RU2722885C1 - Method of producing reinforcing plates of flexible support hinge - Google Patents
Method of producing reinforcing plates of flexible support hinge Download PDFInfo
- Publication number
- RU2722885C1 RU2722885C1 RU2019135789A RU2019135789A RU2722885C1 RU 2722885 C1 RU2722885 C1 RU 2722885C1 RU 2019135789 A RU2019135789 A RU 2019135789A RU 2019135789 A RU2019135789 A RU 2019135789A RU 2722885 C1 RU2722885 C1 RU 2722885C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- segments
- carbon fabric
- template
- marking
- carbon
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C41/00—Shaping by coating a mould, core or other substrate, i.e. by depositing material and stripping-off the shaped article; Apparatus therefor
- B29C41/02—Shaping by coating a mould, core or other substrate, i.e. by depositing material and stripping-off the shaped article; Apparatus therefor for making articles of definite length, i.e. discrete articles
- B29C41/22—Making multilayered or multicoloured articles
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Moulding By Coating Moulds (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к технологии изготовления изделий из композиционных материалов, а именно, армирующих сферических тарелей гибкого опорного шарнира для силовых конструкций.The invention relates to a technology for manufacturing products from composite materials, namely, reinforcing spherical plates of a flexible supporting hinge for power structures.
В настоящее время находят применение гибкие опорные шарниры, состоящие из опорных колец и расположенных между ними чередующихся резиновых слоев и армирующих тарелей, выполненных из композиционного материала (см. патент РФ №158462 на полезную модель).Currently, flexible support joints are used, consisting of support rings and alternating rubber layers and reinforcing plates located between them, made of composite material (see RF patent No. 158462 for utility model).
Выполнение армирующих тарелей из композиционного материала позволяет снизить массу гибкого опорного шарнира.The implementation of reinforcing plates made of composite material allows to reduce the weight of the flexible support hinge.
В гибком опорном шарнире (патент РФ №2540356 на изобретение) армирующие тарели выполнены из композиционного материала, армированного углеродной тканью.In a flexible support hinge (RF patent No. 2540356 for invention), reinforcing plates are made of composite material reinforced with carbon cloth.
Выполнение армирующих тарелей из композиционного материала, армированного углеродной тканью, позволяет повысить надежность гибкого опорного шарнира.The implementation of the reinforcing plates of a composite material reinforced with carbon cloth, improves the reliability of the flexible support hinge.
Из опыта отработки следует, что прочность и надежность деталей из композиционных материалов, применяемых в силовых конструкциях, во многом зависят от параметров технологического процесса изготовления.From mining experience it follows that the strength and reliability of parts made of composite materials used in power structures, largely depend on the parameters of the manufacturing process.
Известен способ изготовления армирующих тарелей гибкого опорного шарнира, включающий разметку и выкраивание сегментов из пропитанной связующим углеродной ткани, выкладку сегментов на поверхность формообразующей оправки и отверждение полученной заготовки (см. И.М. Буланов, В.В. Воробей. Технология ракетных и аэрокосмических конструкций из композиционных материалов. - М.: Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана, 1998 г. - стр. 455-456), являющийся наиболее близким аналогом к предлагаемому изобретению.A known method of manufacturing reinforcing plates of a flexible supporting hinge, including marking and cutting segments from a carbon-impregnated carbon fabric, laying the segments on the surface of the forming mandrel and curing the obtained workpiece (see I.M. Bulanov, V.V. Vorobey. Technology of rocket and aerospace structures from composite materials. - M.: Publishing House of MSTU named after NE Bauman, 1998 - pp. 455-456), which is the closest analogue to the proposed invention.
Известный способ позволяет изготавливать тарели требуемой формы, в том числе и со сферической поверхностью.The known method allows to produce plates of the desired shape, including with a spherical surface.
Однако операции по разметке и выкраиванию сегментов из пропитанной связующим углеродной ткани не регламентированы, что приводит к повышению трудоемкости способа, при этом расход углеродной ткани может быть неоправданно большим, особенно при изготовлении значительного числа армирующих тарелей для комплектования гибкого опорного шарнира больших габаритов.However, the operations for marking and cutting segments out of a carbon-impregnated carbon fabric are not regulated, which leads to an increase in the complexity of the method, while the consumption of carbon fabric can be unreasonably large, especially in the manufacture of a significant number of reinforcing plates for completing a large flexible flexible hinge.
