RU2334617C2 - Device for continuous pipe manufacturing from composite fiber material, and method of device manufacturing - Google Patents
Device for continuous pipe manufacturing from composite fiber material, and method of device manufacturing Download PDFInfo
- Publication number
- RU2334617C2 RU2334617C2 RU2006118402/12A RU2006118402A RU2334617C2 RU 2334617 C2 RU2334617 C2 RU 2334617C2 RU 2006118402/12 A RU2006118402/12 A RU 2006118402/12A RU 2006118402 A RU2006118402 A RU 2006118402A RU 2334617 C2 RU2334617 C2 RU 2334617C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- sectors
- sector
- block
- plates
- welded
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к машиностроению, преимущественно химическому, и может быть использовано, например, при производстве труб из армированных пластмасс других изделий.The invention relates to mechanical engineering, mainly chemical, and can be used, for example, in the manufacture of pipes from reinforced plastics of other products.
Известно устройство для непрерывного изготовления стеклопластиковых труб, описанное в книге «Изготовление стеклопластиковых труб» авторов Г.Я.Андреев и др. Издательства Харьковского ордена трудового красного знамени государственного университета имени А.М.Горького, Харьков, 1964 г., стр.58, которое обеспечивает образование полого цилиндра на жестком цилиндрическом теле, состоящем из отдельных элементов, перемещающихся вдоль этого тела с постоянной и одинаковой скоростью, при этом каждый элемент поочередно совершает цикл, состоящий из рабочего движения вперед и быстрого возврата в исходное положение. Устройство содержит кулачок (копир), контактирующий с элементами (секторами), расположенными в прорези корпуса. Сектора контактируют с жестким цилиндрическим телом через подшипники качения или скольжения. Описанные элементы конструкции устройства образуют оправку, на наружной поверхности которой осуществляется формирование полого цилиндра.A device is known for the continuous production of fiberglass pipes, described in the book "Production of fiberglass pipes" by G.Ya. Andreev and others. Publishing houses of the Kharkov Order of the Red Banner of Labor of the A.M. Gorky State University, Kharkov, 1964, p. 58, which provides the formation of a hollow cylinder on a rigid cylindrical body consisting of individual elements moving along this body at a constant and equal speed, with each element alternately making a cycle consisting of Forward movement and quick return to the starting position. The device comprises a cam (copier) in contact with elements (sectors) located in the slot of the housing. Sectors are in contact with a rigid cylindrical body through rolling or sliding bearings. The described structural elements of the device form a mandrel, on the outer surface of which the formation of a hollow cylinder is carried out.
Недостатками данного устройства является сложность конструкции, наличие множества трущихся элементов, износ этих элементов при эксплуатации и недостаточная жесткость секторов, приводящая к искажению формы наружной поверхности оправки.The disadvantages of this device are the design complexity, the presence of many rubbing elements, the wear of these elements during operation and insufficient stiffness of the sectors, leading to distortion of the shape of the outer surface of the mandrel.
Известно устройство для непрерывного изготовления труб из армированных пластмасс по патенту №2116888 (опубл. 1998.08.10), включающее смонтированные на станине консольную вращающуюся оправку, укладчик армирующего материала, узел подачи связующего, полимеризационные камеры и дополнительную опору, причем оправка выполнена как продолжение приводного вала и содержит блок секторов, соединенный с приводным валом с возможностью смены, при этом консольная часть блока секторов образует внутреннюю полость, в которой размещены опорные внутренние элементы, а опорные внутренние элементы выполнены либо из чередующихся шаров и многогранников, число граней которых равно числу секторов в блоке, либо из многогранников, при этом общая длина опорных внутренних элементов вдоль оси консольной части блока секторов составляет 10-30% от длины консольной части блока секторов, диаметрально противоположные сектора жестко соединены.A device for the continuous manufacture of pipes made of reinforced plastics according to the patent No. 21116888 (publ. 1998.08.10), including mounted on the frame of the cantilever rotating mandrel, the stacker of the reinforcing material, the supply unit of the binder, polymerization chambers and additional support, and the mandrel is made as a continuation of the drive shaft and contains a block of sectors connected to the drive shaft with the possibility of change, while the cantilever part of the block of sectors forms an internal cavity in which the supporting internal elements are placed you, and the supporting internal elements are made of either alternating balls and polyhedra, the number of faces of which is equal to the number of sectors in the block, or of polyhedrons, while the total length of the supporting internal elements along the axis of the console part of the block of sectors is 10-30% of the length of the console part of the block sectors, diametrically opposite sectors are rigidly connected.
