Устройство для транстверсального армирования оболочек из композиционного материала Советский патент 1992 года по МПК B29C67/14 B29L9/00 

Изобретение относится к оборудованию для трансверсального армирования оболочек и силовых элементов конструкций из полимерных композиционных MaYepna- лов и может найти широкое Применение в авиа-, судостроении и ряде других отраслей промышленности.

Целью изобретения является повышение качества армирования.

На фиг.1 изображено устройство, вид в плане; нЈ фиг.2 - вид А на фиг. 1 (прижимные ролики); на фиг.З - схема принципа работы гибкого колеса и размещения постоянных магнитов; на фиг,4 - показаны силы, действующие на коротковолокнистую частицу со стороны эвольвентного выступа гибкого колеса.

Устройство содержит оправку 1 с наматываемой оболочкой, прижимной механизм и дозатор 2. Прижимной механизм включает оси 3, зафиксированные в держателях 4 устройства, В раме 5 (фиг 2) на осях 6 размещены зубчатые прижимные ролики 7 с Присоединенными к ним фиксирующими шайбами 8. Прижимные ролики 7 находятся в зубчатом зацеплении с внутренней поверхностью гибкого металлического колеса 9 (фиг.З). С обеих боковых сторон гибкого колеса 9 размещены кольцеобразные щели 11 из немагнитного материала, к которым прилегают встречно включенные постоянные магниты 12. Для обеспечения4ориентации каждой внедряемой частицы 13 в направлении, наиболее близком к нормальному к по2 ю

8

N

верхности оболочки 14, и дальнейшего качественного введения их в нее гибкое колесо 9 имеет на наружной поверхности поперечные выступы эвольвентного профиля высотой (0,3-0,5)h и длиной образующей (8-9)h, где п - длина коротковолокнистой частицы.

Оптимальная высота выступа выбирается из условий безударной работы прижимного механизма, так как необоснованное увеличение высоты выступов более 0,5h приводит к увеличению дискретности движения гибкого колеса, и из условий качественного ориентирования частиц, так как эвольвентный профиль на выступах малой высоты менее 0,3h не эффективен,

Необходимость применения выступов с длиной эвольвентной образующей (8-9)h продиктована наиболее эффективным внедрением частиц на участках типа ДС (фиг.З, А), которые должны составлять не менее 85% площади поверхности гибкого колеса согласно эксперименту.

Прижимные зубчатые ролики 7 находятся в зацеплении с внутренней поверхностью гибкого колеса 9 (фиг.З) и могут свободно вращаться вокруг осей 6. К рамкам 5 присоединены фиксирующие шайбы 8, расположенные по одной на противоположных боковых сторонах зубчатых роликов (фиг.2), упирающиеся в края зубчатого венца колеса для предупреждения поперечных смещений роликов в процессе работы.

Устройство работает следующим образом.

Попадая из дозатора 2 на колесо 9, ко- ротковолокнистые частицы 13, например отрезки стальной проволоки, ориентируются по магнитным силовым линиям, т.е. по нормали к поверхности колеса. Вращение прижимному механизму передается от оправки 1 с наматываемой оболочкой 14, к которой контактирует наружная поверхность гибкого колеса. Прижимные ролики 7, находящиеся в зубчатом зацеплении с внутренней поверхностью гибкого колеса, под действием усилия F деформируют его, создавая необходимую поверхность контакта с оболочкой 14. На данной поверхности на коротковолокнистые частицы 13, ориентированные по нормали к поверхности гибкого колеса 9 и зафиксированные на этой поверхности магнитным полем, создаваемым магнитами 12, будут действовать радиальные силы в направлении нормали оболочки

14 и параллельные направлению действия усилия F. При этом почти полностью исключается действие тангенциальных сил, которые вызывают моменты, деформирующие коротковолокнистую частицу или приводящие к потере ею устойчивости.

На этом участке происходит внедрение частиц в слои армируемого материала под действием радиальных сил Арматура остается за счег силы трения в материале Далее

работа устройства повторяется, реализуется процесс непрерывного трансверсально- го армирования оболочек.

Использование предлагаемого устройства позволяет повысить качество армирования и, соответственно, повысить предел прочности межслоевого сдвига материала изделий.

Формула изобретения

1.Устройство для трансверсального ар- мирования оболочек из композиционного

материала, включающее вращающуюся оправку, дозатор коротковолокнистых частиц, размещенный между ними механизм подачи этих частиц, состоящий из гибкого замкнутого металлического элемента, расположенных в возможностью контакта пары роликов и встречно включенных постоянных магнитов, отличающееся тем, что, с целью повышения качества эрмирования, внутренняя поверхность гибкого элемента выполнена в виде зубчатого венца, а контактирующие с ним ролики - в виде колес, причем ролики установлены в зоне контакта с оправкой и шарнирно соединены

между собой рамой.

2.Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е- с я тем, что на наружной поверхности гибкого элемента выполнены выступы эвольвентного профиля.

3. Устройство по п.1, о т л и ч а (о щ е е- с я тем, что гибкий элемент на торцах снабжен кольцеобразными щеками из немагнитного материала, на которых между дозатором и крайним роликом между дозатором размещены постоянные магниты

Изобретение относится к устройствам, применяемым для производства изделий из композиционных материалов с трансвер-. сальным армированием Цель изобретения - повышение качества армирования Для этого устройство имеет прижимной механизм в виде гибкого металлического колеса, внутренний поверхность которого в ыполне- „на в виде зубчатого венца; в зацеплении с которым находятся два зубчатых прижимных ролика. На наружной поверхности гибкое колесо имеет поперечные выступы эвольвентного профиля, служащие для фиксации частиц арматуры. С обеих боковых сторон колёса размещены кольцеобразные щеки из немагнитного материала, которым примыкают постоянные магниты, служащие для создания магнитного поля в рабочей зонб и тем самым радиальной ориентации частиц относительно колеса с последующим внедрением в оболочку при их вращении относительно друг друга 2 з.п ф-лы. 4 ил

W//////7//////////////////////////////////J

(/Ј

7 -i

A/a/

I I I I I

A/a/

BM A

6 -t

7

-(

Фиг.З