Способ изготовления ребристых оболочек положительной кривизны

Способ изготовления ребристых оболочек положительной кривизны

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к области обработки пластмасс, а именно к изготовлению ребристых оболочек положительной кривизны из термопластичных материалов (оргстекла, поликарбоната, ПЭ, ПВХ, ПТФЭ и др.) которые могут быть использованы в различных областях народного хозяйства: архитектуре и строительстве, светотехнике, авто- и вертолетостроении, а также для корпусных конструкций воздухоплавательных аппаратов, речных и морских судов.

Для образования ребер жесткости, придающих конструкции значительную жесткость, при формовании оболочек, например железобетонных, стеклопластиковых, в теле будущей оболочки оставляют различные изделия по форме ребра, применяют опалубку с реброобразователями или прикрепляют заранее изготовленные ребра - бортовые элементы [См.: 1) Клятис Г.Я. Современное состояние и перспективы развития строительных конструкций за рубежом. М.: ЦИНИС Госстроя СССР, 1969. - с.30, 224. 2) Г.Рюле. Пространственные покрытия. М.: СИ, 1974. - с.191. 3) Канчели Н.В. Строительные пространственные конструкции. М.: АСВ, 2003, - с.25, рис.25-27)].

Недостаток этих способов - дороговизна и большая трудоемкость.

Известны различные способы получения гладких оболочек положительной кривизны из обычных термопластических полимерных материалов по источнику: Шерышев М.А. Формование полимерных листов и пленок. Л., Химия, 1989. - с.14-30; (табл.1. Способы термоформования листовых и пленочных термопластов в объемные изделия).

Предлагаемые по указанному источнику способы формования объемных изделий, включая оболочки, требуют наличия матрицы и пуансона, нагрева заготовки, создания давления (вакуума), оформления изделия, последующего охлаждения и съема готовой продукции.

Недостатками таких способов являются:

- потребность изготовления дорогостоящих и сложных по конфигурации пуансона и матрицы;

- необходимость создания давления (вакуума), требующего специального нагнетательного (отсасывающего) оборудования.

Наиболее близким по техническому решению к заявленному является способ изготовления ребристых оболочек с положительной кривизной, по патенту RU 2159702, опубл. 27.11.2000.

По данному способу укладывают и закрепляют два листа ориентированного термопласта и обычного термопласта, которые после нагрева до высокоэластического состояния принимают форму оболочек положительной кривизны.

Недостатком такого способа является изготовление оболочки как композиции, то есть состоящую из слоя термопласта и решетки (каркаса) из пластмассы.

Изобретение направлено на изготовление ребристых оболочек положительной кривизны, без какого-либо каркаса.

Результат достигается тем, что способ изготовления оболочек положительной кривизны, включающий укладку двух листов ориентированного и обычного термопласта, нагрев их до высокоэластического состояния и последующего охлаждения отличается тем, что вниз укладывают ориентированный или термоусадочный лист термопласта, а сверху - обычный лист термопласта, которые закрепляют друг с другом точечно. Точечное закрепление осуществляется по произвольному плану: круг, овал, эллипс, прямоугольник, треугольник и пр.

Изобретение поясняется чертежами, где на фигурах 1, 2, 3 и 4 показаны этапы изготовления ребристых оболочек положительной кривизны, а также необходимые при этом материалы и оборудование. На фиг.1 показано сечение 1-1 листов термопласта: 1 - верхний обычный, 2 - нижний ориентированный или термоусадочный, 3 - точечное (болтовое или на струбцинах) закрепление. На фиг.2 показан план (прямоугольный) листов до их совместного нагрева. Нижний ориентированный, или усадочный, термопласт 2 играет роль формовочного механизма для образования ребристой оболочки положительной кривизны.

На фиг.3 показан план двух листов с элементами точечного закрепления после нагрева и достижения двумя листами термопласта высокоэластического состояния. На верхнем обычном термопласте 1, по краям, образовались ребра, которые приподняли верхний лист.

На фигуре 4 показан разрез готовой охлажденной ребристой оболочки положительной кривизны 1 и отработанного, потерявшего ориентационные (усадочные) напряжения термопласта 2.

Способ изготовления ребристых оболочек положительной кривизны из термопластов реализуется по следующей технологической схеме:

- два листа термопласта 1, 2 (обычный и ориентированный, или усадочный) надежно закрепляют друг к другу с помощью болтовых соединений или струбцин - поз.3. (фиг.1, 2);

- оба листа термопласта (фиг.1, 2) подвергают равномерному нагреву в специальной камере (на чертежах не показана);

- при нагреве ориентированный (усадочный) термопласт 2, стремясь сократить площадь своей поверхности, заставляет верхний лист 1 поворачиваться вокруг оси О¹ и приподниматься (фиг.3, 4);

- верхний лист, образовывая ребра жесткости, воспринимает форму оболочки положительной кривизны (фиг.4);

- после охлаждения и снятия точечных элементов крепления 3 и соответствующей обработки кромок ребристая оболочка положительной кривизны 1 готова (фиг.3 - в плане, фиг.4 - разрез 2-2).

Нижний отработавший лист термопласта 2 может быть использован для повторной ориентации или для других целей, например, для изготовления тех же ребристых оболочек положительной кривизны, но других габаритов.

Технико-экономические преимущества предлагаемого изобретения состоят в следующем:

- высокая прочность и устойчивость ребристых оболочек по сравнению с гладкими;

- полное отсутствие какого-либо каркаса;

- сокращение стоимости изготовления ребристых оболочек: нет необходимости в жесткой специальной форме или матрице (стоимость такой матрицы или опалубки для сложных форм достигает 28% от стоимости единицы изделия - см. Шмит О.М. Опалубка для монолитного бетона. М.: СИ, 1991. - с.5).

1. Способ изготовления ребристых оболочек с положительной кривизной, при котором укладывают и закрепляют два листа ориентированного и обычного термопласта, при этом вниз укладывают ориентированный лист термопласта, а сверху - обычный лист термопласта, которые скрепляют друг с другом по контуру точечно, нагревают их до температуры высокоэластического состояния и осуществляют последующее охлаждение, причем после охлаждения нижний ориентированный лист термопласта используют для повторного изготовления ребристых оболочек положительной кривизны.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что точечное закрепление осуществляют по произвольному плану, в частности кругу, овалу, эллипсу, прямоугольнику, треугольнику.