RU2369479C2 - Method of producing tubular products from composite materials and device to this end - Google Patents
Method of producing tubular products from composite materials and device to this end Download PDFInfo
- Publication number
- RU2369479C2 RU2369479C2 RU2007147515/12A RU2007147515A RU2369479C2 RU 2369479 C2 RU2369479 C2 RU 2369479C2 RU 2007147515/12 A RU2007147515/12 A RU 2007147515/12A RU 2007147515 A RU2007147515 A RU 2007147515A RU 2369479 C2 RU2369479 C2 RU 2369479C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- filler
- roving
- threads
- mandrel
- product
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Moulding By Coating Moulds (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области производства труб или иных длинномерных полых изделий из композиционных материалов и может быть использовано в химическом машиностроении, нефтедобыче и нефтепереработке, а также в других отраслях промышленности, где необходимо использование трубчатых изделий, обладающих высокой стойкостью к воздействию агрессивных сред и высокой прочностью.The invention relates to the production of pipes or other lengthy hollow products from composite materials and can be used in chemical engineering, oil production and oil refining, as well as in other industries where it is necessary to use tubular products with high resistance to aggressive environments and high strength.
Известен способ изготовления труб или иных длинномерных полых изделий, согласно которому пропитывают связующим наполнитель, наматывают наполнитель на формообразующую оправку, производят отверждение полимерного связующего, обеспечивают непрерывный сход трубы с формообразующей оправки, а сходящее изделие поддерживают на опоре, при этом непрерывный сход готового изделия обеспечивают путем сообщения формообразующей оправке возвратно-поступательного движения и приложения к наружной поверхности изделия со стороны опоры крутящего момента и осевого усилия за счет сил трения контактирующих с изделием элементов опоры, совершающих принудительные вращение и поступательное движение, или только за счет приложения к наружной поверхности изделия со стороны опоры крутящего момента и осевого усилия за счет сил трения контактирующих с изделием элементов опоры, совершающих принудительные вращение и поступательное движение (пат. RU 2161089, МКИ В29D 23/00, В29С 53/56, В32В 1/08, 2000 г.). Способ обеспечивает непрерывный процесс изготовление трубы. Недостатком способа является недостаточная прочность трубчатых изделий из-за остаточных напряжений, вызванных воздействием на внутреннюю и внешнюю стороны изделий в стадии отверждения полимерного связующего разнонаправленных осевых сил и крутящих моментов, возникающих в процессе схода трубы с формообразующей оправки. Кроме того, формирование изделия намоткой только поперечных слоев наполнителя не обеспечивает их высокой прочности на растяжение-сжатие и продольный изгиб.A known method of manufacturing pipes or other lengthy hollow products, according to which the filler is impregnated with a binder, the filler is wound on a forming mandrel, the polymer binder is cured, the pipe comes off continuously from the forming mandrel, and the converging product is supported on a support, while the finished product is continuously disengaged by messages to the forming mandrel of the reciprocating movement and applications to the outer surface of the product from the side of the torque support nta and axial force due to the frictional forces of the contacting elements supporting the product that perform forced rotation and translational motion, or only due to the application of torque and axial force to the outer surface of the product from the support side and axial forces due to the frictional forces of the contacting elements supporting the product that make forced rotation and translational motion (US Pat. RU 2161089, MKI B29D 23/00, B29C 53/56, B32B 1/08, 2000). The method provides a continuous process for the manufacture of pipes. The disadvantage of this method is the insufficient strength of the tubular products due to residual stresses caused by the action on the inner and outer sides of the products during the curing of the polymer binder of multidirectional axial forces and torques that occur during the descent of the pipe from the forming mandrel. In addition, the formation of the product by winding only the transverse layers of the filler does not provide their high tensile-compressive strength and longitudinal bending.
