RU154846U1

RU154846U1 - DEVICE FOR THREE-DIMENSIONAL WEAVING OF COMPLEXLY REINFORCED PRODUCTS

Info

Publication number: RU154846U1
Application number: RU2014148483/12U
Authority: RU
Inventors: Александр Николаевич Красновский; Вячеслав Сергеевич Дышенко; Анастасия Евгеньевна Дышенко; Александр Петрович Круглов
Priority date: 2014-12-02
Filing date: 2014-12-02
Publication date: 2015-09-10

Abstract

Устройство для трехмерного плетения сложноармированных изделий, программно организованное из пространственно расположенных и взаимосвязанных друг с другом, оплеточного и тянущего узлов, преформы со средством её крепления на тянущем устройстве, выполненной с возможностью вращения относительно продольной оси преформы, плетельной головки с веретенами, модуля смежных крылаток и двигателей постоянного тока с тиристорными регуляторами, отличающееся тем, что оно снабжено двумя обводными кольцами, расположенными с зазором между собой и пространственно удалёнными на технологически регламентированном расстоянии от плетельной головки, функционально обеспечивающими равномерную укладку нитей на преформе, таким образом, что нити в процессе плетения проходят в упомянутый зазор.A device for three-dimensional weaving of complexly reinforced products, programmatically organized from spatially located and interconnected with each other, a braid and a pulling unit, a preform with a means of its fastening on a pulling device made with the possibility of rotation relative to the longitudinal axis of the preform, a braiding head with spindles, a module of adjacent lionfish and DC motors with thyristor regulators, characterized in that it is equipped with two bypass rings located with a gap between each other and spatially remote technologically a regulated distance from the braider head operatively provide uniform filaments laying on a preform, such that the thread during the weaving pass into said gap.

Description

Полезная модель относится к устройствам для изготовления плетеных изделий из полимерных композиционных материалов, и может быть использована для получения изделий сложной формы для ракетно-космической, авиационной, судостроительной, машиностроительной, строительной промышленности и ветроэнергетики.The utility model relates to devices for the manufacture of woven products from polymer composite materials, and can be used to obtain products of complex shape for rocket and space, aviation, shipbuilding, engineering, construction industry and wind energy.

Из уровня техники известна оплеточная машина для оплетки протяженных изделий пряжей или металлической проволокой, состоящая из взаимосвязанных оплеточного и тянущего станков. На оплеточном станке смонтирована плита, на которой в подшипниковых узлах закреплены крылатки, в пазы которых вставлены держатели с сухариками и катушками с проволокой или пряжей, и система роликов. Машина содержит диск для раскладки оплетки перед сплетением изделия и двигатели постоянного тока с тиристорными регуляторами. Плита имеет два синусоидальных замкнутых паза, по которым скользят плоские направляющие сухариков и два загрузочных паза (Патент РФ №2235814, D04C 3/12, D04C 3/22, 2002 г.).The prior art braiding machine for braiding extended products with yarn or metal wire, consisting of interconnected braiding and pulling machines. A plate is mounted on the braiding machine, on which lionfish are fixed in the bearing units, in the grooves of which holders with crackers and coils with wire or yarn are inserted, and a roller system. The machine contains a disk for laying out the braid before weaving the product and DC motors with thyristor regulators. The plate has two sinusoidal closed grooves along which the flat guides of the crackers slide and two loading grooves (RF Patent No. 2235814, D04C 3/12, D04C 3/22, 2002).

Достигаемый устройством технический результат заключается в повышении возможностей оплетения полиэтиленовых труб с наружным диаметром от 150 мм и повышение качества оплетки.The technical result achieved by the device is to increase the possibilities of braiding polyethylene pipes with an outer diameter of 150 mm and improving the quality of the braid.

К недостаткам известного из уровня техники устройства, следует отнести его невысокие технологические возможности. Оплеточная машина не позволяет получать сложноармированные изделия из полимерных композиционных материалов.The disadvantages of the known prior art devices include its low technological capabilities. The braiding machine does not allow to obtain hard-reinforced products from polymer composite materials.

