Способ изготовления многоканальных лопастей из композиционных материалов

Способ изготовления многоканальных лопастей из композиционных материалов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Предлагаемое изобретение относится к авиационной технике, в частности к способам изготовления лопастей воздушных винтов из композиционных материалов с наполнителем из стеклоткани.

Известен способ изготовления лопастей, заключающийся в поэтапном формировании внутренних каналов, т.е. предварительном прессовании носовой части лопасти и наружных слоев хвостовой части лопасти с последующей установкой перегородки между средним и хвостовым каналами и хвостовой части на клеевой материал и окончательного прессования лопасти [1].

Недостатком данного способа является то, что он не обеспечивает технологичности при изготовлении многоканальных лопастей (особенно при количестве каналов более трех), так как предварительное прессование приводит к потере пластичности и текучести связующего, возникают трудности с равномерным нанесением клея и установкой перегородки между вторым и третьим каналами.

Еще одним недостатком является появление значительных внутренних напряжений в клеевом шве между наружными слоями лопасти и перегородкой второго и третьего каналов в процессе окончательного прессования лопасти.

Целью заявляемого способа является повышение прочности и технологичности изготовления многоканальных лопастей путем формирования перегородок, интегрально связанных со слоями наружного контура лопасти, и применения специального режима прессования.

Указанная цель достигается тем, что в способе изготовления многоканальной лопасти из композиционных материалов, в которую входит нагреватель противообледенительной системы, противовесы, пакеты стеклоткани, пропитанные связующим, образующие наружный контур лопасти и перегородки между каналами после смыкания пресс-формы, прессование происходит с использованием режима распределения давлений в эластичных мешках (пресс-камерах), установленных в каналы лопасти.

На фиг.1 показан поперечный разрез трехканальной лопасти; на фиг.2 поперечный разрез лопасти и обозначены размеры для расчета давлений в пресс-камерах.

Для изготовления многоканальной лопасти в пресс-форму устанавливают нагреватель 1, укладывают пакет 2, пропитанный связующим стеклоткани, образующей поверхность лопасти, устанавливают противовесы 3, укладывают пакеты, образующие внутреннюю поверхность первого канала 4 и перегородки 5 между первым и вторым каналами, укладывают эластичный мешок 6 с установленным внутрь разжимным приспособлением 7. Пакеты 4 и 5 прикатываются между собой, образуя замкнутый первый канал. Затем укладывают пакеты, образующие внутреннюю поверхность второго канала 8 и перегородки между вторым и третьим каналами 9, эластичный мешок 10 и разжимное приспособление 11. Пакеты 8 и 9 прикатываются между собой, образуя замкнутый второй канал, укладывают пакет 12, образующий внутреннюю поверхность третьего канала, укладывают эластичный мешок 13, края пакета 12 прикатывают, образуя замкнутый третий канал.

На следующем этапе на пакеты 4, 5, 8, 9, 12 накладывают и прикатывают предварительно отогнутую часть пакета 2, далее смыкается пресс-форма и разжимаются приспособления 7, 11. В эластичный мешок 13 подают давление Р=0,5÷1 кгс/см², при этом приспособления 7, 11 смещаются и прижимают противовес носовой части. Дальнейшее повышение давления в эластичных мешках 6, 10, 13 происходит по специальному режиму прессования по мере нагрева пресс-формы следующим образом: подается давление Р=0,5÷1 кгс/см² в третий (хвостовой) канал, затем включается нагрев пресс-формы и по мере нагрева давление в третьей пресс-камере поднимается до 8÷10 кгс/см². Давление в первой и второй пресс-камерах поднимается по ниже приведенным расчетам в зависимости от эффективных приведенных площадей в пресс-камерах смежных каналов на поперечном разрезе лопасти фиг.2. Давление в первой и второй пресс-камерах расчитывается по формулам:

где Р₃=0÷10 кгс/см² - давление подается в третью пресс-камеру;

Р₁ - давление в первой пресс-камере;

P₂ - давление во второй пресс-камере;

а₁, а₂, b₁, b₂ - длины прямых участков перегородок в каждой пресс-камере;

F* - сила прижатия противовеса.

Данный режим прессования обеспечивает постоянную силу прижатия противовеса к носовой части, а также данный режим прессования предотвращает деформацию перегородок между каналами и значительно уменьшает внутренние напряжения в них за счет уравновешивания сил, действующих на перегородки со стороны смежных пресс-камер и разжимных приспособлений, что и позволяет изготовить качественную многоканальную композиционную лопасть.

Источники информации

1. Патент РФ №2230004 C1, 23.09.2003 г.

Способ изготовления многоканальной лопасти из композиционных материалов, заключающийся в укладке пропитанных связующим пакетов стеклоткани в пресс-форму, отличающийся тем, что в пресс-форму укладывают перегородки и эластичные мешки с разжимными приспособлениями, упомянутые пакеты укладывают с образованием каналов, нагревают пресс-форму и подают давление в эластичные мешки, которое для первой и второй пресс-камер рассчитывают по формулам

где Р₃=0÷10 кгс/см² - давление в третьей пресс-камере;

Р₁ - давление в первой пресс-камере;

Р₂ - давление во второй пресс-камере;

a₁, a₂, b₁, b₂ - длины прямых участков соответствующих перегородок в соответствующих пресс-камерах;

F* - сила прижатия противовеса.