПК⁶ В 29 С 53/82, 1996).

Известны эластичные аналогичные оправки для изготовления труб-оболочек из композиционных материалов с подобными гибкими стабилизированными пластинами с пересекающимися пазами (Патент RU №2084343, МПК⁶ В 29 С 53/82, 1996, Патент RU №2106971, МПК⁶ В 29 С 53/82, 1997).

К недостаткам известных оправок следует отнести повышенную массу гибких пластин при изготовлении их из резиноподобных материалов, невозможность их использования в качестве легкого заполнителя в трубах-оболочках. После извлечения таких пластин из труб-оболочек со стороны внутренней поверхности образующиеся полости необходимо заполнять легким заполнителем, что усложняет и удорожает производство изделий.

Наиболее близким аналогом, выбранным в качестве прототипа, является оправка по патенту RU №2083371.

Основной задачей является создание оправок с гибкими термостабилизированными пластинами из легкого заполнителя с новыми объемными свойствами.

Техническим результатом от использования изобретения является повышение качества, прочности и надежности изготовления изделий, обеспечение их весового совершенства с улучшенными характеристиками.

Основная задача решена и технический результат достигнут за счет изменения конструкции пластин, придания им новых свойств и особенностей, позволяющих формовать с их извлечением или усиливать силовой каркас с реберно-ячеистой структурой трубы-оболочки на основе новой концепции их совместной работы при нагружении с созданием объемного напряженно-деформированного состояния.

Для этого в оправке для изготовления труб-оболочек реберно-ячеистой структуры из композиционных материалов, содержащей сердечник и покрывающий его материал из гибких термостабилизированных плоских пластин с прямолинейными взаимно пересекающимися пазами на их наружной поверхности между притупленными выступами с плоскими боковыми гранями, изогнутых по радиусу кривизны поверхности сердечника и состыкованных с ориентацией непрерывности пазов, гибкие термостабилизированные плоские пластины покрывающего материала сердечника снабжены упругогибкими сетчатыми подложками в виде одинарных слоев стекло- или базальтоткани, расположенными со стороны их опорных поверхностей, скрепленных клеевым составом на основе химически сшивающегося полиолефина с основаниями притупленных выступов, выполненных из вспененного полиэтилена с плотностью 0,1-0,15 г/см, омоноличенных по плоским боковым граням и наружным поверхностям образованной сплошной пленкой полиэтилена с плотностью 0,6-0,8 г/см². В качестве клеевого состава для скрепления подложки с основаниями притупленных выступов может быть использован химически сшивающийся полиолефин.

Отличительными особенностями оправки для изготовления труб-оболочек реберно-ячеистой структуры из композиционных материалов являются признаки:

- снабжение гибких термостабилизированных плоских пластин покрывающего материала сердечника упругогибкими сетчатыми подложками,

- выполнение сетчатых подложек в виде одинарных слоев стекло- или базальтоткани,

- расположение сетчатых подложек со стороны опорных поверхностей гибких пластин за счет создания объемного напряженно-деформированного состояния притупленных выступов, воздействующих на ребра с повышением их качества при формообразовании.

Указанные признаки соответствуют критерию “изобретательский уровень”.

Сущность изобретения поясняется чертежами с кратким их описанием.

На фиг.1 представлен общий вид оправки для изготовления труб-оболочек реберно-ячеистой структуры из композиционных материалов; на фиг.2 - вид на гибкую пластину сверху; на фиг.3 - поперечное сечение гибкой пластины с показом сетчатой подложки.

Более подробное описание сущности изготовления с указанием позиций на чертежах состоит в следующем.

Оправка (фиг.1-3) для изготовления труб-оболочек реберно-ячеистой структуры из конструкционных материалов содержит сердечник 1 и покрывающий его материал 2 из гибких термостабилизированных плоских пластин 3 с прямолинейными взаимно пересекающимися пазами 4-6 на их наружной поверхности 7 между притупленными выступами 8 с плоскими боковыми гранями 9, 10, изогнутых по радиусу кривизны поверхности сердечника 1 и состыкованных с ориентацией непрерывности направлений пазов 4-6. Гибкие термостабилизированные плоские пластины 3 покрывающего материала сердечника 1 снабжены упругогибкими сетчатыми подложками 11 в виде одинарных слоев стекло- или базальтоткани, расположенными со стороны их опорных поверхностей 12, скрепленных клеевым составом на основе химически сшивающегося полиолефина с основаниями 13 притупленных выступов 8, выполненных из вспененного полиэтилена плотностью 0,10-0,15 г/см³, омоноличенных по плоским боковым граням 9, 10 и наружным поверхностям 7 образованной сплошной пленкой 14 полиэтилена плотностью 0,60-0,80 г/см. В качестве клеевого состава для скрепления подложки 11 с основаниями 13 притупленных выступов 8 может быть использован химически сшивающийся полиолефин.

Изготовление оправки заключается в покрытиии сердечника 1 материалом 2 путем нанесения и закрепления на его поверхности (условно не показано) гибких термостабилизированных пластин 3 так, чтобы при их состыковке была обеспечена ориентация непрерывных направлений пазов 4-6.