Наиболее близким решением из уровня техники по технической сути является устройство для трехмерного плетения сложноармированных изделий, программно организованном из пространственно расположенных и взаимосвязанных друг с другом, оплеточного и тянущего узлов, преформы со средством ее крепления на тянущем устройстве, плетельной головки с веретанами, модуля смежных крылаток, а также двигателей постоянного тока с тиристорными регуляторами, согласно полезной модели, средство крепления преформы выполнено с возможностью вращения относительно продольной оси преформы (решение о выдаче патента на полезную модель от 05.10.2012 г. по заявке №2012142496/12(068354).The closest solution from the prior art in technical essence is a device for three-dimensional weaving of complexly reinforced products, programmatically organized from spatially located and interconnected with each other, braiding and pulling nodes, a preform with its fastening means on a pulling device, a braiding head with spindles, a module of adjacent lionfish as well as DC motors with thyristor regulators, according to a utility model, the means for attaching the preform are rotatable flax longitudinal axis of the preform (decision to grant a patent for utility model from 05.10.2012 till application №2012142496 / 12 (068 354).

Достигаемый устройством технический результат заключается в обеспечении возможности трехмерного плетения сложноармированных изделий с одинарной и двойной кривизной поверхности. Выполнение этой задачи обеспечивается конструкцией устройства для трехмерного плетения сложноармированных изделий, в котором средство крепления преформы имеет дополнительную возможность вращательного движения относительно продольной оси преформы. При этом нити основы и нити утка образуют в объеме плетеного изделия сложную трехмерную схему армирования с различными заданными углами взаимного расположения.The technical result achieved by the device is to enable the three-dimensional weaving of complexly reinforced products with single and double curvature surfaces. This task is accomplished by the design of a device for three-dimensional weaving of complexly reinforced products, in which the preform fastening means has the additional possibility of rotational movement relative to the longitudinal axis of the preform. In this case, the warp and weft threads form a complex three-dimensional reinforcement pattern with various predetermined angles of mutual arrangement in the volume of the woven product.

К недостаткам известного из уровня техники устройства для трехмерного плетения, следует отнести его невысокие технологические возможности. Устройство не позволяет производить процесс двунаправленного плетения преформ из полимерных композиционных материалов.The disadvantages of the prior art devices for three-dimensional weaving, should include its low technological capabilities. The device does not allow the process of bidirectional weaving of preforms from polymer composite materials.

Техническая задача состоит в обеспечении возможности двунаправленного трехмерного плетения сложноармированных изделий с одинарной и двойной кривизной поверхности. Выполнение этой задачи обеспечивается конструкцией устройства для трехмерного плетения сложноармированных изделий, которое снабжено двумя обводными кольцами, установленными в зоне действия плетельной головки. При этом нити, участвующие в процессе плетения, проходят между двумя кольцами для обеспечения равномерной укладки при перемещении преформы в прямом и обратном направлении. Применение заявляемой конструкции позволяет расширить технологические возможности устройства для трехмерного плетения за счет обеспечения возможности двунаправленного трехмерного плетения сложноармированных изделий из полимерных композиционных материалов.The technical problem is to enable bidirectional three-dimensional weaving of complex reinforced products with single and double curvature of the surface. This task is achieved by the design of the device for three-dimensional weaving of complexly reinforced products, which is equipped with two bypass rings installed in the zone of operation of the braided head. At the same time, the threads involved in the weaving process pass between two rings to ensure uniform laying when moving the preform in the forward and reverse directions. The use of the claimed design allows you to expand the technological capabilities of the device for three-dimensional weaving by providing the possibility of bidirectional three-dimensional weaving of complex reinforced products from polymer composite materials.

Для достижения поставленного технического результата устройство для трехмерного плетения сложноармированных изделий, программно организованное из пространственно расположенных и взаимосвязанных друг с другом, оплеточного и тянущего узлов, преформы со средством ее крепления на тянущем устройстве, выполненной с возможностью вращения относительно продольной оси преформы, плетельной головки с веретанами, модуля смежных крылаток и двигателей постоянного тока с тиристорными регуляторами, согласно полезной модели, снабжено двумя обводными кольцами, расположенными с зазором между собой и пространственно удаленными на технологически регламентированном расстоянии от плетельной головки, функционально обеспечивающими равномерную укладку нитей на преформе, таким образом, что нити в процессе плетения проходят в упомянутый зазор.To achieve the technical result, a device for three-dimensional weaving of complexly reinforced products, programmatically organized from spatially located and interconnected with each other, braiding and pulling knots, a preform with its fastening means on a pulling device made with the possibility of rotation relative to the longitudinal axis of the preform, braiding head with spindles , a module of adjacent lionfish and DC motors with thyristor regulators, according to a utility model, equipped with two bypass rings located with a gap between themselves and spatially remote at a technologically regulated distance from the braiding head, functionally ensuring uniform laying of threads on the preform, so that the threads during weaving pass into the said gap.