Основными недостатками данного устройства являются пониженная жесткость оправки на кручение и изгиб, и трение между сопрягаемыми поверхностями секторов и опорных элементов. Во время изготовления трубы от усилий натяжения армирующих волокон сектора оправки прогибаются в промежутке между опорными внутренними элементами, соединенными жестко с секторами, и первоначальный зазор с поверхностями других опорных элементов выбирается, искажая форму наружной поверхности оправки. По мере износа трущихся поверхностей такое искажение усугубляется. В результате образования местных обратных конусностей на оправке, она оказывает повышенное сопротивление возвратно-поступательному движению. При движении секторов шары не имеют определенного положения и постоянно касаются и трутся с другими опорными элементами конструкции. Наличие повышенного трения скольжения приводит к дополнительным затратам энергии приводов оправки, появлению внутренних напряжений в композитном материале трубы, а также к износу конструктивных элементов оправки. В результате износа оправка имеет недостаточную надежность и долговечность. Кроме того, повышенное трение ограничивает длину оправки и, следовательно, время пребывания пропитанного связующим намотанного материала в полимеризационных печах, в связи с чем ограничивается производительность изготовления труб. Известное устройство обладает недостаточной технологичностью. Опорные элементы контактируют с секторами по плоским граням, точность положения которых обеспечить труднее, чем точность цилиндрических поверхностей. Кроме того, наличие множества элементов крепления опорных элементов с секторами приводит к повышенной трудоемкости изготовления и сборки.The main disadvantages of this device are the reduced rigidity of the mandrel for torsion and bending, and friction between the mating surfaces of the sectors and supporting elements. During the manufacture of the pipe, the mandrel sectors bend in the gap between the supporting internal elements rigidly connected to the sectors from the tensile forces of the reinforcing fibers, and the initial clearance with the surfaces of other supporting elements is selected, distorting the shape of the outer surface of the mandrel. As the friction surfaces wear, this distortion is compounded. As a result of the formation of local inverse tapers on the mandrel, it exerts increased resistance to reciprocating motion. When the sectors move, the balls do not have a specific position and constantly touch and rub with other supporting structural elements. The presence of increased sliding friction leads to additional energy costs of the mandrel drives, the appearance of internal stresses in the composite pipe material, as well as to the wear of the structural elements of the mandrel. As a result of wear, the mandrel has insufficient reliability and durability. In addition, increased friction limits the length of the mandrel and, consequently, the residence time of the binder-impregnated material impregnated in the binder in polymerization furnaces, and therefore the production capacity of pipes is limited. The known device has a lack of manufacturability. The support elements contact the sectors along flat faces, the accuracy of which is more difficult to ensure than the accuracy of cylindrical surfaces. In addition, the presence of many fastening elements of the supporting elements with sectors leads to increased complexity of manufacturing and assembly.
Известен способ изготовления устройства для непрерывного изготовления стеклопластиковых труб, описанный в книге «Изготовление стеклопластиковых труб» авторов Г.Я.Андреев и др. Издательства Харьковского ордена трудового красного знамени государственного университета имени А.М.Горького, Харьков, 1964 г., стр.57, включающий сборку секторов оправки на валу и фиксацию фигурными шайбами, кольцом и упорной втулкой.A known method of manufacturing a device for the continuous manufacture of fiberglass pipes, described in the book "Production of fiberglass pipes" by G.Ya. Andreev and others. Publishing House of the Kharkov Order of the Red Banner of Labor Red Banner of A.M. Gorky State University, Kharkov, 1964, p. 57, including the assembly of the mandrel sectors on the shaft and fixing the curly washers, ring and thrust sleeve.
Недостатком данного способа является то, что механическое крепление опорных элементов с секторами влечет за собой повышенную трудоемкость и себестоимость изготовления и сборки устройства.The disadvantage of this method is that the mechanical fastening of the supporting elements with sectors entails increased complexity and cost of manufacturing and assembly of the device.
Устройство для непрерывного изготовления труб из армированных пластмасс по патенту №2116888 (опубл. 1998.08.10), собирают способом, который заключается в том, что при изготовлении используются заготовки секторов с припуском по наружной поверхности, эти заготовки соединяют с опорными элементами, собирают их в блок и производят механическую обработку наружной поверхности блока секторов в сборе. Механическое крепление опорных элементов с секторами влечет за собой повышенную трудоемкость и себестоимость изготовления и сборки устройства.A device for the continuous manufacture of pipes made of reinforced plastics according to patent No. 21116888 (publ. 1998.08.10), assembled by the method, which consists in the fact that in the manufacture are used blanks of sectors with an allowance on the outer surface, these blanks are connected to the supporting elements, assembled into block and perform mechanical processing of the outer surface of the block sectors in the Assembly. The mechanical fastening of the supporting elements with sectors entails an increased complexity and cost of manufacturing and assembling the device.
Предлагаемым изобретением решается задача увеличения жесткости устройства, приводящего к стабильной наружной конфигурации оправки, уменьшению энергии на привод возвратно-поступательного движения секторов, повышению надежности, долговечности и технологичности устройства, повышению производительности изготовления труб, повышению качества выпускаемых труб, а также понижение трудоемкости и себестоимости изготовления и сборки устройства.The present invention solves the problem of increasing the rigidity of the device, leading to a stable external configuration of the mandrel, reducing the energy to drive the reciprocating motion of the sectors, increasing the reliability, durability and manufacturability of the device, increasing the productivity of pipe manufacturing, improving the quality of pipes produced, as well as reducing the complexity and cost of manufacturing and device assembly.
