RU91931U1

RU91931U1 - DEVICE FOR CURING COMPOSITE MATERIALS

Info

Publication number: RU91931U1
Application number: RU2009146579/22U
Authority: RU
Inventors: Александр Григорьевич Мелехин; Александр Михайлович Минченков
Original assignee: Открытое акционерное общество Научно-производственное объединение "Искра"
Priority date: 2009-12-15
Filing date: 2009-12-15
Publication date: 2010-03-10

Abstract

Устройство для отверждения композиционных материалов, содержащее корпус и крышку с фланцами, скрепляемыми бандажом, состоящим из двух полуколец, соединяемых между собой при помощи резьбовых стяжек, отличающееся тем, что посредине каждого из полуколец бандажа снизу установлен ролик, а на корпусе размещена жестко скрепленная с ним кольцевая пластина, на которой выполнены две диаметрально противоположно расположенные направляющие для перемещения роликов, например пазы, причем каждая направляющая снабжена ограничителем перемещения ролика, установленным на периферии кольцевой пластины.A device for curing composite materials, comprising a housing and a cover with flanges fastened with a bandage consisting of two half rings connected by threaded couplers, characterized in that a roller is installed in the middle of each of the half rings of the bandage and the body is rigidly attached to it an annular plate on which two diametrically opposed guides are provided for moving the rollers, for example grooves, each guide being provided with a limiter for moving the role mounted on the periphery of the annular plate.

Description

Полезная модель относится к технологии изготовления изделий из композиционных материалов, а именно, оболочек вращения для силовых конструкций, например, раструбов сопловых блоков ракетных двигателей на твердом топливе (РДТТ).The utility model relates to the technology of manufacturing products from composite materials, namely, shells of rotation for power structures, for example, sockets of nozzle blocks of solid propellant rocket engines (solid propellant rocket engines).

При изготовлении изделий из композиционных материалов формируют пакет исходного материала, пропитывают полученный пакет связующим и помещают его в устройство для отверждения.In the manufacture of products from composite materials form a package of source material, impregnate the resulting package with a binder and place it in a curing device.

Известно устройство для отверждения композиционных материалов, содержащее корпус и крышку со скрепляемыми между собой фланцами (см., например, И.М.Буланов, В.В.Воробей. Технология ракетных и аэрокосмических конструкций из композиционных материалов. - М.: Издательство МГТУ им. Н.Э.Баумана, 1998 г. - стр.146-148).A device for curing composite materials is known, comprising a body and a cover with flanges fastened together (see, for example, I.M. Bulanov, V.V. Vorobey. Technology of rocket and aerospace structures from composite materials. - M.: Publishing House of MGTU im N.E. Bauman, 1998 - p. 146-148).

Отверждение композиционных материалов при изготовлении раструбов сопловых блоков РДТТ производится под воздействием высокого давления и повышенной температуры, что приводит к значительным нагрузкам на элементы крепления фланца крышки к фланцу корпуса в процессе работы устройства.The curing of composite materials in the manufacture of sockets of solid propellant nozzles blocks is carried out under the influence of high pressure and elevated temperature, which leads to significant loads on the fastening elements of the cover flange to the body flange during operation of the device.

Прочность элементов крепления фланцев может быть недостаточной, особенно при больших габаритах изготавливаемых изделий, поэтому для скрепления фланцев целесообразно применять бандажное кольцо.The strength of the fastening elements of the flanges may be insufficient, especially with the large dimensions of the manufactured products, so it is advisable to use a retaining ring to fasten the flanges.

Известно устройство для отверждения композиционных материалов, содержащее корпус и крышку с фланцами, скрепляемыми бандажом (патент РФ №2322351) - прототип.A device for curing composite materials is known, comprising a body and a cover with flanges fastened with a bandage (RF patent No. 2322351) - prototype.

В этом устройстве бандаж обеспечивает прочное скрепление крышки с корпусом, полностью исключающее возможность нарушения целостности стыка и последующей разгерметизации устройства под воздействием высоких давления и температуры в процессе отверждения композиционного материала.In this device, the bandage provides a strong bonding of the lid with the body, completely eliminating the possibility of violating the integrity of the joint and subsequent depressurization of the device under the influence of high pressure and temperature during the curing of the composite material.

