RU166935U1

RU166935U1 - COMPOSITE PIPE MANAGEMENT

Info

Publication number: RU166935U1
Application number: RU2016126909/05U
Authority: RU
Inventors: Сабир Магомед-Кадиевич Бакмаев; Валерий Викторович Иванов; Дмитрий Юрьевич Константинов; Андрей Валерьевич Тарасенко; Николай Владимирович Тингаев; Григорий Викторович Цепилов
Priority date: 2016-07-04
Filing date: 2016-07-04
Publication date: 2016-12-20

Abstract

1. Оправка для изготовления композитной трубы методом намотки, характеризующаяся тем, что содержит формообразующую обечайку из двух элементов в виде разрезной трубы с продольными кромками и гладкой внешней формообразующей поверхностью, выполненных с возможностью скольжения друг относительно друга по направляющим штырям в направлении, перпендикулярном оси обечайки до смыкания продольных кромок и фиксации с помощью съемных штифтов в положении, когда внешние формообразующие поверхности элементов обечайки соосны, а между их продольными кромками присутствует заданный зазор.2. Оправка по п. 1, отличающаяся тем, что один из элементов обечайки имеет резьбовые отверстия для крепления оправки к внешней опоре.1. The mandrel for the manufacture of a composite pipe by winding, characterized in that it contains a forming shell of two elements in the form of a split pipe with longitudinal edges and a smooth external forming surface, made with the possibility of sliding relative to each other along the guide pins in the direction perpendicular to the axis of the shell to closing longitudinal edges and fixing with removable pins in a position when the outer forming surfaces of the shell elements are aligned, and between their longitudinal the edges have a predetermined clearance. 2. The mandrel according to claim 1, characterized in that one of the shell elements has threaded holes for attaching the mandrel to an external support.

Description

Полезная модель относится к оснастке для формования трубчатых изделий методом намотки.The invention relates to a tooling for forming tubular products by winding.

Из предшествующего уровня техники известна разборная оправка для изготовления высокопрочных оболочек из композиционных материалов (изобретение RU 2147003, В29С 53/82, B29D 22/00, от 27.03.2000 г.), содержащая центральный вал и установленные вокруг него сегментные элементы. Последние состыкованы между собой наклонно расположенными боковыми гранями и закреплены кольцами по их концам. Сегментные элементы образуют внешними профилированными поверхностями рабочую поверхность оправки, облицованную покрытием из упругоэластичного материала типа резины. Кольца для закрепления сегментных элементов выполнены с наружными посадочными поверхностями с возможностью установки и фиксации на одном из них фланцев малого диаметра. На другом кольце со стороны извлечения вала установлена втулка с наружной посадочной поверхностью и кольцевым выступом. Кольцевой выступ предназначен для базировки фланца большего диаметра с возможностью фиксации ее по торцу в заданном положении посредством винтовых упоров. Винтовые упоры размещены на диске, установленном на свободном конце вала. Кольцо для закрепления сегментных элементов, базировки и фиксации фланца малого диаметра и втулка, для базировки и фиксации фланца большего диаметра снабжены выполненными на их торцах со стороны сегментных элементов профилированными кольцевыми выступами. Последние совместно с сегментными элементами и фланцами образуют кольцевые полости для формообразования на покрытии из упругоэластичного материала соответствующих их профилю манжет с выступающими кольцевыми кромками.From the prior art, a collapsible mandrel is known for the manufacture of high-strength shells from composite materials (invention RU 2147003, B29C 53/82, B29D 22/00, 03/27/2000), containing a central shaft and segment elements mounted around it. The latter are joined together by inclined lateral faces and are fixed by rings at their ends. Segment elements form the external profiled surfaces of the working surface of the mandrel, lined with a coating of an elastic material such as rubber. The rings for securing the segment elements are made with external seating surfaces with the possibility of installing and fixing small flanges on one of them. A sleeve with an outer seating surface and an annular protrusion is mounted on the other ring from the shaft extraction side. The annular protrusion is designed to base the flange of a larger diameter with the possibility of fixing it at the end in a predetermined position by means of screw stops. Screw stops are located on the disk mounted on the free end of the shaft. The ring for securing the segment elements, basing and fixing the small diameter flange and the sleeve, for basing and fixing the larger diameter flange are equipped with profiled annular protrusions made on their ends from the segment elements. The latter, together with the segment elements and flanges, form annular cavities for shaping on the coating of an elastic material corresponding to their profile cuffs with protruding annular edges.