Известен способ изготовления трубчатых изделий из композиционных материалов, при котором наполнитель в виде нитей или ровинга через раскладочное устройство путем непрерывной протяжки укладывают на формообразующую оправку сплошным продольным слоем, закрепляя его намоткой поперечного слоя. Уложенный на оправку наполнитель пропитывают связующим и уплотняют, протягивая по оправке, соответственно через пропиточную камеру и уплотняющую фильеру, после чего полимеризуют, обеспечивая с помощью тянущего приспособления сход готового изделия с оправки. Для устранения стекания связующего и его равномерного распределения продольному материалу придают колебательное вращение по определенной программе. Для увеличения толщины стенки формуемого изделия на оправку укладывают несколько парных (продольный + поперечный) слоев наполнителя (а.с. СССР №1004133, МКИ В29D 23/12, 1983 г.). Недостатком известного способа является низкое качество изделий, обусловленное неравномерностью пропитки наполнителя связующим от слоя к слою, возрастающей с увеличением толщины и количества слоев.A known method of manufacturing tubular products from composite materials, in which the filler in the form of threads or roving through a folding device by continuous pulling is laid on the forming mandrel with a continuous longitudinal layer, securing it by winding the transverse layer. The filler placed on the mandrel is impregnated with a binder and compacted, pulled along the mandrel, respectively, through the impregnation chamber and the sealing die, and then polymerized, ensuring that the finished product leaves the mandrel with the pulling device. To eliminate the runoff of the binder and its uniform distribution to the longitudinal material, vibrational rotation is imparted according to a specific program. To increase the wall thickness of the molded product, several paired (longitudinal + transverse) layers of filler are placed on the mandrel (AS USSR No. 1004133, MKI B29D 23/12, 1983). The disadvantage of this method is the low quality of the products, due to the uneven impregnation of the filler with a binder from layer to layer, increasing with increasing thickness and number of layers.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому способу является способ изготовления трубчатых изделий из композиционных материалов методом намотки, при котором нити композиционного материала пропитывают связующим, наматывают на вращающуюся оправку, полимеризуют, обеспечивая постоянный сход изделия с оправки, причем при намотке вначале осуществляют укладку на оправку одного сплошного слоя нитей поперечной ориентации, затем слоя нитей продольной ориентации, одновременно осуществляя прижатие каждой нити по всей длине нитями поперечной ориентации с равномерным шагом, равным 0.2-0.35 длины нитей продольной ориентации, последний слой нитей поперечной ориентации выполняют укладкой одного или нескольких сплошных слоев, а сход изделия осуществляют за счет возвратно-поступательного движения элементов оправки (пат. RU 2153983, В29С 53/56, В29С 53/82, В29С 53/84, В29D 23/00, 2000 г.). К недостаткам известного способа можно отнести невысокое качество трубчатых изделий, обусловленное недостаточной плотностью укладки нитей композиционного материала, которая определяется натяжением нитей при укладке поперечного слоя и, соответственно, их прочностью, наличием остаточных напряжений, возникающих от возвратно-поступательных воздействий элементов оправки во время схода изделия с оправки, невозможность получения изделий с высокой чистотой внутренней поверхности.The closest in technical essence to the proposed method is a method of manufacturing tubular products from composite materials by winding, in which the filament of the composite material is impregnated with a binder, wound on a rotating mandrel, polymerized, providing a constant descent of the product from the mandrel, and when winding, first one is laid on the mandrel a continuous layer of threads of transverse orientation, then a layer of threads of longitudinal orientation, while simultaneously pressing each thread along the entire length of the threads and transverse orientation with a uniform step equal to 0.2-0.35 of the length of the threads of longitudinal orientation, the last layer of threads of transverse orientation is performed by laying one or more continuous layers, and the gathering of the product is carried out due to the reciprocating movement of the mandrel elements (US Pat. RU 2153983, V29C 53 / 56, B29C 53/82, B29C 53/84, B29D 23/00, 2000). The disadvantages of this method include the low quality of tubular products, due to the lack of density of the filaments of the composite material, which is determined by the tension of the threads when laying the transverse layer and, accordingly, their strength, the presence of residual stresses arising from the reciprocating effects of the mandrel elements during the gathering of the product from the mandrel, the inability to obtain products with high purity of the inner surface.