Использование оправки заключается в намотке на нее с заформовкой в пазы 4-6 непрерывных жгутов, нитей армирующего материала, пропитанного полимерным связующим, с заполнением их на всю глубину. Сверху на материал 2 оправки могут быть нанесены внешние слои трубы-оболочки из композиционного материала. При термообработке заготовки ребра силового каркаса находятся в фиксированном скреплении сетчатых подложек с пластинами клеевым составом на основе химически сшивающегося полиолефина, осуществляется выполнение притупленных выступов гибких пластин из вспененного полиэтилена с плотностью 0,1-0,15 г/см³ и омоноличивание притупленных выступов из вспененного полиэтилена по плоским боковым граням и наружным поверхностям образованной на них сплошной пленкой полиэтилена с плотностью 0,6-0,8 г/см.

Указанные отличительные признаки гибких плоских пластин покрывающего материала оправок являются существенными, так как каждый из них в отдельности и совместно направлен на решение поставленной задачи и достижение нового технического результата. Снабжение гибких плоских пластин упругогибкими сетчатыми подложками позволяет их производить с прямолинейными взаимно пересекающимися пазами на всю глубину пластин до тонких подложек, позволяющих придавать им изогнутое положение по радиусу кривизны поверхности сердечника. Наличие сплошной пленки полиэтилена по плоским боковым граням и наружным поверхностям притупленных выступов, скрепленных с сетчатыми подложками, придает притупленным выступам из вспененного полиэтилена стабильное объемное положение при изгибе с обеспечением точности пазов между ними без искривлений или выкрашивания материала. Пластины обладают облегченными весовыми параметрами, удобством при монтаже, меньшими трудозатратами на их изготовление и использование.

Указанные существенные отличительные признаки являются новыми, так как их использование в известном уровне техники, аналогах и прототипе не обнаружено, что позволяет характеризовать предложенную оправку соответствием критерию “новизна”.

Единая совокупность новых существенных признаков с общими известными существенными признаками позволяет решить поставленную задачу создания оправок с гибкими плоскими пластинами из легкого заполнителя с новыми объемными свойствами и достичь новый технический результат, что характеризует новое технические решение существенными отличиями от известного уровня техники, аналогов и прототипа. Новое техническое решение является результатом опытно-экспериментальных исследований и творческого вклада по совершенствованию оправок для изготовления труб-оболочек реберно-ячеистой структуры из конструкционных материалов, получено без использования стандартов или каких-либо рекомендаций в данной области техники, является оригинальным, неочевидным для специалистов, создано с использованием новой концепции получения силовой реберно-ячеистой структуры каркаса трубы-оболочки за положении. Для случая извлечения гибких термостабилизированных пластин на них может быть нанесен разделительный слой смазки с антиадгезионными свойствами. Для случая извлечения только сердечника 1 и оставления материала 2 в реберно-ячеистой структуре силового каркаса трубы-оболочки на материал 2 разделительный слой смазки с антиадгезионными свойствами не наносится.

Изготовление оправок с использованием нового технического решения показало положительные результаты, достижение новых свойств. Оправки воспроизводимы промышленным способом. Изделиям придается повышенное качество, достигается повышенная прочность и надежность конструкции.

Таким образом, новое техническое решение соответствует и критерию “промышленная применимость”, т.е. уровню изобретения.

Объем изобретения следует понимать шире, чем то конкретное выполнение, приведенное в описании, формуле и чертежах. Форма выполнения изобретения представляет собой только возможные предпочтительные варианты его осуществления, могут быть различные комбинации в отношении размеров и расположения отдельных элементов, если все это не выходит за пределы объема технического решения, изложенного в пунктах формулы с проявлением этих и других свойств, изложенных в описании.

Формула изобретения

1. Оправка для изготовления труб-оболочек реберно-ячеистой структуры из композиционных материалов, содержащая сердечник и покрывающий его материал из гибких термостабилизированных плоских пластин с прямолинейными взаимно пересекающимися пазами на их наружной поверхности между притупленными выступами с плоскими боковыми гранями, изогнутых по радиусу кривизны поверхности сердечника и состыкованных с ориентацией непрерывности направлений пазов, отличающаяся тем, что гибкие термостабилизированные плоские пластины покрывающего материала сердечника снабжены упругогибкими сетчатыми подложками в виде одинарных слоев стекло- или базальтоткани, расположенных со стороны их опорных поверхностей, скрепленных клеевым составом на основе химически сшивающегося полиолефина с основаниями притупленных выступов, выполненных из вспененного полиэтилена с плотностью 0,1-0,15 г/см³, омоноличенных по плоским боковым граням и наружным поверхностям образованной сплошной пленкой полиэтилена с плотностью 0,6-0,8 г/см³.

2. Оправка по п.1, отличающаяся тем, что в качестве клеевого состава для скрепления подложки с основаниями притупленных выступов использован химически сшивающийся полиолефин.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3