Для достижения указанного технического результата используется устройство для непрерывного изготовления труб из композиционно-волокнистого материала в виде самоподающей оправки, содержащей блок секторов, формирующий внутреннюю поверхность труб и состоящий из нескольких пар диаметрально противоположных секторов и опорных элементов, располагаемых во внутренней полости блока и жестко связанных с каждым сектором из пары, причем каждая пара секторов имеет возможность совершать возвратно-поступательное движение в осевом направлении на величину осевого хода секторов с помощью приводного механизма независимо от других пар. В указанном устройстве опорные элементы выполнены в виде пластин, имеющих ширину, равную или меньшую ширины секторов, пластины располагаются последовательно вдоль оси оправки, причем ось симметрии поперечного сечения каждой последующей пластины смещена относительно оси предыдущей пластины на угол, равный отношению 360° градусов к количеству секторов, а расстояние вдоль оси между концом одной и началом следующей пластины больше осевого хода секторов на величину гарантированного осевого зазора между пластинами.To achieve the specified technical result, a device is used for the continuous production of pipes from composite fiber material in the form of a self-feeding mandrel containing a block of sectors, forming the inner surface of the pipes and consisting of several pairs of diametrically opposite sectors and supporting elements located in the inner cavity of the block and rigidly connected with each sector of the pair, and each pair of sectors has the ability to make a reciprocating motion in the axial direction n amount of axial sectors move by a drive mechanism independently of the other pairs. In this device, the supporting elements are made in the form of plates having a width equal to or less than the width of the sectors, the plates are arranged sequentially along the axis of the mandrel, and the axis of symmetry of the cross section of each subsequent plate is offset relative to the axis of the previous plate by an angle equal to the ratio of 360 ° degrees to the number of sectors and the distance along the axis between the end of one and the beginning of the next plate is greater than the axial stroke of the sectors by the amount of the guaranteed axial clearance between the plates.
В одном из вариантов исполнения этого устройства поверхности пластин и секторов, контактирующие между собой, выполнены в виде цилиндрических поверхностей, два диаметрально противоположных сектора скреплены между собой через пластину с помощью соединительных крепежных элементов, а отверстия в секторах для соединительных элементов закрыты пробками, имеющими наружную поверхность, совпадающую с наружной поверхностью блока секторов.In one embodiment of this device, the surfaces of the plates and sectors in contact with each other are made in the form of cylindrical surfaces, two diametrically opposite sectors are fastened to each other through the plate using connecting fasteners, and the holes in the sectors for connecting elements are closed with plugs having an outer surface coinciding with the outer surface of the block sectors.
Соединение пластин с секторами может производиться посредством сварки и крепежных элементов, в местах сварного соединения пластин и секторов могут быть приварены симметрично с обоих сторон продольные подкрепляющие пластины, а опорные пластины, оси симметрии поперечных сечений которых ориентированы в одном направлении, могут быть соединены между собой ребрами, которые приварены к пластинам и к внутренней поверхности секторов, а эти ребра располагаются в промежутках между пластинами, ориентированными в других направлениях.The connection of the plates with the sectors can be done by welding and fasteners, in the places of the welded connection of the plates and sectors, longitudinal reinforcing plates can be welded symmetrically on both sides, and supporting plates, the axis of symmetry of the cross sections of which are oriented in the same direction, can be interconnected by ribs which are welded to the plates and to the inner surface of the sectors, and these ribs are located in the gaps between the plates, oriented in other directions.
Отличительными признаками предлагаемого устройства по сравнению с указанным выше устройством-прототипом является то, что опорные элементы выполнены в виде пластин, имеющих ширину, равную или меньшую ширины секторов, пластины располагаются последовательно вдоль оси оправки, причем ось симметрии поперечного сечения каждой последующей пластины смещена относительно оси предыдущей пластины на угол, равный отношению 360° градусов к количеству секторов, а расстояние вдоль оси между концом одной и началом следующей пластины больше осевого хода секторов на величину гарантированного осевого зазора между пластинами.Distinctive features of the proposed device in comparison with the above prototype device is that the supporting elements are made in the form of plates having a width equal to or less than the width of the sectors, the plates are arranged sequentially along the axis of the mandrel, and the axis of symmetry of the cross section of each subsequent plate is offset relative to the axis the previous plate at an angle equal to the ratio of 360 ° degrees to the number of sectors, and the distance along the axis between the end of one and the beginning of the next plate is greater than the axial yes sectors by the amount of guaranteed axial clearance between the plates.
Отличительными признаками возможного варианта исполнения заявляемого устройства (вариант №1) является то, что контактирующие между собой поверхности пластин и секторов выполнены в виде цилиндрических поверхностей, а два диаметрально противоположных сектора скреплены между собой через пластину с помощью соединительных крепежных элементов, а отверстия в секторах для соединительных элементов закрыты пробками, имеющими наружную поверхность, совпадающую с наружной поверхностью блока секторов. Указанный вариант целесообразно использовать для оправок диаметром менее 80 мм.Distinctive features of a possible embodiment of the inventive device (option No. 1) is that the contacting surfaces of the plates and sectors are made in the form of cylindrical surfaces, and two diametrically opposite sectors are fastened to each other through the plate using connecting fasteners, and the holes in the sectors for the connecting elements are closed with plugs having an outer surface coinciding with the outer surface of the block of sectors. This option is advisable to use for mandrels with a diameter of less than 80 mm.