Недостатками данного технического решения является сложность конструкции разборной оправки, обусловленная большим количеством деталей.The disadvantages of this technical solution is the design complexity of the collapsible mandrel, due to the large number of parts.

Известна разборная оправка для изготовления деталей цилиндрической формы (изобретение RU 2213661, В29С 53/82, В65Н 75/24 от 10.10.2003 г.), содержащая отдельные сегменты, установленные с зазором относительно друг друга, выполненные в виде закрепленных секторов с ребрами жесткости, на торцах оправки установлены крышки, которые выполнены с кольцевыми выступами, а сектора выполнены парными, при этом одна пара меньше другой, и установлены попарно параллельно друг друга, а ребра жесткости на меньшей паре выполнены с возможностью перекрытия ребер жесткости большей пары. Сектора закреплены на валу при помощи опорных элементов, выполненных в виде пластин, закрепленных на валу с возможностью перемещения относительно него в радиальном направлении. На валу могут быть выполнены ответные направляющие для перемещения пластин. Сектора могут быть выполнены тонкостенными.Known collapsible mandrel for the manufacture of cylindrical parts (invention RU 2213661, V29C 53/82, V65N 75/24 from 10.10.2003), containing individual segments installed with a gap relative to each other, made in the form of fixed sectors with stiffeners, on the ends of the mandrel installed covers that are made with annular protrusions, and sectors are paired, while one pair is smaller than the other, and installed in pairs parallel to each other, and the stiffeners on the smaller pair are made with the ability to overlap big pair. Sectors are mounted on the shaft using support elements made in the form of plates mounted on the shaft with the possibility of movement relative to it in the radial direction. Mating guides for moving the plates can be made on the shaft. Sectors can be made thin-walled.

Недостатками данной конструкции являются сложность изготовления цилиндрических секторов, кольцевых приварных ребрах жесткости и других деталей оправки.The disadvantages of this design are the difficulty of manufacturing cylindrical sectors, annular welded stiffeners and other parts of the mandrel.

Наиболее близкой к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является оправка для намотки трубчатых изделий (изобретение RU 2290310, В29С 53/82, В29К 105/06, B29L 23/00 от 27.12.2006 г.), содержащая разрезную обечайку с продольными кромками, центральный вал, скрепленный ребрами с обечайкой и устройство изменения диаметра обечайки. Изменение диаметра оправки обеспечивается за счет применения расположенного внутри оправки клинового распора, регулируемого винтом. При максимальном диаметре оправки на нее наматывается волокнистый материал, пропитанный связующим, и подвергается полимеризации. При минимальном диаметре оправки с нее снимается готовое трубчатое изделие.Closest to the proposed invention in technical essence and the achieved result is a mandrel for winding tubular products (invention RU 2290310, В29С 53/82, В29К 105/06, B29L 23/00 from 12/27/2006), containing a split shell with longitudinal edges , the Central shaft, fastened by ribs with a shell and a device for changing the diameter of the shell. Changing the diameter of the mandrel is provided through the use of a wedge-shaped spacer located inside the mandrel, adjustable by a screw. At the maximum diameter of the mandrel, a fibrous material impregnated with a binder is wound on it and undergoes polymerization. With a minimum diameter of the mandrel, the finished tubular product is removed from it.

Недостаток такой оправки заключается в сложности изготовления конструкции.The disadvantage of this mandrel is the complexity of manufacturing the design.

