Способ изготовления инерционных энергоаккумулирующих элементов Советский патент 1990 года по МПК B29C53/56 B29L9/00 

Изобретение относится к переработке композиционных материалов методом намотки и может быть использовано в различных отраслях народного хозяйства при изготовлении маховиков, работающих в условиях высоких центробежных нагрузок.

Цель изобретения - повышение надежности инерционных энергоаккумулирующих элементов за счет снижения их дисбаланса.

Пример 1. Изготавливают инерционный энергоаккумулирующий элемент в виде обода с внутренним радиусом 140 мм, шириной 15 мм и толщиной 30 мм непрерывной намоткой органического волокна марки СВМ, пропитанного эпоксидным связующим марки ЭДТ-10 с плотностью 1,21- 10 кг/м3 на отбалансированную формообразующую оправку, на поверхность которой предварительно наматывают 4 слоя стеклоткани марки Т-25 и слой фторопластовой пленки.

Доля объемного содержания связующего в полуфабрикате заготовки составляет 0,38. Перед отверждением заготовку охлаждают в холодильнике при 1°С в течение 4 ч до прекращения перетекания связующего. Оправку с заготовкой размещают в люльках балансировочного станка марки ДБ-50, определяют положение плоскости коррекции и величину дисбаланса заготовки. Значение начального дисбаланса равно 140-10 6кг- м Нагревают тяжелое место на длине участка 60 мм до 60°С, укрывают заготовку перфорированным слоем стеклоткани марки Т-25 и выводят из заготовки избыточную массу связующего вращением заготовки с постоянной угловой скоростью 104,7 рад/с. Перед определением времени вращения заготовки участок тяжелого места разделяют на 6 равных элементарных участков длиной по м, по три участка в каждую

СЛ

сл

со со

Ј

ас

сторону от оси симметрии тяжелого места. Коэффициенты фильтрации на участках 1 и а, /2 и /5, /з и /4 имеют значения соответственно 8.1СГ13; 15- 1(Г13 м4/Н-с. Время вращения заготовки определяют по зависимости

т

6(роЯ) U

где т - время вращения заготовки, с;

D - начальный дисбаланс заготовки, кг-м;

b - ширина заготовки, м;

р - плотность связующего, кг/м3;

со - угловая скорость вращения, рад/с;

У - доля объемного содержания связующего в заготовке;

/, - длина элементарного участка тяжелого места, м;

п - число элементарных участков тяжелого места;

х - коэффициент фильтрации связующего на элементарном участке /,, м4/Н-с (составляет 25 мин).

После прекращения вращения заготовки Перфорированный слой стеклоткани снимают И определяют остаточное значение дисбаланса на станке марки ДБ-50, которое составило 23-10 6 кг-м. Отверждение заготовки производят при вращении оправки со скоростью 6 об/мин по режиму полимеризации связующего.

Величина дисбаланса готового элемента составляет 27-10 6 кг-м, т. е. в 5,2 раза меньше, чем по способу-прототипу.

Пример 2. Изготавливают инерционный энергоаккумулирующий элемент как в примере 1, но в качестве нитевидного материала берут стекловолокно марки ВМПС, доля объемного содержания связующего в полуфабрикате заготовки составляет 0,35. Значение начального дисбаланса равно 102Х кг-м, нагревание тяжелого места производят на длине участка 50 мм до 80°С и вращение заготовки производят с постоянной угловой скоростью 157,1 рад/с в течение 12 мин. После отверждения величина дисбаланса готового элемента составляет 24Х кг-м, т. е. в 4,2 раза меньше, чем ю способу-прототипу.

Пример 3. Изготавливают инерционный энергоаккумулирующий элемент как в примере 1, но в качестве нитевидного материала берут углеводородный жгут марки ВМН-4, пропитанный эпоксидным связующим марки УП-2218 с плотностью 1,1Х ХЮ3 кг/м3, доля объемного содержания связующего в полуфабрикате заготовки составляет 0,43, значение начального дисбаланса равно 175- кг-м, нагревание тяжелого места производят на длине участка

0

5

0

5

80 мм до 40°С и вращение заготовки производят с постоянной скоростью 94,2 рад/с в течение 32 мин. Контроль дисбаланса после удаления избытков связующего дал результат 47- кг-м, т. е. уменьшался в 3,7 раза. Операцию нагревания тяжелого места и вращения заготовки повторяют при длине участка 40 мм, температуре 40°С и угловой скорости 94,2 рад/с в течение 7 мин. После отверждения величина дисбаланса готового элемента составляет 34-10 б кг-м, т. в. в 5,1 раза меньше, чем по способу-прототипу. Таким образом, предлагаемый способ в 4,2-5,1 раза снижает дисбаланс инерционных энергоаккумулирующих элементов, что повышает надежность элементов и полезную мощность двигателя, а также снижает виброактивность устройства, в котором используются инерционные аккумулирующие элементы.

Формула изобретения

Способ изготовления инерционных энергоаккумулирующих элементов, включающий пропитку нитевидного материала эпоксидным связующим, намотку его на формообразующую оправку и отверждение намотанной заготовки при вращении оправки, отличаюш,ийся тем, что, с целью повышения надежности инерционных энергоаккумулирующих элементов за счет снижения их дисбаланса, перед отверждением заготовку охлаждают до прекращения перетекания связующего, определяют положение плоскости коррекции и дисбаланс заготовки, нагревают тяжелое место до 40-80°С и выводят из заготовки избыточную массу связующего вращением заготовки с постоянной скоростью в течение времени, определяемого по зависимости

40

т

р

&(pco#)2jcЈ /л

5

0

где т D

b

Р со

X

/,

п х,

5

R -

время вращения заготовки, с; начальный дисбаланс заготовки, кг-м;

ширина заготовки, м; плотность связующего, кг/м3; угловая скорость вращения, рад/с; доля объемного содержания связующего в заготовке;

длина элементарного участка тяжелого места, м;

число элементарных участков тяжелого места;

коэффициент фильтрации связующего на элементарном участке /,-, м4/Н-с; внутренний радиус элемента, м.

Изобретение относится к области переработки композиционных материалов методом намотки и может быть использовано в различных отраслях народного хозяйства при изготовлении маховиков, работающих в условиях высоких центробежных нагрузок. Изобретение позволяет повысить надежность инерционных энергоаккумулирующих элементов за счет того, что перед охлаждением намотанную заготовку охлаждают до прекращения перетекания связующего, определяют положение плоскости коррекции и дисбаланс заготовки, нагревают тяжелое место до 40-80°С и выводят из заготовки избыточную массу связующего вращением заготовки с постоянной скоростью в течение времени, определяемом по зависимости, учитывающей начальный дисбаланс заготовки, ее ширину, плотность связующего, долю объемного содержания связующего в материале, внутренний радиус элемента, длину элементарного участка тяжелого места, число элементарных участков тяжелого места, коэффициент фильтрации связующего на элементарном участке и угловую скорость вращения заготовки.