Отличительными признаками сварного варианта заявляемого устройства (вариант исполнения №2) является то, что соединение пластин с секторами производится посредством сварки и крепежных элементов. При этом в местах сварного соединения пластин и секторов могут быть приварены симметрично с обеих сторон продольные подкрепляющие пластины. Кроме того, опорные пластины, оси симметрии поперечных сечений которых ориентированы в одном направлении, могут быть соединены между собой ребрами, которые приварены к пластинам и к внутренней поверхности секторов, а эти ребра располагаются в промежутках между пластинами, ориентированными в других направлениях. Данный вариант исполнения заявляемого устройства является основным. Механическая система, состоящая из пары секторов, сваренных с двух сторон с опорными пластинами и продольными подкрепляющими пластинами, соединенными при этом сваркой с ребрами, которые приварены одновременно к секторам, отличается максимальной жесткостью на изгиб и кручение. Сварной вариант исполнения заявляемого устройства целесообразно использовать для диаметров оправок более 80 мм, для которых имеется достаточный доступ для сварки пластин и ребер во время сборки блока секторов.Distinctive features of the welded version of the claimed device (version No. 2) is that the connection of the plates with the sectors is carried out by welding and fasteners. At the same time, in the places of the welded joint of the plates and sectors, longitudinal reinforcing plates can be welded symmetrically on both sides. In addition, the support plates, the symmetry axes of the cross sections of which are oriented in one direction, can be interconnected by ribs that are welded to the plates and to the inner surface of the sectors, and these ribs are located in the gaps between the plates, oriented in other directions. This embodiment of the inventive device is the main one. The mechanical system, consisting of a pair of sectors, welded on both sides with support plates and longitudinal reinforcing plates, connected by welding with ribs that are simultaneously welded to the sectors, is characterized by maximum bending and torsion rigidity. It is advisable to use a welded embodiment of the inventive device for diameters of mandrels of more than 80 mm, for which there is sufficient access for welding plates and ribs during assembly of a block of sectors.
В обоих вариантах исполнения заявляемого устройства предусматриваются центрирующие кольца, установленные на концах блока секторов и скрепленные жестко с секторами одной пары. С секторами остальных пар у центрирующих колец имеется радиальный зазор Δр. Также во всех вариантах исполнения имеется кольцевой зазор Δк между секторами смежных пар, рекомендуемая величина которого равна 0,5...1,5 мм.In both versions of the inventive device, centering rings are provided that are installed at the ends of the block of sectors and fastened rigidly to the sectors of one pair. With sectors of the remaining pairs, the centering rings have a radial clearance Δ p . Also in all versions, there is an annular gap Δ k between sectors of adjacent pairs, the recommended value of which is 0.5 ... 1.5 mm.
Благодаря наличию перечисленных признаков создано устройство, в котором существенно увеличена жесткость каждого сектора и каждой пары секторов. Устройство в отличие от аналогов и прототипа совершенно не содержит трущихся частей (кроме приводного механизма возвратно-поступательного движения секторов). В результате этих особенностей заявляемого устройства обеспечивается стабильная наружная конфигурация оправки, уменьшаются потребности в энергии на привод возвратно-поступательного движения секторов, повышается производительность изготовления трубы, повышается качество выпускаемых труб, а также увеличивается надежность и долговечность самого устройства. Особенно высокой жесткостью обладает основной вариант исполнения заявляемого устройства, в котором наличие продольных подкрепляющих пластин и ребер, привариваемых к секторам и опорным пластинам, практически исключает возможность деформации секторов с изменением диаметра блока, полученного при его изготовлении.Due to the presence of the above characteristics, a device has been created in which the stiffness of each sector and each pair of sectors is significantly increased. The device, unlike analogues and the prototype, does not contain any rubbing parts (except for the drive mechanism for reciprocating sectors). As a result of these features of the claimed device, a stable external configuration of the mandrel is provided, energy requirements for the drive of the reciprocating motion of the sectors are reduced, the production capacity of the pipe is increased, the quality of the produced pipes is increased, and the reliability and durability of the device itself are increased. Especially high rigidity is possessed by the main embodiment of the inventive device, in which the presence of longitudinal reinforcing plates and ribs welded to sectors and support plates virtually eliminates the possibility of deformation of sectors with a change in the diameter of the block obtained during its manufacture.
В первом варианте исполнения контакт опорных элементов производится по дуге окружности, в результате чего значительно затрудняются перемещения секторов в поперечном направлении и увеличивается сопротивление оправки на кручение. Цилиндрические участки опорных элементов в этом случае выполняются точением, экономически достижимая точность их обработки существенно выше точности выполнения плоских поверхностей секторов и опорных элементов в конструкции прототипа.In the first embodiment, the contact of the support elements is made along an arc of a circle, as a result of which the movement of sectors in the transverse direction is significantly hindered and the resistance of the mandrel to torsion increases. The cylindrical sections of the supporting elements in this case are carried out by turning, the economically achievable accuracy of their processing is significantly higher than the accuracy of the flat surfaces of the sectors and supporting elements in the design of the prototype.