Предлагаемое техническое решение поясняется графическими материалами, где:The proposed technical solution is illustrated by graphic materials, where:

- на фиг. 1 схематично представлено устройство для трехмерного плетения (прямой ход);- in FIG. 1 schematically shows a device for three-dimensional weaving (forward stroke);

- на фиг. 2 схема устройства для трехмерного плетения (обратный ход);- in FIG. 2 diagram of a device for three-dimensional weaving (reverse);

- на фиг. 3 - схема устройства для трехмерного плетения (вид справа).- in FIG. 3 is a diagram of a device for three-dimensional weaving (right side view).

Устройство для трехмерного плетения сложноармированных изделий из полимерных композиционных материалов включает оправку 1, стойку 2 с тянущим устройством 3, направляющие 4, плетельную головку 5 с веретенами 6, модуль 7 смежных крылаток 8 с пазами 9, средство крепления 10 преформы 11, двигатели постоянного тока 12 с тиристорными регуляторами (не показаны), обводные кольца 13 и 14, стойки крепления 15 и кронштейн 16.A device for three-dimensional weaving of composite products made of polymer composite materials includes a mandrel 1, a rack 2 with a pulling device 3, guides 4, a braiding head 5 with spindles 6, a module 7 of adjacent lionfish 8 with slots 9, a fastener 10 of the preform 11, DC motors 12 with thyristor controls (not shown), bypass rings 13 and 14, mounting racks 15 and bracket 16.

Оплеточный узел включает плетельную головку 5 с веретенами 6, модуль 7 смежных крылаток 8 с пазами 9. Тянущий узел включает оправку 1, стойку 2 с тянущим устройством 3, направляющие 4, средство крепления 10 преформы 11 и двигатели постоянного тока 12.The braiding unit includes a braiding head 5 with spindles 6, a module 7 of adjacent lionfish 8 with grooves 9. The pulling unit includes a mandrel 1, a rack 2 with a pulling device 3, guides 4, fastening means 10 of the preform 11 and DC motors 12.

Устройство для трехмерного плетения сложноармированных изделий работает следующим образом.A device for three-dimensional weaving of complex reinforced products works as follows.

Материал плетеной заготовки выкладываются на оправку 1, которая закрепляется в стойке 2 с одной стороны. Подача оправки 1 в область плетения осуществляется тянущим устройством 3 за счет перемещения стойки 2 по направляющим 4. Плетельная головка 5 в процессе работы перемещает веретена 6 по заданным траекториям. Устройство для трехмерного плетения включает в себя модуль 7 из нескольких расположенных в одной плоскости и смежных друг с другом крылаток 8, на периферии которых имеются специальные пазы 9 для установки веретен 6. В процессе работы устройства каждое из установленных на ней веретен 6 перемещается под действием смежной крылатки 8, в пазу 9 которой оно расположено. После перемещения на определенный угол веретено 6 переходит в другой паз 9 смежной крылатки 8 и с этой смежной крылаткой 8 также совершает часть оборота, затем оно перемещается на следующую смежную крылатку 8. Переход веретена 6 с крылатки 8 на крылатку 8 происходит в тот момент, когда пазы 9 смежных крылаток 8 при вращении совпадают.The material of the wicker workpiece is laid out on the mandrel 1, which is fixed in the rack 2 on one side. The supply of the mandrel 1 to the weaving area is carried out by the pulling device 3 by moving the rack 2 along the guides 4. The braid head 5 in the process of operation moves the spindles 6 along predetermined paths. The device for three-dimensional weaving includes a module 7 of several lionfish 8 located on the same plane and adjacent to each other, on the periphery of which there are special grooves 9 for installing spindles 6. During operation of the device, each of the spindles 6 mounted on it moves under the action of an adjacent lionfish 8, in the groove 9 of which it is located. After moving to a certain angle, the spindle 6 passes into another groove 9 of the adjacent lionfish 8 and also makes a part of the revolution with this adjacent lionfish 8, then it moves to the next adjacent lion 8. The transition of the spindle 6 from the lion 8 to the lion 8 occurs when the grooves of 9 adjacent lionfish 8 during rotation coincide.