Известно также устройство для изготовления труб или иных длинномерных полых изделий, содержащее установленные на станине формообразующую оправку, укладчик наполнителя, средство, обеспечивающее полимеризацию изделия, и опору, взаимодействующую со сходящим с формообразующей оправки изделием, при этом опора содержит расположенный соосно с формообразующей оправкой ротор с пазами, вращательный приводной механизм, обеспечивающий вращение ротора со скоростью формообразующей оправки, в пазах ротора расположены опорные башмаки, каждый из которых снабжен радиальными и осевыми направляющими, а также радиальными приводными механизмами, предназначенными для вывода башмаков из контакта с наружной поверхностью изделия, ввода башмаков с определенным усилием в контакт с изделием и фиксацию этого контакта, и осевыми приводными механизмами, предназначенными для возвратно-поступательного осевого движения башмаков (пат. RU 2161089, МКИ В29D 23/00, В29С 53/56, В32В 1/08, 2000 г.). Устройство, а также входящую в него опору отличает сложность конструкции, значительный вес, который особенно возрастает с увеличением типоразмера. Кроме того, воздействие на внутреннюю и внешнюю стороны изделия в стадии отверждения полимерного связующего разнонаправленных осевых сил и крутящих моментов, создаваемых взаимодействием башмаков опоры с поверхностью изделия в процессе его схода с формообразующей оправки, влечет за собой возникновение остаточных напряжений в изделии, снижающих прочность и долговечность изделий. Кроме того, устройство обеспечивает формирование изделия намоткой только поперечных слоев наполнителя, что не обеспечивает их высокой прочности на растяжение-сжатие и продольный изгиб.A device for manufacturing pipes or other lengthy hollow products is also known, comprising a forming mandrel mounted on a bed, a filler stacker, means for polymerizing the product, and a support interacting with the product coming off from the forming mandrel, and the support comprises a rotor arranged coaxially with the forming mandrel grooves, a rotary drive mechanism that rotates the rotor at the speed of the forming mandrel, support shoes are located in the grooves of the rotor, each of which is equipped with radial and axial guides, as well as radial drive mechanisms designed to bring the shoes out of contact with the outer surface of the product, enter the shoes with a certain force into contact with the product and fix this contact, and axial drive mechanisms designed for reciprocating axial movement shoes (US Pat. RU 2161089, MKI B29D 23/00, B29C 53/56, B32B 1/08, 2000). The device, as well as the support included in it, is distinguished by the complexity of the design, significant weight, which especially increases with increasing size. In addition, the effect on the inner and outer sides of the product during the curing of the polymer binder of multidirectional axial forces and torques created by the interaction of the support shoes with the surface of the product during its descent from the forming mandrel entails the appearance of residual stresses in the product, which reduce the strength and durability products. In addition, the device provides the formation of the product by winding only the transverse layers of the filler, which does not provide their high tensile-compression and longitudinal bending.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству является устройство для изготовления трубчатых изделий из композиционных материалов, содержащее узел подачи нитей композиционного материала, осушитель-подогреватель нитей, ванну со связующим, приспособление для укладки поперечного и продольного слоев нитей, вращающуюся вокруг своей оси и перемещающуюся возвратно-поступательно в аксиальном направлении оправку, выполненную составной из четного количества секторных планок, механизм возвратно-поступательного перемещения оправки для синхронного перемещения диаметрально противоположных секторных планок и камеру полимеризации (пат. RU 2153983, В29С 53/56, В29С 53/82, В29С 53/84, В29D 23/00, 2000 г.). Известное устройство, а также входящую в его состав оправку с механизмом ее возвратно-поступательного перемещения отличает сложность конструкции, что практически исключает переналадку устройства для перехода с одного типоразмера на другой. К недостаткам известного устройства можно отнести невысокое качество трубчатых изделий, обусловленное недостаточной плотностью укладки нитей композиционного материала в поперечном и продольном слоях, наличием остаточных напряжений, возникающих от возвратно-поступательных воздействий элементов оправки во время схода изделия с оправки, невозможность получения изделий с высокой чистотой внутренней поверхности.Closest to the technical nature of the proposed device is a device for the manufacture of tubular products from composite materials containing a feed unit for filaments of a composite material, a dryer-heater for threads, a bath with a binder, a device for laying transverse and longitudinal layers of threads, rotating around its axis and moving back - it is possible in the axial direction a mandrel made of an even number of sector slats, a reciprocating mechanism a mandrel for synchronous movement of diametrically opposite sector planks and a polymerization chamber (US Pat. RU 2153983, B29C 53/56, B29C 53/82, B29C 53/84, B29D 23/00, 2000). The known device, as well as its mandrel with a mechanism for its reciprocating movement, is distinguished by the complexity of the design, which virtually eliminates the readjustment of the device for switching from one size to another. The disadvantages of the known device can be attributed to the low quality of tubular products, due to the insufficient density of the filaments of the composite material in the transverse and longitudinal layers, the presence of residual stresses arising from the reciprocating effects of the mandrel elements during the descent of the product from the mandrel, the inability to obtain products with high internal purity surface.
