RU2063875C1 - Gear for manufacture of rigid tubes from composite material - Google Patents

Gear for manufacture of rigid tubes from composite material Download PDF

Info

Publication number
RU2063875C1
RU2063875C1 SU5024148A RU2063875C1 RU 2063875 C1 RU2063875 C1 RU 2063875C1 SU 5024148 A SU5024148 A SU 5024148A RU 2063875 C1 RU2063875 C1 RU 2063875C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
prepreg
slider
mandrel
composite material
manufacture
Prior art date
Application number
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Я.А. Зуперман
В.А. Маслов
Original Assignee
Центральное специализированное конструкторское бюро
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Центральное специализированное конструкторское бюро filed Critical Центральное специализированное конструкторское бюро
Priority to SU5024148 priority Critical patent/RU2063875C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2063875C1 publication Critical patent/RU2063875C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Moulding By Coating Moulds (AREA)

Abstract

FIELD: civil engineering. SUBSTANCE: invention refers to manufacture of rigid tubes from composite material by application-lay-out of prepreg on to rotary mandrel. Mobile means of fastening of prepreg on slider with axial hole where rod with collar is put resting against butt of body of mandrel is spring-loaded with reference to sleeve joined to slider by means of thread which is fixed on it with locking unit via check washer. Slider and sleeve has means preventing their turn at moment of creation of prepreg. EFFECT: facilitated manufacture of rigid tubes. 2 dwg

Description

Изобретение относится к оборудованию для производства жестких высокопрочных цилиндрических труб (стержней) из полимерных композиционных материалов типа угле-, стекло-, органопластиков с преимущественным армированием вдоль оси трубы, получаемых выкладкой-намоткой препрега на вращающуюся оправку, которые могут быть использованы для создания различных машиностроительных конструкций, а также спортивного инвентаря. The invention relates to equipment for the production of rigid high-strength cylindrical pipes (rods) of polymer composite materials such as carbon, glass, organoplastics with predominant reinforcement along the axis of the pipe, obtained by laying-winding prepreg on a rotating mandrel, which can be used to create various engineering structures as well as sports equipment.

Известны устройства для изготовления жестких труб для композиционного материала методом выкладки-намотки, включающие отпускной механизм, оправку, средства выкладки-намотки. Known devices for the manufacture of rigid pipes for a composite material by the lay-winding method, including the release mechanism, mandrel, lay-winding means.

Известное устройств не обеспечивает поднапряжение арматуры вдоль оси изделия, что не позволяет получить высокие прочностные характеристики изделий. The known device does not provide voltage reinforcement along the axis of the product, which does not allow to obtain high strength characteristics of the products.

Известно также устройство для изготовления жестких труб из композиционного материала, содержащее корпус оправки и средства для крепления препрега на ее концах, одно из которых установлено с возможностью перемещения вдоль оси. It is also known a device for manufacturing rigid pipes made of composite material, comprising a mandrel body and means for attaching a prepreg at its ends, one of which is installed with the possibility of movement along the axis.

Известное устройство не обеспечивает нагружение арматуры тарированным усилием. Для решения этой задачи в устройстве для изготовления жестких труб из композиционного материала, содержащем корпус оправки и средства для крепления препрега на ее концах, одно из которых установлено с возможностью перемещения вдоль оси согласно изобретению, подвижное средство крепления препрега закреплено на ползуне с осевым отверстием, в котором установлен шток с буртом, упирающийся в торец корпуса оправки, подпружиненный относительно соединенного с ползуном посредством резьбы стакана, зафиксированный на нем контровочным узлом через контрольную шайбу, причем ползун и стакан имеют средства для удержания их от проворачивания в момент создания натяжения препрега. The known device does not provide loading reinforcement with calibrated force. To solve this problem, in a device for manufacturing rigid pipes made of composite material containing a mandrel body and means for fastening the prepreg at its ends, one of which is installed with the possibility of moving along the axis according to the invention, a movable fastening means of the prepreg is fixed on a slider with an axial hole, in which has a stock with a shoulder, abutting against the end of the mandrel body, spring-loaded relative to the cup connected to the slide by means of a thread, fixed on it with a locking assembly through h a control washer, and the slider and the glass have means to keep them from turning at the moment of creating the tension of the prepreg.