С заявляемой конструкцией устройства связан единым изобретательским замыслом способ изготовления устройства. Для всех устройств, используемых для непрерывного изготовления труб из композиционно-волокнистого материала, в виде самоподающей оправки, включающей блок секторов и жестко связанных с ними опорных элементов, предполагается определенный способ изготовления этого устройства. Он присутствует также и в ближайшем к заявляемому способу решении согласно патенту №2116888 (опубл. 1998.08.10). Известный способ заключается в том, что при изготовлении используются заготовки секторов с припуском по наружной поверхности, эти заготовки соединяют с опорными элементами, собирают их в блок и производят механическую обработку наружной поверхности блока секторов в сборе. Механическое крепление опорных элементов с секторами влечет за собой повышенную трудоемкость и себестоимость изготовления и сборки устройства. Между тем, более простая и дешевая сварка опорных элементов и ребер между собой и с внутренней поверхностью секторов требует использования нетрадиционных и неочевидных решений в последовательности сборки и сварки элементов конструкции. При этом, помимо реализации основного преимущества заявляемого устройства, заключающегося в существенном повышении жесткости и устранения трущихся частей, в несколько раз сокращается количество элементов механического крепления (отверстия, винты, штифты, пробки и т.д.), и, таким образом, снижаются затраты на изготовление оправки.With the claimed design of the device associated with a single inventive concept, a method of manufacturing a device. For all devices used for the continuous production of pipes from composite fiber material, in the form of a self-feeding mandrel, including a block of sectors and support elements rigidly connected with them, a certain method of manufacturing this device is proposed. It is also present in the solution closest to the claimed method according to the patent No. 21116888 (publ. 1998.08.10). The known method consists in the fact that in the manufacture of used blanks of sectors with an allowance on the outer surface, these blanks are connected to the supporting elements, assemble them into a block and produce mechanical processing of the outer surface of the block of sectors in the collection. The mechanical fastening of the supporting elements with sectors entails an increased complexity and cost of manufacturing and assembling the device. Meanwhile, a simpler and cheaper welding of support elements and ribs between each other and with the inner surface of the sectors requires the use of non-traditional and non-obvious solutions in the sequence of assembly and welding of structural elements. Moreover, in addition to implementing the main advantage of the claimed device, which consists in a significant increase in stiffness and eliminating rubbing parts, the number of mechanical fastening elements (holes, screws, pins, plugs, etc.) is reduced several times, and thus costs are reduced for the manufacture of a mandrel.
При механической обработке блок секторов стягивают в радиальном направлении с помощью специальных приспособлений, например с помощью хомутов. Недостатком известного способа является то, что условия стягивания секторов при механической обработке не совпадают с условиями их стягивания во время эксплуатации устройства, то есть во время изготовления труб. В это время от усилий натяжения армирующих волокон сектора оправки прогибаются в промежутке между опорными внутренними элементами с другими величинами прогиба, искажая форму наружной поверхности оправки. Таким образом, при эксплуатации устройства, его наружная поверхность может иметь иную конфигурацию по сравнению с той, которая получена во время механической обработки. В результате образования местных обратных конусностей на оправке, она оказывает повышенное сопротивление возвратно-поступательному движению, а в материале трубы могут возникнуть значительные внутренние напряжения.During machining, the block of sectors is pulled together in the radial direction using special devices, for example, using clamps. The disadvantage of this method is that the conditions for constriction of the sectors during machining do not coincide with the conditions for their constriction during operation of the device, that is, during the manufacture of pipes. At this time, from the tensile forces of the reinforcing fibers, the mandrel sectors bend in the gap between the supporting internal elements with other deflection values, distorting the shape of the outer surface of the mandrel. Thus, during operation of the device, its outer surface may have a different configuration compared to that obtained during machining. As a result of the formation of local inverse tapers on the mandrel, it exhibits increased resistance to reciprocating motion, and significant internal stresses can occur in the pipe material.
Предложенная последовательность сборки и сварки позволяет осуществить основной вариант исполнения заявляемого устройства. Согласно заявляемому способу в первой паре блока оба сектора сваривают с опорными элементами до сборки блока секторов, остальные пары кроме последней собирают из одного сектора, к которому предварительно приварен опорный элемент, и второго одиночного сектора, во время сборки такой пары в блок сваривают одиночный сектор с одной стороны опорного элемента, поворачивают пару относительно оси оправки и сваривают этот сектор с другой стороны элемента, до сборки последней пары секторов, содержащей опорный элемент, разделенный по его высоте на две части, сваривают каждую часть опорного элемента с соответствующим сектором, затем собирают эти части между собой одновременно со сборкой последней пары в блок секторов с помощью соединительных элементов типа винтов или штифтов через отверстия в одном секторе и в обеих частях опорного элемента и закрывают отверстие снаружи пробкой.The proposed assembly and welding sequence allows for the implementation of the main embodiment of the inventive device. According to the claimed method, in the first pair of the block, both sectors are welded with supporting elements before assembling the block of sectors, the remaining pairs except the last are assembled from one sector to which the supporting element is pre-welded, and a second single sector, during assembly of such a pair, a single sector is welded into the block with one side of the support element, rotate the pair relative to the axis of the mandrel and weld this sector on the other side of the element, before assembling the last pair of sectors containing the support element, divided by its height by two parts, weld each part of the support element with the corresponding sector, then assemble these parts together with the assembly of the last pair into a block of sectors using connecting elements such as screws or pins through holes in one sector and in both parts of the support element and cover the hole with a stopper on the outside .
Недостаток способа-прототипа, заключающийся в нестабильности конфигурации наружной поверхности блока секторов и связанных с этим обстоятельством снижении качества труб и производительности их изготовления, устраняется в способе изготовления устройства, согласно которому механическую обработку наружной поверхности блока проводят отдельными участками, причем соседние участки блока секторов стягивают в радиальном направлении путем намотки на эти участки лентами с натяжением, имитирующим натяжение волокнистого материала во время изготовления трубы.The disadvantage of the prototype method, which is the instability of the configuration of the outer surface of the block of sectors and the related decrease in the quality of the pipes and the productivity of their manufacture, is eliminated in the method of manufacturing the device, according to which the mechanical processing of the outer surface of the block is carried out in separate sections, and adjacent sections of the block of sectors are pulled together radial direction by winding tapes with tension on these sections simulating the tension of fibrous material during cooking pipe.