Задачей изобретения является повышение качества трубчатых изделий из композиционных материалов за счет повышения прочностных характеристик и чистоты внутренней поверхности, а также упрощение конструкции устройства для изготовления трубчатых изделий из композиционных материалов и конструкции формообразующей оправки, расширение технологических возможностей устройства за счет обеспечения изготовления различных типов профилей.The objective of the invention is to improve the quality of tubular products from composite materials by increasing the strength characteristics and cleanliness of the inner surface, as well as simplifying the design of the device for manufacturing tubular products from composite materials and the design of the forming mandrel, expanding the technological capabilities of the device by ensuring the manufacture of various types of profiles.
Поставленная задача решается тем, что в способе изготовления трубчатых изделий из композиционных материалов, при котором наполнитель пропитывают полимерным связующим, наматывают на формообразующую оправку, производят отверждение полимерного связующего с наполнителем и обеспечивают непрерывный сход изделия с формообразующей оправки, согласно изобретению используют неподвижную консольно закрепленную формообразующую оправку, наполнитель применяют в виде нитей и/или ровинга, при намотке на формообразующую оправку вначале укладывают сплошной слой с продольной ориентацией нитей и/или ровинга с одновременной намоткой сплошного слоя с поперечной ориентацией нитей и/или ровинга, при этом укладку продольного слоя осуществляют путем непрерывной протяжки нитей и/или ровинга через раскладочное устройство вдоль формообразующей оправки через обжимную фильеру, намотку поперечного слоя нитей и/или ровинга производят непосредственно на выходе продольного слоя из обжимной фильеры, режим полимеризации полимерного связующего выбирают из условия отверждения изделия в концевой части формообразующей оправки, а сход изделия обеспечивают тянущим устройством.The problem is solved in that in the method of manufacturing tubular products from composite materials, in which the filler is impregnated with a polymeric binder, wound on a forming mandrel, the polymer binder is cured with the filler and the product is continuously removed from the forming mandrel, according to the invention, a fixed cantilever fixed forming mandrel is used , the filler is used in the form of threads and / or roving, when winding on a forming mandrel, they are first laid a continuous layer with a longitudinal orientation of the threads and / or roving with simultaneous winding of a continuous layer with a transverse orientation of the threads and / or roving, while laying the longitudinal layer is carried out by continuously pulling the threads and / or roving through the folding device along the forming mandrel through the crimping die, winding the transverse a layer of filaments and / or roving is produced directly at the exit of the longitudinal layer from the crimp die, the polymerization mode of the polymer binder is selected from the condition of curing the product forming part of the mandrel, and the gathering of products provide a pulling device.
Кроме того, для изготовления толстостенных изделий повторяют последовательно циклы укладки парных (продольного и поперечного) слоев наполнителя на формообразующую оправку до достижения требуемой толщины стенки изделия, после чего проводят отверждение материала связующего.In addition, for the manufacture of thick-walled products, cycles of laying paired (longitudinal and transverse) layers of filler on a forming mandrel are repeated successively until the desired wall thickness of the product is achieved, after which the binder material is cured.
При изготовлении трубчатых изделий заявляемым способом в разных слоях, а также в любом из слоев могут быть использованы нити и/или ровинг, по крайней мере, из двух различных материалов.In the manufacture of tubular products by the claimed method in different layers, as well as in any of the layers, threads and / or roving from at least two different materials can be used.
Способ изготовления трубчатых изделий для намотки поперечного слоя предусматривает использование наполнителя из термоусадочного материала, а также использование формообразующей оправки с постоянным поперечным сечением любых форм, исключая вогнутые.A method of manufacturing a tubular product for winding a transverse layer involves the use of filler from heat-shrinkable material, as well as the use of a forming mandrel with a constant cross-section of any shape, excluding concave ones.