Существо изобретения поясняется на чертежах. На фиг.1 изображен общий вид устройства (продольный разрез); на фиг.2 приведено поперечное сечение оправки. The invention is illustrated in the drawings. Figure 1 shows a General view of the device (longitudinal section); figure 2 shows the cross section of the mandrel.

Устройство состоит из оправки 1, закрепляемой в оборудовании с возможностью вращения. На оправке 1 размещены вкладыши 2. С одной стороны оправки имеется приспособление 3 для закрепления препрега 4 с преимущественно продольным расположением армирующих нитей, а с другой стороны направляющий палец 5. Направляющий палец 5 взаимодействует с механизмом для создания и контроля предварительного натяжения 6, находясь соосно внутри него. Механизм для создания и контроля предварительного натяжения 6 выполнен в виде, соединенных между собой через резьбу ползуна 7 и стакана 8. Ползун 7 снабжен с одной стороны приспособлением 9 для закрепления препрега 4. Стакан 8 выполнен в виде пустотелого цилиндра, внутри которого соосно с ним расположены упругий элемент 10 и шток 11 с буртом 12. Шток 11 буртом 12 взаимодействует с упругим элементом 10, расположенным между буртом штока и дном стакана 8. На одном конце штока 11 расположен контровочный узел 13, а с другой конец взаимодействует с направляющим пальцем 5 оправки 1, находясь внутри ползуна 7 соосно с ним. Шток 11 снабжен выступами 14, взаимодействующими со стаканом 8 и исключающими его проворачивание в момент создания натяжения. Между контровочным узлом 13 и торцом стакана 8 расположена контрольная шайба 15. Ползун 7 и стакан 8 снабжены приспособлениями 16 и 17 для удерживания от проворачивания в момент создания натяжения (например, лысками под гаечный ключ). The device consists of a mandrel 1, fixed in the equipment with the possibility of rotation. On the mandrel 1 there are liners 2. On one side of the mandrel there is a device 3 for fixing the prepreg 4 with a predominantly longitudinal arrangement of reinforcing threads, and on the other hand a guide pin 5. The guide pin 5 interacts with the mechanism for creating and controlling the preliminary tension 6, being coaxially inside him. The mechanism for creating and controlling the preliminary tension 6 is made in the form of interconnected through the thread of the slide 7 and the glass 8. The slide 7 is provided on one side with a device 9 for fixing the prepreg 4. The glass 8 is made in the form of a hollow cylinder, inside of which are coaxially arranged with it an elastic element 10 and a rod 11 with a collar 12. The rod 11 with a collar 12 interacts with an elastic element 10 located between the collar of the rod and the bottom of the glass 8. At one end of the rod 11 there is a locking assembly 13, and on the other end interacts with the guide m finger 5 of the mandrel 1 from inside of the slider 7, coaxially with it. The rod 11 is equipped with protrusions 14, interacting with the glass 8 and excluding its rotation at the time of tension. A control washer 15 is located between the locking assembly 13 and the end of the cup 8. The slider 7 and the cup 8 are equipped with devices 16 and 17 for holding them against turning at the moment of tension (for example, flats under the wrench).

Изготовление труб (стержней) производится следующим образом. The manufacture of pipes (rods) is as follows.

Перед выкладкой препрега 4 на оправку 1 осуществляется тарировка механизма для создания и контроля предварительного натяжения. Для этого механизм 6 со снятым ползуном 7 помещается в тарировочное приспособление. К одному из торцов штока 11 поэтапно прикладывается (например, с помощью динамометра или пресса) необходимое для создания натяжения препрега определенное заранее экспериментально усилие, что приводит к обжатию упругого элемента 10 (например, пружины). После этого производится контровка контровочного узла 13 (например, с помощью резьбы на штоке 11 и двух гаек) таким образом, чтобы в момент появления на штоке 11 заданного усилия, появлялась возможность смещения (вращения) контрольной шайбы 15. Производится разгрузка механизма для создания и контроля предварительного натяжения, а затем повторное контрольное нагружение. При заданной величине усилия контрольная шайба 15 должна проворачиваться от руки. В процессе тарировки разгрузка и контрольное нагружение производятся несколько раз до получения стабильных результатов. Before laying prepreg 4 on the mandrel 1, the mechanism is calibrated to create and control the preliminary tension. For this, the mechanism 6 with the slider 7 removed is placed in the calibration device. To one of the ends of the rod 11 is gradually applied (for example, using a dynamometer or a press) the force necessary to create the tension of the prepreg, which is determined in advance experimentally, which leads to the compression of the elastic element 10 (for example, a spring). After that, the locking assembly 13 is checked (for example, by means of a thread on the rod 11 and two nuts) so that when the specified force appears on the rod 11, it becomes possible to displace (rotate) the control washer 15. The mechanism is unloaded to create and control pre-tensioning, and then re-control loading. At a given amount of force, the control washer 15 should turn by hand. During the calibration process, unloading and control loading are performed several times until stable results are obtained.