Предлагаемая конструкция устройства и способ его изготовления иллюстрируется чертежами, представленными на фигурах 1-10.The proposed device design and method of its manufacture is illustrated by the drawings shown in figures 1-10.
На фиг.1 показано продольное сечение устройства с механическим креплением пластин к секторам (вариант исполнения №1).Figure 1 shows a longitudinal section of a device with mechanical fastening of the plates to the sectors (option No. 1).
На фиг.2 показан вид сбоку на оправку со стороны центрирующей втулки блока секторов (все варианты исполнения).Figure 2 shows a side view of the mandrel from the centering sleeve of the sector block (all versions).
На фиг.3 показано поперечный разрез А-А оправки первого варианта исполнения.Figure 3 shows a cross section aa of the mandrel of the first embodiment.
На фиг.4 показан продольный разрез оправки в основном варианте исполнения с приваренными пластинами и подкрепляющими ребрами (вариант исполнения №2).Figure 4 shows a longitudinal section of the mandrel in the main embodiment with welded plates and reinforcing ribs (option No. 2).
На фиг.5 показан поперечный разрез оправки Б-Б второго варианта с продольными подкрепляющими пластинами.Figure 5 shows a cross section of the mandrel BB of the second variant with longitudinal reinforcing plates.
На фиг.6 показан поперечный разрез оправки второго варианта исполнения по пластине, соединяемой механически посредством винтов.Figure 6 shows a cross section of the mandrel of the second embodiment on a plate connected mechanically by screws.
На фиг.7 показана аксонометрия оправки основного варианта исполнения.7 shows a perspective view of the mandrel of the main embodiment.
На фиг.8 показаны схематически позиции а), б), в) и г) последовательной сборки и сварки, иллюстрирующие способ изготовления оправки основного варианта исполнения.Fig. 8 shows schematically the positions a), b), c) and d) of sequential assembly and welding, illustrating the manufacturing method of the mandrel of the main embodiment.
На фиг.9 поз. д) и е) иллюстрируется свойство самоустановки пар секторов в блоке с помощью приема заявляемого способа, заключающегося в стягивании секторов лентами.In Fig.9 pos. e) and e) illustrates the property of self-installation of pairs of sectors in a block by using the method of the claimed method, which consists in contracting sectors with ribbons.
На фиг.10 показан схематически заявляемый способ (аксонометрия) в части иллюстрации механической обработки наружной поверхности блока секторов со стягиванием соседних участков блока.Figure 10 shows a schematically claimed method (axonometry) in terms of illustration of machining the outer surface of a block of sectors with the contraction of neighboring sections of the block.
Фиг.1, 2 и 3 относятся к первому варианту исполнения заявляемого устройства, особенностями которого является механическое крепление всех опорных элементов к секторам. Устройство по первому варианту состоит из блока секторов 1, 2, 3, 4, 5 и 6 (фиг.3). Эти секторы формируют внутреннюю поверхность труб и имеют возможность совершать возвратно-поступательное движение в осевом направлении на величину осевого хода секторов. Диаметрально противоположные секторы блока объединены в пары. В примере конкретного исполнения имеются три пары секторов: 1 и 4, 2 и 5, а также 3 и 6. Во внутренней полости блока секторов образована полость, в которой последовательно размещены вдоль оси оправки опорные элементы секторов. Из них в разрезе на фиг.3 показаны элементы 7, 8 и 9. Опорные элементы выполнены в виде пластин, ширина которых Вп равна или меньше ширины секторов Вс (фиг.3). Контактирующие между собой поверхности пластин и секторов выполнены в виде цилиндрических поверхностей. Каждая пластина жестко соединена с каждым сектором из пары секторов посредством крепежных элементов. На фиг.3 показано крепление пластин с секторами с помощью винтов 10. Отверстия в секторах для соединительных элементов закрыты пробками 11, имеющими наружную поверхность, совпадающую с наружной поверхностью блока секторов. Все пластины, в частности пластины 7, 8 и 9 (фиг.1), располагаются последовательно вдоль оси оправки. Расстояние L между концом одного и началом следующего за ним опорного элемента равно:Figure 1, 2 and 3 relate to the first embodiment of the inventive device, the features of which are the mechanical fastening of all the supporting elements to the sectors. The device according to the first embodiment consists of a block of
L=h+Δос,L = h + Δ OS ,
где h - величина хода секторов (шаг копира);where h is the value of the course of sectors (step copier);
Δос - величина гарантированного осевого зазора.Δ OS - the value of the guaranteed axial clearance.
Величина гарантированного осевого зазора между опорными элементами обычно равна 2...5 мм. Ось симметрии поперечного сечения каждой последующей пластины смещена относительно оси предыдущей пластины на угол, равный отношению 360° градусов к количеству секторов. Поскольку в примере конкретного выполнения оправки количество секторов равно шести, то угол смещения оси поперечного сечения опорного элемента относительно оси предыдущего элемента α (фиг.3) равен:The guaranteed axial clearance between the supporting elements is usually 2 ... 5 mm. The axis of symmetry of the cross section of each subsequent plate is offset relative to the axis of the previous plate by an angle equal to the ratio of 360 ° degrees to the number of sectors. Since in the example of a specific implementation of the mandrel the number of sectors is six, the angle of offset of the axis of the cross section of the support element relative to the axis of the previous element α (Fig. 3) is equal to:
α=360/6=60°.α = 360/6 = 60 °.