Также поставленная задача решается тем, что в устройстве для изготовления трубчатых изделий из композиционных материалов, содержащем узел подачи нитей и/или ровинга наполнителя, пропиточную ванну со связующим, приспособление для укладки наполнителя, формообразующую оправку со средством обеспечения схода изделия с нее и камеру полимеризации, формообразующая оправка выполнена в виде единого консольно закрепленного неподвижного продольного элемента постоянного поперечного сечения, приспособление для укладки наполнителя выполнено в виде по крайней мере одного блока, включающего расположенные последовательно соосно формообразующей оправке раскладочное кольцо, обжимную фильеру и вертлюг, установленный с возможностью вращения вокруг оси формообразующей оправки, с приводом вращения, при этом каждое приспособление снабжено собственной пропиточной ванной, а средство обеспечения схода изделия с формообразующей оправки выполнено в виде тянущего приспособления и установлено после камеры полимеризации.The task is also solved by the fact that in the device for manufacturing tubular products from composite materials containing a filing unit for filaments and / or roving the filler, an impregnating bath with a binder, a device for laying the filler, a forming mandrel with a means for ensuring the product to leave it and a polymerization chamber, the forming mandrel is made in the form of a single cantilever fixed stationary longitudinal element of constant cross section, the device for laying the filler is made in the idea of at least one block, including a folding ring, a crimping die and a swivel arranged sequentially coaxially with the forming mandrel, rotatably mounted around the axis of the forming mandrel, with each drive having its own impregnating bath, and a means for ensuring the product to exit from the forming the mandrel is made in the form of a pulling device and installed after the polymerization chamber.
Кроме того, в заявляемом устройстве может быть использована формообразующая оправка с постоянным поперечным сечением любых форм, исключая вогнутые.In addition, in the inventive device can be used forming a mandrel with a constant cross-section of any shape, excluding concave.
Предлагаемая последовательность намотки позволяет получить равномерную структуру трубчатого изделия за счет формирования на оправке сплошного слоя с продольной ориентацией нитей и/или ровинга наполнителя, который при протяжке через обжимную фильеру уплотняется, а полимерное связующее равномерно распределяется по слою, при этом намотка на этот слой, непосредственно на выходе его из обжимной фильеры, слоя наполнителя с поперечной ориентацией нитей и/или ровинга исключает его разрыхление.The proposed winding sequence allows to obtain a uniform structure of the tubular product due to the formation of a continuous layer with a longitudinal orientation of the filaments and / or roving of the filler on the mandrel, which is compacted when drawn through a crimping die and the polymer binder is evenly distributed over the layer, while winding onto this layer directly at its exit from the crimp die, a filler layer with a transverse orientation of the threads and / or roving eliminates its loosening.
Кроме того, предлагаемая последовательность намотки в сочетании с использованием в качестве средства, обеспечивающего сход изделия с формообразующей оправки, тянущего устройства исключает образование в готовом изделии локальных остаточных напряжений, т.к. усилие тянущего приспособления равномерно распределяется между нитями и/или ровингом продольного слоя, который скользит вдоль формообразующей оправки по тонкому слою не полностью отвержденного связующего как по смазке. При этом изделие не испытывает никаких знакопеременных осевых или скручивающих нагрузок.In addition, the proposed winding sequence in combination with the use of a pulling device as a means for the product to come off the forming mandrel eliminates the formation of local residual stresses in the finished product, because the force of the pulling device is evenly distributed between the threads and / or the roving of the longitudinal layer, which slides along the forming mandrel over a thin layer of an incompletely cured binder as if it were a lubricant. In this case, the product does not experience any alternating axial or twisting loads.
Обеспечение режима полимеризации, при котором полимерное связующее отверждается в концевой части формообразующей оправки при сходе с нее изделия, осуществляется за счет регулировки скорости протяжки формуемого изделия по оправке и режима его нагрева.The provision of the polymerization mode, in which the polymer binder is cured in the end part of the forming mandrel when the product leaves it, is carried out by adjusting the speed of the molded product along the mandrel and the mode of heating.
Использование неподвижной формообразующей оправки с постоянным поперечным сечением в сочетании с тянущим приспособлением и предлагаемой последовательностью намотки наполнителя обеспечивает изготовление изделий с высокой чистотой внутренней поверхности, которая, практически, определяется чистотой обработки поверхности самой формообразующей оправки.The use of a stationary shaping mandrel with a constant cross-section in combination with a pulling device and the proposed filler winding sequence ensures the manufacture of products with high purity of the inner surface, which, in practice, is determined by the surface finish of the forming mandrel itself.