Затем на оправку 1 устанавливаются вкладыши 2. На направляющий палец 5 оправки 1 устанавливается ползун 7 и производится выкладка (намотка) на оправку 1 и ползун 7 препpeгa с преимущественно продольным расположением армирующих волокон. С помощью приспособления для закрепления препрега 3 и 9, препрег закрепляется на оправке 1 и ползуне 7. Далее, удерживая ползун 7 от проворачивания за приспособление 16, стакан 8 за приспособление 17 наворачивается по резьбе на ползун 7. При этом шток 11, упираясь в палец 5, производит натяжение препрега 4. Момент достижения заданного усилия фиксируется по возможности смещения (или вращения) контрольной шайбы 15. Затем производится уплотнение препрега одним из известных способов (например, викелевкой, прессованием) и весь комплект устройства помещается в полимеризационную печь для отверждения связующего. После завершения процесса полимеризации, комплект вынимается из печи. Производится обрезка готовой трубы (стержня) по вкладышам 2. Вкладыши 2 изготавливаются из легкообрабатываемого материала (например, из фторопласта). Готовая труба, после демонтажа механизма для создания и контроля натяжения, снимается с оправки. Остатки отвержденного препрега из приспособлений для закрепления препрега удаляются механическим путем или выжигаются. После замены вкладышей 2 процесс изготовления труб (стержней) можно повторять. В случае перехода на новый типоразмер труб (стержней) или другой вид материала необходимо произвести перетарировку механизма для создания и контроля предварительного натяжения. Then, inserts 2 are mounted on the mandrel 1. A slider 7 is mounted on the guide pin 5 of the mandrel 1 and laid out (wound) on the mandrel 1 and the slider 7 of the prepreg with a predominantly longitudinal arrangement of reinforcing fibers. With the help of the fixture for fixing the prepreg 3 and 9, the prepreg is fixed on the mandrel 1 and the slider 7. Then, holding the slider 7 from turning for the fixture 16, the glass 8 for the fixture 17 is screwed onto the slider 7. In this case, the rod 11, resting against the finger 5 produces tension of the prepreg 4. The moment of reaching a predetermined force is fixed as far as possible displacement (or rotation) of the control washer 15. Then the prepreg is compacted using one of the known methods (for example, wickel, pressing) and the entire set of the device is placed tsya to the polymerization oven to cure the binder. After completion of the polymerization process, the kit is removed from the furnace. The finished pipe (rod) is trimmed according to the liners 2. The liners 2 are made of easily processed material (for example, fluoroplastic). The finished pipe, after dismantling the mechanism to create and control the tension, is removed from the mandrel. Residues of the cured prepreg from the prepreg fixtures are removed mechanically or burned out. After replacing the liners 2, the manufacturing process of pipes (rods) can be repeated. In the case of a transition to a new standard size of pipes (rods) or another type of material, it is necessary to retune the mechanism to create and control the preliminary tension.

Таким образом, данное устройство позволяет в процессе полимеризации связующего обеспечить состояние растяжения, армирующего волокна, что приводит к распрямлению волокон и как следствие, к повышению уровня физико-механических свойств композиционного материала и обеспечению стабильности свойств. Повышение упругих и прочностных свойств материала труб приводит к повышению качества, снижению веса и стоимости изделий. Thus, this device allows in the process of binder polymerization to provide a state of tension, reinforcing fibers, which leads to straightening of the fibers and, as a result, to an increase in the level of physicomechanical properties of the composite material and ensuring stability of the properties. Increasing the elastic and strength properties of the pipe material leads to higher quality, lower weight and cost of products.