В поперечном сечении блока между секторами смежных пар предусматривается зазор вдоль кольцевой образующей цилиндрической поверхности Δк (фиг.3). Величина гарантированного кольцевого зазора между секторами смежных пар обычно равна 0,5...1,5 мм.In the cross section of the block between sectors of adjacent pairs, a gap is provided along the annular generatrix of the cylindrical surface Δ k (Fig. 3). The size of the guaranteed annular gap between sectors of adjacent pairs is usually equal to 0.5 ... 1.5 mm.
Для облегчения сборки блока секторов на его концах предусматриваются центрирующие кольца 12 (фиг.2), скрепленные механически с одной из пар блока секторов С секторами остальных пар блока у центрирующего кольца предусматривается радиальный зазор Δр.To facilitate the assembly of the block of sectors at its ends, centering
Фиг.4, 5, 6 и 7 относятся ко второму варианту исполнения заявляемого устройства, который является основным. Особенностями варианта является преимущественно сварное соединение опорных элементов к секторам. Частично для обеспечения собираемости используется механическое крепление.4, 5, 6 and 7 relate to the second embodiment of the inventive device, which is the main one. The features of the option are mainly the welded connection of the supporting elements to the sectors. Partially, mechanical fastening is used to ensure collection.
Так же как и в первом варианте исполнения, в основном варианте диаметрально противоположные секторы объединены в пары. На фиг.5 показаны три пары секторов: 1 и 4, 2 и 5, а также 3 и 6. Аналогично первому варианту в полости блока секторов вдоль оси последовательно размещаются опорные элементы, а на концах блока имеются центрирующие кольца. Аналогичны также и геометрические параметры взаимного размещения секторов и пластин, характеризующиеся величинами L, Δос, Δк и Δр.As in the first embodiment, in the main embodiment, diametrically opposite sectors are paired. Figure 5 shows three pairs of sectors: 1 and 4, 2 and 5, as well as 3 and 6. Similarly to the first embodiment, support elements are sequentially placed along the axis in the cavity of the sector block along the axis, and centering rings are provided at the ends of the block. The geometric parameters of the mutual arrangement of sectors and plates are also similar, characterized by the quantities L, Δ os , Δ k and Δ p .
Для основного варианта характерно применение более узких опорных пластин 7, 8 и 9 (фиг.5), свариваемых с внутренней поверхностью секторов. Контактные поверхности пластин могут быть в виде плоских граней или в виде цилиндрических поверхностей. Исключение составляют только опорные элементы, сопрягаемые с одной парой блока секторов. Для обеспечения собираемости блока эти пластины разделены по высоте на две части, каждая часть приварена к своему сектору, а жесткое крепление секторов с пластинами производится с помощью винтов 10 (фиг.6). Так же, как и в первом варианте исполнения, отверстия в этих секторах для соединительных элементов закрыты пробками 11, имеющими наружную поверхность, совпадающую с наружной поверхностью блока секторов.The main option is characterized by the use of
В основном варианте исполнения заявляемого устройства, как правило, используются ребра 13 (фиг.4 и фиг.5). Эти ребра соединяют пластины, оси симметрии поперечных сечений которых ориентированы в одном направлении, причем ребра приварены к пластинам и к внутренней поверхности секторов и расположены в промежутках между пластинами, ориентированными в других направлениях.In the main embodiment of the inventive device,
В месте сварки пластин с секторами могут быть предусмотрены продольные подкрепляющие пластины 14, которые привариваются как к секторам, так и к пластинам (фиг.5).In the place of welding plates with sectors, longitudinal reinforcing plates 14 can be provided, which are welded to both sectors and plates (Fig. 5).
На фиг.7 показана аксонометрия оправки, выполненной по основному варианту сварной конструкции. На ней наглядно иллюстрируется жесткая механическая система, состоящая из нескольких пар секторов, опорных пластин, продольных подкрепляющих пластин и ребер, которая позволяет каждой паре секторов совершать осевое движение независимо от остальных пар.7 shows a perspective view of the mandrel, made according to the main version of the welded structure. It clearly illustrates a rigid mechanical system consisting of several pairs of sectors, support plates, longitudinal reinforcing plates and ribs, which allows each pair of sectors to perform axial movement independently of the other pairs.
