Устройство для натяжения длинномерного материала Советский патент 1989 года по МПК B65H77/00 

Изобретение относится к устройствам для формования изделий из композиционных материалов методом намотки в авиационной, судостроительной, химической и других отраслях промышленности.

Цель изобретения - расширение тех ноло1 ических возможностей натяжного узла, а именно обеспечения наряду с натяжением уплотнения формуемой на оправке структуры изделия путем создания перепадов переменного во времени, натяжения в нитях.

На фиг, 1 представлено устройство в сборке, общий вид; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 - схема работы устройства.

Устройство содержит вал 1, кон- сольно закрепленный посредст вом подшипников 2 в корпусе 3, тормозные кольца 4 с дугообразными в виде сегментов фрикционными накладками 5 на одном торце, направляющие материал диски 6 с прямоугольными фрикционными накладками 7 на одном торце и профильной канавкой 8 для одного витка нити армирующего материала 9, средство задания технологического натяжения, состоящее из пружины- 10, регулиррвочной гайки 11 и тормозной шайбы 12, зубчатое колесо 13, входящее в зацепление с шестерней привода принудительного вращения тормоз ных колец совместно с валом 1. Диски 6 установлены на валу 1. свободно, а кольца 4 - с возможностью осевого перемещения для контактирования с торцовыми накладками 7 дисков 6. Накладки 7 размещены радиально под углом 120 , а сегментные фрикционные накладки 5 размещены так, что начало каждой из них проходит по внутреннему диаметру кольца и находится на одном радиусе с концом следующего семента, расположенным на наружном диаметре кольца, при этом количество фрикционных накладок на дисках и кольцах одинаковое.

Устройство работает следующим образом.

На вал 1 устанавливают (в соответствии с необходимым количеством нитей в ленте) попарно тормозные кольца 4 и диски 6 фрикционными накладками 5 и 7 друг к другу. Армирующие нити 9 навивают на диски 6, устанавливают тормозную шайбу 12

0

5

0

5

5

0

0

5

0

5

и с помощью пружины 10 регулировочной гайкой 11 задают технологичес- . кое натяжение. При включении намоточного станка диски 6. свободно поса- ленные на валу 1, увлекаются нитями в одну сторону, а кольца 4, имеющие шпоночные выступы, входяпще в шпоночный паз вала 1, принудительно вращаются в противоположную сторону. При этом взаимное.расположение фрикционных накладок колец и дисков все время изменяется.

Рассмотрим работу пары диск-кольцо. При совмещении фрикционных накладок диска только с началом накладок тормозного кольца их взаимный контакт осуществляется по заштрихованной площадке А, отстоящей от оси вращения на минимальное расстояние (фиг, 4, а). При взаимном повороте кольца и диска в противоположных направлениях площадка контакта будет удаляться по дугообразной направляющей от центра к периферии (фиг. 4,6) и при угле поворота, приближающемся к 120 , будет находиться на максимально возможном удалении от оси вращения (фиг. 4, в). Так как сила трения между накладками диска и, кольца является величиной постоянной, а расстояние от точки ее приложения до оси вращения меняется вышеописанным образом, следовательно, величина тормозного момента, определяющая величину натяжения нити, навитой на диск, изменяется от минимального до максимального значения. При увеличении угла взаимного поворота до 120 наступает момент, когда прямоугольные накладки диска займут такое положение, что их контакт с соответствующими дугообразными накладками кольца заканчивается и появляется контакт с началом соседней дугообразной накладки, так как конец одной и начало соседней накладки находятся на одном радиусе друг под другом (фиг.- 4, г). .В этот момент наблюдается скачкообразное изменение натяжения нити от максимального к минимальному значению, так как площадка контакта ifepe- скакивает от периферии к центру диска.

Аналогичные изменения натяжения нитей происходят в соседних парах диск-кольцо. Благодаря смене возра- стающего натяжения до максимума на скачкообразный, перепад до минимума

31

происходит как бы подергивание каждой отдельной нити, что при их укладке на оправку обеспечивает уплотнение структуры, повышает степень ее однородности, и, как следствие, повы шает физико-механические свойства изделия по сравнению с прототипом. Случайньй характер взаимного расположения фрикционных накладок в сосед них парах диск - кольцо при работе устройства обеспечивает различное натяжение соседних нитей, отчего эффект уплотнения структуры изделия увеличивается. Таким образом, кроме изменяющегося натяжения каждой отдельной нити удается обеспечивать перепад натяжений в соседних нитях в течение всего времени намотки.

Дополнительный эффект уплотнения выражается также в повышении физико- механических свойств изделий, а именно в повьштении коэффициента реализации исходной прочности армирующих волокон. Это позволяет получить более легкие и дешевые изделия при достижении той же проектной прочности. Формула изобретения

1. Устройство для натяжения длинномерного материала, содержащее сис

.

20

25

0

7434

тему тормозных колец, установленных на приводном вйлу с возможностью осевого перемещения и совместного с валом вращения, и направляющие материал диски, свободно размещенные на валу между тормозными кольцами с возможностью торцового контактирования с последними, отличающееся тем, что, с целью повышения расширения технологических возможностей, за счет периодического уплотнения материала на формуемых изделиях, каждый диск и тормозное кольцо снабжены фрикционными накладками, равномерно размещенными на одном из их контактирующих торцов, причем накладки дисков выполнены в виде ради- ально расположенных прямоугольников, а накладки тормозных колец - в виде сегментов по числу прямоугольников, при этом сегменты размещены так, что начало каждого из них проходит по внутреннему диаметру кольца и находится на одном радиусе с концом следующего сегмента, расположенным на наружном диаметре кольца.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что на каждом диске и кольце размещены по три фрикционных накладки.

Изобретение относится к изготовлению изделий из композиционных материалов намоткой и позволяет наряду с натяжением нитей обеспечить уплотнение формуемой на оправке структуры изделия путем создания пег репадов переменного во времени натя- женин в нитях. Устройство содержит систему тормозных колец 4, установА ч и ленных на валу 1 с возможностью осевого перемещения и принудительного вращения от привода, и систему натяжных дисков 6 для армирующего материала, свободно посаженных на валу 1 между кольцами с возможностью торцового взаимодействия с последними. При этом один торец каждого кольца 4 и диска 6 снабжен тремя фрикционными накладками 5 и 7 соответственно. Накладки 5 выполнены прямоугольными, радиально расположеннь1ми под углом 120 одна к другой. Накладки 7 выполнены в виде сегментов, начало каждого из которых расположено по внутренней окружности кольца 4 с интервалом 120, а конец расположен по наружной окружности на одном радиусе с началом соседней дуги. Пары диск - кольцо установлены на валу 1 накладками друг к другу. 1 з.и. ф-лы, 4 ил. S (Л 2 2 ч со

/1-Д

Фиг. 2

5-5

Фцъ.З

Фиг.