Для обеспечения возможности установки и удобства при эксплуатации бандаж выполняют из двух полуколец, соединяемых между собой резьбовыми стяжками.To ensure the possibility of installation and ease of use, the bandage is made of two half rings connected by threaded ties.

Однако, для надежного скрепления фланцев крышки и корпуса известного устройства бандаж должен быть массивным, особенно при изготовлении крупногабаритных деталей, при этом вес бандажа может достигать значительной величины.However, for reliable fastening of the flanges of the lid and the body of the known device, the bandage must be massive, especially in the manufacture of large parts, while the weight of the bandage can reach a significant value.

При эксплуатации требуется многократно производить сборку и разборку устройства для отверждения.During operation, it is required to repeatedly assemble and disassemble the curing device.

При сборке и разборке известного устройства после откручивания гаек и отведения полуколец бандажа от фланцев корпуса и крышки, например, при помощи крана, полукольца бандажа находятся на весу, что не исключает возможность поверхностных повреждений из-за соприкосновения полуколец бандажа друг с другом и со стенкой корпуса устройства и с крышкой, при этом могут быть повреждены различные элементы, устанавливаемые на корпусе и крышке: датчики давления, выводы термопар, электронагреватели, трубопроводы вакуумной системы и т.п.When assembling and disassembling a known device after loosening the nuts and removing the half rings of the band from the flanges of the body and the cover, for example, by means of a crane, the half rings of the band are in weight, which does not exclude the possibility of surface damage due to the contact of the half rings of the band with each other and with the wall of the body devices and with a cover, in this case various elements installed on the body and cover may be damaged: pressure sensors, thermocouple leads, electric heaters, vacuum system pipelines, etc.

Таким образом, при эксплуатации известного устройства для отверждения композиционных материалов не обеспечивается требуемая технологичность подготовки к работе устройства для отверждения композиционного материала и разборки после проведения работ, так как процесс сборки и разборки бандажа является трудоемкой операцией, при этом не исключается возможность поверхностных повреждений элементов устройства.Thus, the operation of the known device for curing composite materials does not provide the required manufacturability for preparing the device for curing composite material and disassembling after work, since the process of assembling and disassembling the bandage is a laborious operation, and the possibility of surface damage to the elements of the device is not excluded.

Технической задачей данного изобретения является повышение технологичности подготовки к работе устройства для отверждения композиционных материалов и разборки после проведения работ за счет облегчения операции проведения сборки и разборки бандажа и гарантированного исключения при этом возможности поверхностных повреждений элементов устройства.The technical task of this invention is to increase the manufacturability of the preparation for operation of the device for curing composite materials and disassembly after work by facilitating the operation of assembling and disassembling the bandage and the guaranteed elimination of the possibility of surface damage to the elements of the device.

Технический результат достигается тем, что в устройстве для отверждения композиционных материалов, содержащем корпус и крышку с фланцами, скрепляемыми бандажом, состоящим из двух полуколец, соединяемых между собой при помощи резьбовых стяжек, посредине каждого из полуколец бандажа снизу установлен ролик, а на корпусе размещена жестко скрепленная с ним кольцевая пластина, на которой выполнены две диаметрально противоположно расположенные направляющие для перемещения роликов, например, пазы, причем каждая направляющая снабжена ограничителем перемещения ролика, установленным на периферии кольцевой пластины.The technical result is achieved by the fact that in the device for curing composite materials containing a housing and a cover with flanges fastened by a bandage consisting of two half rings connected by threaded couplers, a roller is installed in the middle of each of the half rings of the bandage and the housing is rigidly placed an annular plate attached to it, on which two diametrically opposed guides are provided for moving the rollers, for example, grooves, each guide being provided with a limit The roller movement is mounted on the periphery of the annular plate.