Процесс выкладки сегментов на поверхность формообразующей оправки не упорядочен, что не позволяет получение монолитной конструкции тарели с требуемыми геометрическими параметрами.The process of laying out segments on the surface of the forming mandrel is not ordered, which does not allow obtaining a monolithic plate design with the required geometric parameters.
Затруднено получение равнопрочной структуры материала тарели, как в кольцевом и продольном направлениях, так и по толщине детали.It is difficult to obtain an equally strong structure of the plate material, both in the annular and longitudinal directions, and in the thickness of the part.
Невозможно получение улучшенной структуры материала и обеспечение равномерной толщины тарели.It is impossible to obtain an improved material structure and ensure uniform plate thickness.
В ряде случаев изготовления не удается получить достаточную прочность материала тарели, что недопустимо для таких силовых конструкций, как гибкий опорный шарнир.In some manufacturing cases, it is not possible to obtain sufficient strength of the plate material, which is unacceptable for such power structures as a flexible support hinge.
Также при изготовлении, как правило, требуется значительный объем механической обработки материала тарели.Also, in the manufacture, as a rule, a significant amount of machining of the plate material is required.
Технической проблемой данного изобретения является усовершенствование технологического процесса изготовления из композиционного материала армирующих тарелей гибкого опорного шарнира с целью повышения качества изготовления, уменьшения материалоемкости и объема механической обработки.The technical problem of this invention is to improve the manufacturing process of manufacturing a flexible supporting joint from reinforcing plates of composite reinforcing plates in order to improve manufacturing quality, reduce material consumption and machining volume.
Технический результат заключается в получении монолитной структуры композиционного материала армирующих тарелей гибкого опорного шарнира и повышения их прочности.The technical result consists in obtaining a monolithic structure of a composite material of reinforcing plates of a flexible supporting hinge and increasing their strength.
Технический результат достигается тем, что в способе изготовления армирующих тарелей гибкого опорного шарнира, включающем разметку и выкраивание сегментов из пропитанной связующим углеродной ткани, выкладку сегментов на сферическую поверхность формообразующей оправки и отверждение полученной заготовки, изготавливают шаблон, представляющий собой часть развертки боковой поверхности усеченного конуса, геометрические параметры которого соответствуют геометрическим параметрам сферической поверхности армирующей тарели, при выкраивании первого ряда сегментов вдоль полосы углеродной ткани переворачивают попеременно шаблон нижней кромкой вверх и верхней кромкой вниз, совмещая при этом боковые кромки шаблона и уже размеченного сегмента, операцию повторяют при разметке второго и последующего рядов сегментов по ширине полосы углеродной ткани, опоясывают формообразующую оправку разметочной лентой, выполненной в виде кольцевого пояска с делениями, равными расстоянию при выкладке между боковыми кромками соседних сегментов, при выкладке смещают сегменты в кольцевом направлении относительно друг друга, совмещая при этом боковые кромки сегментов с соответствующими делениями на разметочной ленте, при этом первый сегмент выкладывают лицевой стороной углеродной ткани к формообразующей оправке, второй сегмент выкладывают изнаночной стороной углеродной ткани к формообразующей оправке, а последующие сегменты выкладывают, чередуя лицевую и изнаночную стороны углеродной ткани.The technical result is achieved by the fact that in the method of manufacturing reinforcing plates of a flexible supporting hinge, including marking and cutting segments from a carbon-impregnated binder, laying the segments on the spherical surface of the forming mandrel and curing the obtained workpiece, a template is made that is part of the scan of the side surface of the truncated cone, the geometric parameters of which correspond to the geometric parameters of the spherical surface of the reinforcing plate, when cutting the first row of segments along the strip of carbon fabric, the template is alternately turned with the bottom edge up and the top edge down, combining the side edges of the template and the already marked segment, the operation is repeated when marking the second and subsequent rows segments along the strip of carbon fabric, gird the forming mandrel with a marking tape made in the form of an annular belt with divisions equal to the distance when laying between the side edges of adjacent segments, when laying, the segments are displaced in the annular direction relative to each other, while aligning the side edges of the segments with the corresponding divisions on the marking tape, the first segment is laid out with the front side of the carbon fabric to the forming mandrel, the second segment is laid out on the wrong side of the carbon fabric to the forming mandrel, and subsequent segments are laid out, alternating the front and back sides of the carbon fabric.