Все отмеченное выше обеспечивает непрерывность процесса изготовления и позволяет повысить качество трубчатых изделий из композиционного материала, увеличить их прочность на растяжение-сжатие и изгиб, обеспечить высокую чистоту внутренней поверхности изделий.All of the above ensures the continuity of the manufacturing process and can improve the quality of tubular products made of composite material, increase their tensile-compression and bending strength, and ensure high purity of the inner surface of the products.
Укладка в продольном и поперечном слоях нитей и/или ровинга из разных материалов, а также в любом из слоев нитей и/или ровинга, по крайней мере, из двух различных материалов позволяет варьировать в широком диапазоне прочностные характеристики изготавливаемых изделий.Laying in the longitudinal and transverse layers of threads and / or roving of different materials, as well as in any of the layers of threads and / or roving, of at least two different materials allows you to vary the strength characteristics of manufactured products in a wide range.
Намотка продольного слоя наполнителем из термоусадочного материала обеспечивает в процессе полимеризации формирование более плотной структуры и соответственно увеличивает прочностные характеристики изделия.Winding the longitudinal layer with a filler made of heat-shrink material ensures the formation of a denser structure during the polymerization process and, accordingly, increases the strength characteristics of the product.
Предлагаемей способ и устройство представляют собой единый изобретательский замысел, и только неразрывная совокупность способа и устройства для его осуществления позволяет решить поставленную задачу. Действительно, только предлагаемые последовательность намотки наполнителя и режим полимеризации в сочетании с использованием неподвижной формообразующей оправки, тянущего устройства в качестве средства, обеспечивающего сход изделия с формообразующей оправки, и конструкции приспособления для укладки наполнителя, обеспечивающего укладку на формообразующую оправку слоя наполнителя с продольной ориентацией с одновременным его уплотнением и фиксацией одновременной намоткой слоя наполнителя с продольной ориентацией нитей, позволяет получить трубчатое изделие высокого качества, имеющее равномерную структуру, высокие прочностные характеристики и чистоту внутренней поверхности.The proposed method and device are a single inventive concept, and only an inextricable combination of method and device for its implementation allows to solve the problem. Indeed, only the proposed filler winding sequence and the polymerization mode in combination with the use of a fixed forming mandrel, a pulling device as a means ensuring the product to come off the forming mandrel, and the design of a filler laying device that provides laying on the forming mandrel of a filler layer with a longitudinal orientation with simultaneous its compaction and fixing by simultaneously winding the filler layer with the longitudinal orientation of the threads, allows to obtain a tubular product of high quality that has a uniform structure, high strength characteristics and a clean internal surface.
На фиг.1. представлена схема устройства для изготовления трубчатых изделий из композиционных материалов с двумя приспособлениями для укладки наполнителя.In figure 1. presents a diagram of a device for the manufacture of tubular products from composite materials with two devices for laying filler.
Устройство содержит узел 1 подачи нитей и/или ровингов наполнителя, пропиточную ванну 2 со связующим и прижимными валиками, формообразующую оправку 3, раскладочное кольцо 4, обжимную фильеру 5, вертлюг 6 с приводом вращения, камеру полимеризации 7 и тянущее приспособление 8.The device comprises a unit 1 for supplying filaments and / or filler rovings, an
Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.