На фиг.8 показаны позиции а), б), в) и г), иллюстрирующие последовательность сборки и сварки блока секторов в основном варианте его исполнения. В позиции а) с парой секторов 7, сваренной с пластиной до сборки, собирают сектор 5, сваренный предварительно с пластиной 8, и одиночный сектор 2. Далее в позиции б) производится сварка одиночного сектора в месте 15. При дальнейшей сборке пара секторов 2 и 5, связанных с пластиной 8, поворачивают относительно оси оправки и производят сварку пластины в месте 16, что иллюстрируется поз. в). Заключительную пару секторов собирают в блок с помощью элементов крепления 10, как это показано на поз. г).On Fig shows the positions a), b), c) and d) illustrating the sequence of assembly and welding of the block sectors in the main version of its execution. In position a) with a pair of
Заявляемые конструкция и способ ее изготовления, особенно в основном варианте исполнения, характеризуются весьма высокой жесткостью механической системы в виде пары секторов, обеспечивающих неизменный диаметр пары. В то же время, сама пара секторов, имеющая длину в несколько метров, имеет возможность прогибаться под действием своего веса и усилий натяжения волокнистого материала при изготовлении трубы. В результате появляется возможность радиального перемещения пары секторов с искажением окружности образующей в поперечном сечении блока, как это показано на фиг.9, поз. д). Однако при стягивании блока волокнистым материалом при изготовлении трубы 17 или технологическими лентами при изготовлении самого устройства, пары секторов самоустанавливаются с восстановлением правильной формы образующей, что иллюстрируется на фиг.9, поз. е). Важно отметить, что разница усилий стягивания при изготовлении трубы и при изготовлении блока секторов не приводит к искажению формы наружной поверхности в связи со стабильной величиной диаметра каждой пары секторов.The inventive design and method of its manufacture, especially in the main embodiment, are characterized by a very high rigidity of the mechanical system in the form of a pair of sectors, providing a constant diameter of the pair. At the same time, the pair of sectors itself, having a length of several meters, has the ability to bend under the influence of its weight and the tensile forces of the fibrous material in the manufacture of the pipe. As a result, it becomes possible to radially move a pair of sectors with a distortion of the circumference of the generatrix in the cross section of the block, as shown in Fig. 9, pos. e). However, when the block is pulled together with fibrous material in the manufacture of the
На фиг.10 иллюстрируется один из приемов заявляемого способа изготовления блока секторов. Во время механической обработки участка наружной поверхности блока режущим инструментом 19 соседние участки блока секторов стягивают в радиальном направлении путем намотки на эти участки лент 18 и 20 с натяжением, имитирующим натяжение волокнистого материала во время изготовления трубы.Figure 10 illustrates one of the methods of the proposed method of manufacturing a block of sectors. During machining of a portion of the outer surface of the block with a
Claims (12)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006118402/12A RU2334617C2 (en) | 2006-05-26 | 2006-05-26 | Device for continuous pipe manufacturing from composite fiber material, and method of device manufacturing |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006118402/12A RU2334617C2 (en) | 2006-05-26 | 2006-05-26 | Device for continuous pipe manufacturing from composite fiber material, and method of device manufacturing |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2006118402A RU2006118402A (en) | 2007-12-27 |
| RU2334617C2 true RU2334617C2 (en) | 2008-09-27 |
Family
ID=39018222
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2006118402/12A RU2334617C2 (en) | 2006-05-26 | 2006-05-26 | Device for continuous pipe manufacturing from composite fiber material, and method of device manufacturing |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2334617C2 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2468916C1 (en) * | 2011-07-15 | 2012-12-10 | Открытое акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина | Mandrel for making shell of composite material on casing with precut opening |
| RU2576057C2 (en) * | 2014-03-26 | 2016-02-27 | Константин Александрович Шустов | Mandrel of device for continuous manufacturing of non-metal pipes |
-
2006
- 2006-05-26 RU RU2006118402/12A patent/RU2334617C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2468916C1 (en) * | 2011-07-15 | 2012-12-10 | Открытое акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина | Mandrel for making shell of composite material on casing with precut opening |
| RU2576057C2 (en) * | 2014-03-26 | 2016-02-27 | Константин Александрович Шустов | Mandrel of device for continuous manufacturing of non-metal pipes |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2006118402A (en) | 2007-12-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5739713B2 (en) | Roller transmission | |
| JP5925110B2 (en) | chain | |
| CN106640958A (en) | Novel flexible gear and wave generator assembly used for harmonic gear transmission device | |
| CN101198422A (en) | Roll-former apparatus with rapid-adjust sweep box | |
| RU2334617C2 (en) | Device for continuous pipe manufacturing from composite fiber material, and method of device manufacturing | |
| US4186621A (en) | Screw-nut screw transmission coupling | |
| JP2008185066A (en) | Method of manufacturing power transmission chain and pretension load device used therein | |
| EP2206933B1 (en) | Torsional vibration damper | |
| RU2004121458A (en) | SEGMENT RING GUIDE FOR THE TORQUE HEAD OF THE ROLLING MILL | |
| SU1662355A3 (en) | Hollow shaft with drive members | |
| RU2625238C2 (en) | Forming reel | |
| US6170351B1 (en) | Device for converting a rotational movement into an axial movement | |
| US7806679B2 (en) | Drawing apparatus and drawing method | |
| JPH0225694B2 (en) | ||
| CN106573289A (en) | Method of manufacturing ring-like member and manufacturing apparatus for same | |
| RU2365504C1 (en) | Device for continuous manufacturing of pipes from composite fibrous material | |
| RU2071852C1 (en) | Method of making tubular corrugated parts and apparatus for performing the same | |
| JP3540059B2 (en) | Power steering input torque detector | |
| JP6748991B2 (en) | Pipe bending unit | |
| US4604909A (en) | Cam-follower transfer mechanism for controlling relative rotational movement | |
| SU1329611A3 (en) | Honing head | |
| RU2408459C2 (en) | Mandrel assembly for tube coiling and tube coiling mandrel | |
| EP1747827A1 (en) | Improved method for the construction of a pulley for automotive purpose equipped with a plurality of v-shaped races | |
| KR102614000B1 (en) | Hollow elastic structure and design method thereof | |
| SU69317A1 (en) | Thin tube hose making machine |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| TK4A | Correction to the publication in the bulletin (patent) |
Free format text: AMENDMENT TO CHAPTER -BZ1A- IN JOURNAL: 36-2007 FOR TAG: (72) |
|
| QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: LICENCE Effective date: 20110706 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20120527 |
|
| NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20130527 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20140527 |