Изготовление шаблона, представляющего собой часть развертки боковой поверхности усеченного конуса, геометрические параметры которого соответствуют геометрическим параметрам сферической поверхности армирующей тарели, является оптимальным с точки зрения получения из выкладываемых на оправку плоских сегментов сферической поверхности тарели с требуемыми геометрическими параметрами.The manufacture of a template, which is a part of the scan of the lateral surface of a truncated cone, the geometric parameters of which correspond to the geometric parameters of the spherical surface of the reinforcing plate, is optimal from the point of view of obtaining plates from the spherical surface of the plate laid out on the mandrel with the required geometric parameters.
Кроме того, применение шаблона позволяет существенно облегчить процесс выкраивания сегментов из углеродной ткани.In addition, the use of the template can significantly facilitate the process of cutting segments from carbon fabric.
Переворачивание попеременно шаблона нижней кромкой вверх и верхней кромкой вниз, при выкраивании первого ряда сегментов вдоль полосы углеродной ткани, совмещая при этом боковые кромки шаблона и уже размеченного сегмента, позволяет наиболее рационально использовать поверхность препрега при выкраивании сегментов.Turning the template alternately with the bottom edge up and the top edge down, when cutting the first row of segments along a strip of carbon fabric, while combining the side edges of the template and the already marked segment, allows you to use the prepreg surface most rationally when cutting segments.
Повторение операции по переворачиванию попеременно шаблона при разметке второго и последующего рядов сегментов по ширине полосы углеродной ткани позволяет до минимума сократить расход препрега при выкраивании сегментов.Repeating the operation of turning the template alternately when marking the second and subsequent rows of segments along the width of the carbon fabric strip allows minimizing the prepreg consumption when cutting segments.
Опоясывание формообразующей оправки разметочной лентой, выполненной в виде кольцевого пояска с делениями, в соответствии с которыми при выкладке смещают края сегментов относительно друг друга в кольцевом направлении, позволяет упорядочить процесс выкладки сегментов, соблюдая при этом шаг выкладки, что необходимо для улучшения структуры материала и обеспечения равномерной толщины тарели.The encircling of the forming mandrel with a marking tape made in the form of an annular belt with divisions, according to which, when laying, the edges of the segments are shifted relative to each other in the annular direction, allows you to streamline the process of laying out the segments, while observing the step of the laying, which is necessary to improve the structure of the material and ensure uniform plate thickness.
Смещение сегментов в кольцевом направлении относительно друг друга при выкладке, совмещая при этом боковые кромки сегментов с делениями, нанесенными при разметке на формообразующую оправку, позволяет придать оболочке требуемую форму и обеспечить оптимальную структуру материала.The displacement of the segments in the annular direction relative to each other during laying out, while combining the side edges of the segments with the marks applied during marking on the forming mandrel, allows you to give the shell the desired shape and ensure the optimal structure of the material.
Выкладывание первого сегмента лицевой стороной углеродной ткани к формообразующей оправке, выкладывание второго сегмента изнаночной стороной к формообразующей оправке и выкладывание последующих сегментов, чередуя лицевую и изнаночную стороны углеродной ткани, позволяет получить равнопрочную структуру материала тарели, как в кольцевом и продольном направлениях, так и по толщине.Laying the first segment with the front side of the carbon fabric to the forming mandrel, laying the second segment with the wrong side to the forming mandrel and laying out the subsequent segments, alternating the front and back sides of the carbon cloth, allows you to get an equal strength structure of the plate material, both in the circular and longitudinal directions, and in thickness .
Предложенная конструктивно-технологическая схема изготовления тарелей из композиционного материала обеспечивает получение монолитной конструкции с требуемыми геометрическими параметрами.The proposed structural and technological scheme for manufacturing plates from composite material provides a monolithic structure with the required geometric parameters.
В результате экспериментов, при проведении которых использовались известные операции и вводились новые операции, разработана совокупность расположенных в строго определенной последовательности технологических операций, позволяющая получить требуемое качество изготовления из композиционного материала армирующих тарелей гибкого опорного шарнира.As a result of experiments, during which known operations were used and new operations were introduced, a set of technological operations located in a strictly defined sequence was developed, which allows to obtain the required manufacturing quality of a flexible supporting hinge from reinforcing plates made of composite material.
Структура материала армирующих тарелей, изготовленных по данному способу, является оптимальной с точки зрения обеспечения требуемой прочности и монолитности.The material structure of the reinforcing plates made by this method is optimal from the point of view of ensuring the required strength and solidity.
Сущность способа поясняется рисунками.The essence of the method is illustrated by drawings.
На фиг. 1 показан шаблон для разметки сегментов.In FIG. 1 shows a pattern for marking segments.