В заявленном устройстве для трехмерного плетения средство крепления 10 преформы 11 имеет возможность вращательного движения относительно продольной оси преформы 11 за счет дополнительно установленного двигателя постоянного тока 12 с тиристорным регулятором (не показан). Тиристорный регулятор предназначен для плавного изменения скорости вращения преформы 11. Вращение преформы 11 в процессе плетения позволяет смещать нити основы относительно нитей утка на заданный угол, получая тем самым сложную схему трехмерного армирования изделия.In the claimed device for three-dimensional weaving, the fastening means 10 of the preform 11 has the possibility of rotational motion relative to the longitudinal axis of the preform 11 due to the additionally installed DC motor 12 with a thyristor controller (not shown). The thyristor controller is designed to smoothly change the speed of rotation of the preform 11. The rotation of the preform 11 during the weaving process allows you to shift the warp threads relative to the weft threads by a given angle, thereby obtaining a complex three-dimensional reinforcement of the product.

При перемещении стойки 2 по направляющим 4 осуществляется отвод преформы 11 из зоны плетения. При этом преформа 11 может перемещаться в прямом и обратном направлениях. Для обеспечения равномерной укладки нитей на преформе на плетельной головки 5 установлены два обводных кольца 13 и 14. Обводное кольцо 13 крепится стойками крепления 15 к плетельной головке 5. Обводное кольцо 14 установлено на кронштейне 16. Обводные кольца 13 и 14 установлены таким образом, что нити в процессе плетения проходят в зазор между обводными кольцами 13 и 14, обеспечивая равномерную укладку на преформе при ее перемещении в прямом (Фиг. 1) и обратном направлении (Фиг. 2). При перемещении преформы 11 в прямом направлении нити проходят через зазор между обводными кольцами 13 и 14, вращаются совместно с плетельной головкой 5, и в процессе плетения обегают и касаются поверхностей обоих обводных колец. При перемещении преформы 11 в обратном направлении нити проходят через зазор между обводными кольцами 13 и 14, вращаются совместно с плетельной головкой 5, и в процессе плетения обегают и касаются поверхности обводного кольца 13.When moving the rack 2 along the guides 4, the preform 11 is withdrawn from the weaving zone. In this case, the preform 11 can move in the forward and reverse directions. To ensure uniform laying of the threads on the preform, two bypass rings 13 and 14 are installed on the braiding head 5. The bypass ring 13 is fastened by the mounting posts 15 to the braiding head 5. The bypass ring 14 is mounted on the bracket 16. The bypass rings 13 and 14 are installed so that the threads in the process of weaving, they pass into the gap between the bypass rings 13 and 14, ensuring uniform laying on the preform when it is moved in the forward (Fig. 1) and reverse direction (Fig. 2). When the preform 11 is moved in the forward direction, the threads pass through the gap between the bypass rings 13 and 14, rotate together with the braiding head 5, and in the process of weaving, run around and touch the surfaces of both bypass rings. When the preform 11 is moved in the opposite direction, the threads pass through the gap between the bypass rings 13 and 14, rotate together with the braiding head 5, and in the process of weaving, run around and touch the surface of the bypass ring 13.

Существует отдельный класс изделий, имеющих одинарную и двойную кривизну поверхности, для которых обычные способы трехмерного плетения не позволяют получить однородную или требуемую структуру изделия ввиду сложной поверхности и связанного с этим искривления траектории нитей при плетении. Возможность программного и согласованного с вращением плетельной головки возвратно-поступательного и вращательного движения преформы 11 позволяет осуществлять трехмерное плетение сложноармированных изделий с одинарной и двойной кривизной поверхности.There is a separate class of products having single and double surface curvature, for which the usual three-dimensional weaving methods do not allow to obtain a uniform or desired product structure due to the complex surface and the associated curvature of the trajectory of the threads during weaving. The ability to programmatically and coordinated with the rotation of the braiding head of the reciprocating and rotational movement of the preform 11 allows three-dimensional weaving of complexly reinforced products with single and double curvature.