Claims (1)

Устройство для изготовления жестких труб из композиционного материала, содержащее корпус оправки и средства для крепления препрега на ее концах, одно из которых установлено с возможностью перемещения вдоль оси, отличающееся тем, что подвижное средство крепления препрега закреплено на ползуне с осевым отверстием, в котором установлен шток с буртом, упирающийся в торец корпуса оправки, подпружиненный относительно соединенного с ползуном посредством резьбы стакана, зафиксированный на нем контровочным узлом через контрольную шайбу, причем ползун и стакан имеют средства для удержания их от проворачивания в момент создания натяжения препрега. A device for manufacturing rigid pipes made of composite material, comprising a mandrel body and means for attaching the prepreg at its ends, one of which is mounted to move along the axis, characterized in that the movable means for attaching the prepreg is mounted on a slider with an axial hole in which the rod is mounted with a collar, abutting against the end of the mandrel body, spring-loaded relative to the cup connected to the slider by means of a thread, fixed on it by a locking assembly through a control washer, m slide glass and have means to keep them from turning at the time the prepreg tension.
SU5024148 1992-01-28 1992-01-28 Gear for manufacture of rigid tubes from composite material RU2063875C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU5024148 RU2063875C1 (en) 1992-01-28 1992-01-28 Gear for manufacture of rigid tubes from composite material

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU5024148 RU2063875C1 (en) 1992-01-28 1992-01-28 Gear for manufacture of rigid tubes from composite material

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2063875C1 true RU2063875C1 (en) 1996-07-20

Family

ID=21595339

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU5024148 RU2063875C1 (en) 1992-01-28 1992-01-28 Gear for manufacture of rigid tubes from composite material

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2063875C1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР N 1548069, кл. В 29 С 53/82, 1986. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE68921356T2 (en) Pressure vessel.
DE60022957T2 (en) Process for the production of highly stressed composite parts
DE1802913C3 (en) Strangfönniger composite rod, consisting of a support frame made of synthetic resin-impregnated glass fibers and a sheath made of synthetic resin for use as a high-voltage insulator for overhead lines, method and device for its production and device for carrying out the method
DE69321050T2 (en) Structural element made of a fiber-reinforced thermoplastic material and process for its production
EP0352663B1 (en) Method for manufacturing a bicycle fork, and bicycle fork made by such a method
DE3002685A1 (en) WINDTURBINENBLATTHOLM-DORN AND METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF
US4762583A (en) Method for making composite twine structures
CN106522574A (en) Decomposition-type prestressed carbon fiber tensioning device and construction method thereof
RU2063875C1 (en) Gear for manufacture of rigid tubes from composite material
GB2260961A (en) Composite fibre rod
EP0503142A1 (en) Method and apparatus for manufacture of pressure vessels as well as pressure vessel
US2984870A (en) Method of forming a prestressed hollow article
DE69524198T2 (en) PROSTHESIC ROD WITH THE SAME-SHAPED BENDING CHARACTERISTICS
EP3178633A1 (en) Winding mandrel in a winding device for producing a cladding hose for cladding channels and pipe systems
DE19625426A1 (en) High strength composite connector, connector use
US2737998A (en) Apparatus for manufacturing rods, tubes, and the like
GB2282096A (en) A corrugated scaffolding tube and its manufacture
DE102020122538A1 (en) Method of making a tank
DE1704925A1 (en) Plastic pipe with fiberglass reinforcement and process for its manufacture
DE2423497A1 (en) PROCESS FOR MANUFACTURING A FIBER-REINFORCED RESIN-IMPROVED HOLLOW BODY IN THE WINDING PROCESS AND HOLLOW-BODY BY THIS PROCESS
DE60104574T2 (en) Method and device for producing a fiber-reinforced part
DE3532800A1 (en) PLASTIC PIPES PRODUCED BY SPIN CASTING AND METHOD AND DEVICE FOR THE PRODUCTION THEREOF
US1877370A (en) Method of making loosening stretchers for cables, rods and the like
EP1154166B1 (en) Attachment fitting for composite material structures
DK153306B (en) PROCEDURE FOR MANUFACTURING A SLEEVE-SUPPLIED ROOM COLLECTION OF FIBER ARMED PLASTIC AND FORM FOR EXERCISING THE PROCESS