На фиг. 2 показана схема разметки и выкраивания сегментов из полосы углеродной ткани.In FIG. 2 shows a pattern for marking and cutting segments from a strip of carbon fabric.
На фиг. 3 показана лицевая сторона углеродной ткани.In FIG. 3 shows the front side of carbon fabric.
На фиг. 4 показана изнаночная сторона углеродной ткани.In FIG. 4 shows the seamy side of carbon fabric.
На фиг. 5 показана схема выкладки сегментов на формообразующую оправку.In FIG. 5 shows a layout of segments on a forming mandrel.
На фиг. 6 показана тарель, изготовленная из композиционного материала.In FIG. 6 shows a plate made of composite material.
Изготовление армирующих тарелей осуществляется следующим образом.The manufacture of reinforcing plates is as follows.
Изготавливают из картона шаблон 1, представляющий собой часть развертки боковой поверхности усеченного конуса, геометрические параметры (радиус R1 и R2) которого соответствуют геометрическим параметрам (наружному и внутреннему радиусам сферической поверхности) армирующей тарели).A
Шаблон 1 снабжен ручкой 2.
Комплектуют препрег (полуфабрикат), в количестве, исходя из расхода в погонных метрах, рассчитанного на изготовление одной тарели.Complete prepreg (semi-finished product), in quantity, based on the flow rate in linear meters, calculated on the manufacture of one plate.
Препрег представляет собой пропитанную эпоксидным связующим углеродную ткань, облицованную разделительной пленкой с обеих сторон.The prepreg is an epoxy-impregnated carbon fabric lined with a release film on both sides.
Раскладывают скомплектованный препрег на столе раскроя и выкраивают из препрега сегменты 3 с помощью шаблона 1.The completed prepreg is laid out on the cutting table and
При этом переворачивают попеременно шаблон 1 нижней кромкой вверх и верхней кромкой вниз, при выкраивании первого ряда сегментов вдоль полосы углеродной ткани, совмещая боковые кромки шаблона 1 и уже размеченного сегмента 3.In this case, the
В процессе выкраивания сегментов 3 переворачивают попеременно шаблон 1 при разметке второго и последующего рядов сегментов 3 по ширине полосы углеродной ткани, одна из сторон которой является лицевой, а другая изнаночной.In the process of
На лицевой стороне переплетение нитей направлено из правого нижнего угла в левый верхний угол.On the front side, the weaving of the threads is directed from the lower right corner to the upper left corner.
На изнаночной стороне переплетение нитей направлено из левого нижнего угла в правый верхний угол.On the wrong side, the weaving of the threads is directed from the lower left corner to the upper right corner.
При выкраивании каждого сегмента 3 отмечают на разделительной пленке лицевую сторону углеродной ткани в препреге.When cutting each
Вырезанные из полосы углеродной ткани сегменты 3 складывают в стопы по 10 штук, ориентируя лицевой стороной углеродной ткани вверх.
Опоясывают формообразующую оправку 4 разметочной лентой 5, выполненной в виде кольцевого пояска с делениями, равными расстоянию при выкладке между боковыми кромками соседних сегментов 3.Gird the forming
Удаляют с сегментов 3 разделительную пленку и выкладывают сегменты 3 в кольцевом направлении против часовой стрелки со смещением относительно друг друга, совмещая при этом боковые кромки сегментов 3 с соответствующими делениями на разметочной ленте 5.Remove the separation film from the
Первый сегмент 3 выкладывают лицевой стороной углеродной ткани к формообразующей оправке, второй сегмент 3 выкладывают изнаночной стороной углеродной ткани к формообразующей оправке, а последующие сегменты 3 выкладывают, чередуя лицевую и изнаночную стороны углеродной ткани.The
Затем производят отверждение композиционного материала тарели 6 в шахтной печи.Then produce the curing of the composite material of the
После чего производят механическую обработку и используют изготовленные тарели в составе гибкого опорного шарнира.Then they perform machining and use the made plates as part of a flexible supporting hinge.