Поверхности одинарной и двойной кривизны наиболее часто встречаются у изделий из композиционных материалов, применяющихся в авиационной и ракетно-космической технике. Трехмерное плетение таких изделий представляет собой весьма трудоемкий процесс. Предлагаемая полезная модель позволяет осуществить двунаправленное трехмерное плетение качественных изделий сложной формы, имеющих одинарную и двойную кривизну поверхности, из полимерных композиционных материалов.Surfaces of single and double curvature are most often found in products made of composite materials used in aviation and rocket and space technology. Three-dimensional weaving of such products is a very time-consuming process. The proposed utility model allows for bidirectional three-dimensional weaving of high-quality products of complex shape, having single and double surface curvature, from polymer composite materials.

Таким образом, заявленная совокупность существенных признаков, отраженная в независимом пункте формулы полезной модели, обеспечивает получение заявленного технического результата - обеспечение возможности двунаправленного трехмерного плетения сложноармированных изделий из полимерных композиционных материалов, имеющих одинарную и двойную кривизну поверхности.Thus, the claimed combination of essential features, reflected in the independent claim of the utility model formula, provides the claimed technical result — enabling bidirectional three-dimensional weaving of complex reinforced products from polymer composite materials having single and double surface curvature.

Анализ заявленной полезной модели на соответствие условиям патентоспособности показал, что указанные в формуле признаки являются существенными и взаимосвязаны между собой с образованием устойчивой совокупности неизвестной на дату приоритета из уровня техники необходимых признаков, достаточной для получения требуемого технического результата -обеспечения возможности двунаправленного трехмерного плетения сложноармированных изделий из полимерных композиционных материалов, имеющих одинарную и двойную кривизну поверхности.The analysis of the claimed utility model for compliance with the conditions of patentability showed that the characteristics indicated in the formula are essential and interconnected with the formation of a stable combination of the necessary features unknown at the priority date from the prior art sufficient to obtain the required technical result — to enable bidirectional three-dimensional weaving of complex reinforced products from polymer composite materials having single and double surface curvature.

Таким образом, вышеизложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленного технического решения следующей совокупности условий:Thus, the above information indicates the fulfillment of the following set of conditions when using the claimed technical solution:

- объект, воплощающий заявленное техническое решение, при его осуществлении предназначен для двунаправленного трехмерного плетения сложноармированных изделий из полимерных композиционных материалов, и может быть использован для получения изделий сложной формы, имеющих одинарную и двойную кривизну поверхности, для ракетно-космической, авиационной, судостроительной, машиностроительной, строительной промышленности и ветроэнергетики.- an object embodying the claimed technical solution, when it is implemented, is designed for bidirectional three-dimensional weaving of complex reinforced products from polymer composite materials, and can be used to obtain complex-shaped products having single and double surface curvature, for rocket-space, aviation, shipbuilding, and machine-building , construction industry and wind energy.

- для заявленного объекта в том виде, как он охарактеризован в независимом пункте формулы полезной модели, подтверждена возможность его осуществления с помощью вышеописанных в материалах заявки известных из уровня техники на дату приоритета средств и методов;- for the claimed object in the form as described in the independent claim of the utility model formula, the possibility of its implementation using the means and methods known from the prior art on the priority date as described in the application materials is confirmed;

объект, воплощающий заявленное техническое решение, при его осуществлении способен обеспечить достижение усматриваемого заявителем технического результата.the object embodying the claimed technical solution, when implemented, is able to ensure the achievement of the technical result perceived by the applicant.

Следовательно, заявленный объект соответствуют требованиям условиям патентоспособности «новизна» и «промышленная применимость» по действующему законодательству.Therefore, the claimed subject matter meets the requirements of patentability “novelty” and “industrial applicability” under applicable law.

Claims

A device for three-dimensional weaving of complexly reinforced products, programmatically organized from spatially located and interconnected with each other, a braid and a pulling unit, a preform with a means of its fastening on a pulling device made with the possibility of rotation relative to the longitudinal axis of the preform, a braiding head with spindles, a module of adjacent lionfish and DC motors with thyristor regulators, characterized in that it is equipped with two bypass rings located with a gap between each other and spatially remote technologically a regulated distance from the braider head operatively provide uniform filaments laying on a preform, such that the thread during the weaving pass into said gap.