Для запуска устройства производят заправочную операцию. Нити и/или ровинги наполнителя с узла подачи 1, минуя пропитку, последовательно пропускают через раскладочное кольцо 4, обжимную фильеру 5, вертлюг 6, далее через камеру полимеризации 7 и закрепляют в тянущем приспособлении 8. В случае использования в устройстве двух (как показано на фиг.1) и более приспособлений для укладки наполнителя, нити и/или ровинги с каждого предыдущего пропускают через обжимные фильеры 5 и вертлюги 6 последующих. После этого с помощью прижимных валиков нити и/или ровинги опускают в пропиточные ванны 2, включают тянущее приспособление 8 и одновременно формообразующую оправку 3 подают в первую обжимную фильеру 5, где она захватывается нитями и/или ровингами и протягивается вместе с ними по оси устройства, пока не встанет на свое место в узле крепления. Далее в течение всего технологического процесса формообразующая оправка остается неподвижно консольно закрепленной. Как только пропитанные связующим нити и/или ровинги проходят обжимную фильеру 5, включают привод вращения вертлюга 6, который укладывает на выходящий из фильеры 5 уплотненный продольный слой сплошной поперечный слой нитей и/или ровингов. При использовании в устройстве нескольких приспособлений для укладки наполнителя включение вертлюгов осуществляют последовательно. С момента включения последнего вертлюга начинается формирование полноценного изделия, и устройство выходит на рабочий режим.To start the device, perform a fueling operation. Filler threads and / or rovings from feed unit 1, bypassing the impregnation, are sequentially passed through a folding ring 4, a crimping die 5, a swivel 6, then through a polymerization chamber 7 and fixed in a pulling device 8. If two are used in the device (as shown in figure 1) and more devices for laying the filler, threads and / or rovings from each previous pass through crimping dies 5 and swivels 6 subsequent. After that, with the help of pressure rollers, the threads and / or rovings are lowered into the
При работе устройства в рабочем режиме нити и/или ровинги наполнителя с узла подачи 1 поступают в пропиточную ванну 2, пропитываются связующим, после чего через раскладочное кольцо 4 распределяются по кругу вдоль поверхности формообразующей оправки 3 и далее протягиваются в обжимную фильеру 5, через центр которой проходит установленная неподвижно формообразующая оправка 3. Нити и/или ровинги наполнителя поступают в кольцевой зазор между формообразующей оправкой и обжимной фильерой, уплотняются и равномерно распределяются по кругу, формируя первый слой стенки трубчатого изделия с продольно ориентированными нитями и/или ровингами. На выходе из фильеры на сформированный продольный слой с помощью вращающегося вокруг оправки вертлюга 6 наматывается поперечный слой нитей и/или ровингов. Сформированная таким образом двухслойная труба тянущим приспособлением 8 перемещается по формообразующей оправке. При использовании в устройстве двух (как показано на фиг.1) и более приспособлений для укладки наполнителя описанный цикл укладки продольного и поперечного слоев наполнителя повторяется с тем лишь отличием, что в этом случае нити и/или ровинги с раскладочного кольца 4 каждого из этих приспособлений протягивают через обжимную фильеру вдоль трубчатого полуфабриката, сформированного на формообразующей оправе предыдущим приспособлением. Далее окончательно сформированное изделие протягивается по формообразующей оправке через камеру полимеризации, где происходит ее нагрев и отверждение связующего с наполнителем. При этом скорость протяжки изделия по формообразующей оправке и режим нагрева изделия в камере полимеризации регулируют таким образом, чтобы связующее отверждалось в концевой части формообразующей оправки при сходе с нее изделия.When the device is operating in the operating mode, the filament and / or filler rods from the feed unit 1 enter the
Предлагаемый способ изготовления трубчатых изделий и устройство для его осуществления представляют собой единый изобретательский замысел, и только неразрывная совокупность способа и устройства для его осуществления позволяет решить поставленную задачу. Действительно, только предлагаемые последовательность намотки наполнителя и режим полимеризации в сочетании с использованием неподвижной формообразующей оправки, тянущего устройства в качестве средства, обеспечивающего сход изделия с формообразующей оправки, и конструкции приспособления для укладки наполнителя, обеспечивающего укладку на формообразующую оправку слоя наполнителя с продольной ориентацией с одновременным его уплотнением и фиксацией одновременной намоткой слоя наполнителя с поперечной ориентацией нитей, позволяет получить трубчатое изделие высокого качества, имеющее равномерную структуру, высокие прочностные характеристики и чистоту внутренней поверхности.The proposed method of manufacturing tubular products and a device for its implementation represent a single inventive concept, and only an inextricable combination of method and device for its implementation allows to solve the problem. Indeed, only the proposed filler winding sequence and the polymerization mode in combination with the use of a fixed forming mandrel, a pulling device as a means ensuring the product to come off the forming mandrel, and the design of a filler laying device that provides laying on the forming mandrel of a filler layer with a longitudinal orientation with simultaneous its compaction and fixing by simultaneously winding the filler layer with the transverse orientation of the threads, allows to obtain a tubular product of high quality that has a uniform structure, high strength characteristics and a clean internal surface.
Конструкция устройства обеспечивает быструю переналадку для производства трубчатых изделий различных типоразмеров путем установки соответствующих формообразующих оправок и обжимных фильер. Возможность использования в устройстве формообразующих оправок постоянного поперечного сечения любых форм, исключая вогнутые, обеспечивает возможность получения трубчатых изделий различного профиля. Все это обеспечивает расширение технологических возможностей предлагаемого способа получения и устройства для его осуществления.The design of the device provides quick readjustment for the production of tubular products of various sizes by installing the appropriate formative mandrels and crimping dies. The possibility of using in the device forming mandrels of constant cross section of any shape, except for concave, provides the possibility of obtaining tubular products of various profiles. All this provides an extension of the technological capabilities of the proposed method of obtaining and devices for its implementation.