Использование изобретения позволяет повысить качество изготовления армирующих тарелей гибкого опорного шарнира, что подтверждено при практическом применении предлагаемого способа.The use of the invention improves the manufacturing quality of the reinforcing plates of a flexible supporting hinge, which is confirmed by the practical application of the proposed method.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019135789A RU2722885C1 (en) | 2019-11-06 | 2019-11-06 | Method of producing reinforcing plates of flexible support hinge |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019135789A RU2722885C1 (en) | 2019-11-06 | 2019-11-06 | Method of producing reinforcing plates of flexible support hinge |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2722885C1 true RU2722885C1 (en) | 2020-06-04 |
Family
ID=71067865
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2019135789A RU2722885C1 (en) | 2019-11-06 | 2019-11-06 | Method of producing reinforcing plates of flexible support hinge |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2722885C1 (en) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3429622A (en) * | 1967-03-06 | 1969-02-25 | Thiokol Chemical Corp | Flexible bearings and process for their manufacture |
RU141974U1 (en) * | 2013-10-18 | 2014-06-20 | Открытое акционерное общество Научно-производственное объединение "Искра" | PRESS FORM FOR MANUFACTURING MOBILE CONNECTIONS |
RU2537592C1 (en) * | 2013-10-03 | 2015-01-10 | Открытое акционерное общество Научно-производственное объединение "Искра" | Procedure for making sample pieces at movable joint manufacturing |
RU2587453C1 (en) * | 2015-04-13 | 2016-06-20 | Публичное акционерное общество Научно-производственное объединение "Искра" | Method for production of shells with inner radial cavities |
RU2697453C1 (en) * | 2018-08-03 | 2019-08-14 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Пермский государственный национальный исследовательский университет" | Method for manufacturing self-expanding three-dimensional article from composite material |
-
2019
- 2019-11-06 RU RU2019135789A patent/RU2722885C1/en active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3429622A (en) * | 1967-03-06 | 1969-02-25 | Thiokol Chemical Corp | Flexible bearings and process for their manufacture |
RU2537592C1 (en) * | 2013-10-03 | 2015-01-10 | Открытое акционерное общество Научно-производственное объединение "Искра" | Procedure for making sample pieces at movable joint manufacturing |
RU141974U1 (en) * | 2013-10-18 | 2014-06-20 | Открытое акционерное общество Научно-производственное объединение "Искра" | PRESS FORM FOR MANUFACTURING MOBILE CONNECTIONS |
RU2587453C1 (en) * | 2015-04-13 | 2016-06-20 | Публичное акционерное общество Научно-производственное объединение "Искра" | Method for production of shells with inner radial cavities |
RU2697453C1 (en) * | 2018-08-03 | 2019-08-14 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Пермский государственный национальный исследовательский университет" | Method for manufacturing self-expanding three-dimensional article from composite material |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
И.М. Буланов, В.В. Воробей. Технология ракетных и аэрокосмических конструкций из композиционных материалов. - М.: Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана, 1998 г. - стр. 455-456. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CA2823048C (en) | Method and apparatus for producing contoured composite structures and structures produced thereby | |
EP1609584B1 (en) | A method of manufacturing composite structural beams for aircraft | |
JP6694441B2 (en) | Method of manufacturing composite stiffening panel by co-curing | |
US2737227A (en) | Moldable laminate material and method and apparatus for making same | |
CN104228088A (en) | Staggered bevel for continuous compression molding tooling dies | |
US11718063B2 (en) | Splice joint in laminate composite structure | |
RU2722885C1 (en) | Method of producing reinforcing plates of flexible support hinge | |
CN102837433A (en) | Laying-up method for non-planar composite material components | |
WO2009083531A1 (en) | A tubular element, the related method and tools to produce it | |
CN107000337B (en) | Tubular semifinished method is formed by fiber reinforced plastic materials | |
CN206528102U (en) | A kind of T-shaped Material Stiffened Panel forming frock of composite | |
CN110526727B (en) | Ceramic matrix composite structure and preparation method thereof | |
US3074839A (en) | Method of making honeycomb material | |
CN111169043A (en) | Preparation method of 'J' -shaped reinforced wall plate preformed body suitable for RFI process | |
CN110820169B (en) | T-shaped structure fiber needling preform | |
CN109878105B (en) | Fiber layering method for wind power blade manufacturing | |
US3067707A (en) | Apparatus for making spirally wrapped multi-layer body construction | |
CA2546726C (en) | Method for production of sandwich panel core from composites | |
RU2658722C1 (en) | Folded panel filler | |
RU2702583C1 (en) | Method of making composite filler from composite materials for multilayer panels | |
CN113844078A (en) | Preparation method of ultra-light multi-feature skin-free framework type composite shell | |
RU2267404C2 (en) | Method of manufacture of a pleated filler out of composite materials for production of sandwich panels | |
JP2016182776A (en) | RTM molding method | |
RU2771885C1 (en) | Method for manufacturing a multilayer rotary shell with outer ring thickenings and protrusions | |
US1496164A (en) | Tire carcass |