Задача, на решение которой направлено заявленное техническое решение, заключается в упрощении конструкции и обеспечении легкого съема готовой композитной трубы с оправки.The problem to which the claimed technical solution is directed is to simplify the design and ensure easy removal of the finished composite pipe from the mandrel.

Данная задача достигается за счет того, что оправка содержит разрезную обечайку из двух элементов с продольными кромками, направляющие штыри и съемные штифты, фиксирующие элементы обечайки с зазором друг относительно друга.This task is achieved due to the fact that the mandrel contains a split shell of two elements with longitudinal edges, guide pins and removable pins, fixing shell elements with a gap relative to each other.

Техническим результатом, обеспечиваемым приведенной совокупностью признаков, является облегчение снятия готовой композитной трубы с оправки.The technical result provided by the above set of features is to facilitate the removal of the finished composite pipe from the mandrel.

Сущность полезной модели поясняется на фиг. 1 и на фиг. 2.The essence of the utility model is illustrated in FIG. 1 and in FIG. 2.

Предлагаемая оправка содержит обечайку, состоящую из двух элементов 1 и 2. Элементы обечайки, изготовленные преимущественно из стальной трубы с гладкой внешней формообразующей поверхностью, выполнены с возможностью скольжения по направляющим штырям 3 и фиксации в заданном положении с помощью съемных штифтов 4. Элемент 1 обечайки имеет разъемные крепления к внешней опоре (не показана), преимущественно, резьбовые отверстия 5.The proposed mandrel contains a shell, consisting of two elements 1 and 2. Elements of the shell, made mainly of steel pipe with a smooth external forming surface, are made with the possibility of sliding along the guide pins 3 and fixing in a predetermined position using removable pins 4. The element 1 of the shell has detachable fastenings to an external support (not shown), mainly threaded holes 5.

Устройство работает следующим образом. Элементы обечайки жестко фиксируются друг относительно друга с помощью направляющих штырей и штифтов так, чтобы их внешние цилиндрические поверхности были концентричны, а между продольными кромками обеспечивался зазор величиной порядка нескольких миллиметров. Собранная оправка устанавливается на опорах и оборачивается тонкой полимерной пленкой, предотвращающей прилипание связующего к оправке и попадание его в зазор. Далее, поверх пленки, оборачивается требуемым количеством слоев волокнистый материал, пропитанный связующим. После полимеризации связующего оправка снимается с опоры и из нее вынимаются штифты. После извлечения штифтов элементы обечайки прижимаются друг к другу по направляющим штырям до устранения зазора, после чего готовая труба снимается с оправки.The device operates as follows. The shell elements are rigidly fixed relative to each other with the help of guide pins and pins so that their outer cylindrical surfaces are concentric, and a gap of the order of several millimeters is provided between the longitudinal edges. The assembled mandrel is mounted on supports and wrapped with a thin polymer film, which prevents the binder from sticking to the mandrel and falling into the gap. Further, over the film, a fibrous material impregnated with a binder is wrapped with the required number of layers. After polymerization of the binder, the mandrel is removed from the support and pins are removed from it. After removing the pins, the shell elements are pressed against each other along the guide pins until the clearance is eliminated, after which the finished pipe is removed from the mandrel.

Предлагаемая оправка может быть использована для изготовления труб различного народно-хозяйственного назначения, в том числе, отсеков летательных аппаратов из стекло- и углепластиков и других подобных полимерных композитных материалов.The proposed mandrel can be used for the manufacture of pipes for various economic purposes, including aircraft compartments made of glass and carbon fiber and other similar polymer composite materials.

Claims

1. The mandrel for the manufacture of a composite pipe by winding, characterized in that it contains a forming shell of two elements in the form of a split pipe with longitudinal edges and a smooth external forming surface, made with the possibility of sliding relative to each other along the guide pins in the direction perpendicular to the axis of the shell to closing longitudinal edges and fixing with removable pins in a position when the outer forming surfaces of the shell elements are aligned, and between their longitudinal edges there is a given clearance.

2. The mandrel under item 1, characterized in that one of the elements of the shell has threaded holes for attaching the mandrel to the external support.