Claims (7)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007147515/12A RU2369479C2 (en) | 2007-12-19 | 2007-12-19 | Method of producing tubular products from composite materials and device to this end |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007147515/12A RU2369479C2 (en) | 2007-12-19 | 2007-12-19 | Method of producing tubular products from composite materials and device to this end |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2007147515A RU2007147515A (en) | 2009-06-27 |
| RU2369479C2 true RU2369479C2 (en) | 2009-10-10 |
Family
ID=41026670
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2007147515/12A RU2369479C2 (en) | 2007-12-19 | 2007-12-19 | Method of producing tubular products from composite materials and device to this end |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2369479C2 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2506379C1 (en) * | 2012-10-03 | 2014-02-10 | Инна Владимировна Лобова | Multi-layer structural element |
| RU2778930C1 (en) * | 2021-09-21 | 2022-08-29 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева - КАИ" | Method for manufacturing layered tubular products from composite materials based on a non-cured polymer binder |
-
2007
- 2007-12-19 RU RU2007147515/12A patent/RU2369479C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2506379C1 (en) * | 2012-10-03 | 2014-02-10 | Инна Владимировна Лобова | Multi-layer structural element |
| RU2778930C1 (en) * | 2021-09-21 | 2022-08-29 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева - КАИ" | Method for manufacturing layered tubular products from composite materials based on a non-cured polymer binder |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2007147515A (en) | 2009-06-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0516673B1 (en) | Fibre reinforced composites | |
| US4010054A (en) | Thermoplastic filament winding process | |
| US2871911A (en) | Apparatus for producing elongated articles from fiber-reinforced plastic material | |
| US4078957A (en) | Filament winding apparatus and method | |
| RU2348747C2 (en) | Method for manufacture of spiral two-dimensional fibrous cloth | |
| US3993726A (en) | Methods of making continuous length reinforced plastic articles | |
| WO1983001755A1 (en) | Method for the manufacture of sections made of fiber-containing thermoplastic resin, installation for the implementation thereof and sections obtained thereby | |
| US4028164A (en) | Process and apparatus for the continuous obtainment by displacement of cylindrical or prismatic hollow bodies produced with fibre-reinforced synthetic resins | |
| US5006291A (en) | Method for making fiber reinforced plastic tubing | |
| RU2369479C2 (en) | Method of producing tubular products from composite materials and device to this end | |
| RU112664U1 (en) | TECHNOLOGICAL COMPLEX FOR PRODUCTION OF COMPLEXLY REINFORCED ARTICLES FROM POLYMERIC COMPOSITE MATERIALS | |
| RU93736U1 (en) | INSTALLATION FOR PRODUCING COMPOSITE POLYMERIC REINFORCEMENT | |
| US3332815A (en) | Method and apparatus for continuously forming elongated hollow articles | |
| FI86574B (en) | OVER ANCHORING FOER FRAMSTAELLNING AV MINERALFIBERSKAOLAR. | |
| CN108373550B (en) | Fiber-reinforced thermoplastic composite material and manufacturing method thereof | |
| RU129538U1 (en) | DEVICE FOR MANUFACTURING COMPOSITE REINFORCEMENT | |
| CN113320125A (en) | Manufacturing method and production line of continuous fiber composite material spring and spring | |
| CA1110216A (en) | Winding of fibres | |
| CN1078126C (en) | Method and apparatus for prepairing an extrudable product, and an extruded product | |
| RU2738529C1 (en) | Production line for composite long products and bent reinforcement elements | |
| RU2133670C1 (en) | Method and apparatus for manufacture of profiled products from polymeric composite materials | |
| RU2648900C2 (en) | Method of production of composite fittings and device for its implementation | |
| CN113799411A (en) | Method and equipment for producing arrow shaft made of composite material | |
| CN220681690U (en) | Glass fiber reinforced plastic pultrusion machine | |
| RU2792100C1 (en) | Method for producing a semi-rigid harness based on carbon fiber and super engineering plastics in one stage of impregnation for 3d printing by fused deposition modelling method |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20101220 |