Установка посредине каждого из полуколец бандажа снизу ролика и размещение на корпусе жестко скрепленной с ним кольцевой пластины, на которой выполнены две диаметрально противоположно расположенные направляющие для перемещения роликов, например, пазы, позволяет использовать кольцевую пластину в качестве опоры для полуколец бандажа при их подведении к фланцам корпуса и крышки и при их отведении от фланцев корпуса и крышки после откручивания гаек при разборке бандажа, при этом ролик перемещается по направляющей.The installation in the middle of each of the half-rings of the bandage from the bottom of the roller and the placement on the body of a rigidly fixed ring plate with two diametrically opposed guides for moving the rollers, for example, grooves, allows the use of the ring plate as a support for the half-rings of the band when they are brought to the flanges case and cover and when they are removed from the flanges of the case and cover after unscrewing the nuts when disassembling the brace, while the roller moves along the guide.

Снабжение каждой направляющей ограничителем перемещения ролика, установленным на периферии кольцевой пластины, позволяет ограничить расстояние, на которое перемещается ролик по направляющей при отведении полуколец бандажа в процессе разборки и тем самым исключить возможность выхода ролика из направляющей, что обеспечивает безопасность проведения работ по разборке бандажаProviding each guide with a roller limiter mounted on the periphery of the annular plate allows you to limit the distance that the roller moves along the guide when retracting the half rings of the band during disassembly, thereby eliminating the possibility of the roller coming out of the rail, which ensures the safety of disassembling the band

На фиг.1 показана конструктивная схема устройства.Figure 1 shows a structural diagram of the device.

На фиг.2 показан вид на устройство сверху.Figure 2 shows a top view of the device.

Устройство для отверждения композиционных материалов содержит корпус 1 с фланцем 2 и крышку 3 с фланцем 4.A device for curing composite materials contains a housing 1 with a flange 2 and a cover 3 with a flange 4.

Внутри корпуса 1 размещена формообразующая оправка 5.Inside the housing 1 is placed shaping mandrel 5.

Фланец 2 корпуса 1 и фланец 4 крышки 3 скреплены бандажом 6.The flange 2 of the housing 1 and the flange 4 of the cover 3 are fastened with a bandage 6.

Бандаж 6 состоит из двух полуколец 7 и 8, соединяемых между собой при помощи двух поворотных резьбовых стяжек 9 с гайками 10The bandage 6 consists of two half rings 7 and 8, interconnected using two rotary threaded ties 9 with nuts 10

Поворотные резьбовые стяжки 9 одним концом шарнирно закреплены в приливе, выполненном на одном из полуколец (7 или 8) бандажа 6, а второй конец с резьбой при повороте стяжки 9 в шарнире входит в паз, выполненный в приливе второго полукольца (8 или 7).Swivel threaded ties 9 at one end are pivotally mounted in a tide made on one of the half rings (7 or 8) of the brace 6, and the second end with thread when turning the tie 9 in the hinge enters the groove made in the tide of the second half ring (8 or 7).

Посредине полуколец 7 и 8 снизу жестко закреплена ось 11, на которой установлен ролик 12.In the middle of the semicircles 7 and 8, the axis 11 on which the roller 12 is mounted is rigidly fixed from the bottom.

Ось 11 с роликом 12 закреплена в специальном держателе, устанавливаемом в выборке материала, выполненной в полукольцах 7 и 8 бандажа 6.The axis 11 with the roller 12 is fixed in a special holder installed in a sample of material made in half rings 7 and 8 of the brace 6.

Под бандажом 6 размещена горизонтально расположенная кольцевая пластина 13, на поверхности которой выполнены две диаметрально противоположно расположенные направляющие 14, имеющие, например, вид несквозного паза.Under the bandage 6 there is a horizontally arranged annular plate 13, on the surface of which two diametrically opposed guides 14 are made, having, for example, a kind of a through groove.

Кольцевая пластина 13 жестко скреплена с корпусом 1 (приварена по всему периметру внутреннего торца к наружной стенке корпуса 1) и выполнена переменной ширины в радиальном направлении, при этом в зонах направляющих 14 ширина пластины 13 максимальная.The annular plate 13 is rigidly bonded to the housing 1 (welded around the entire perimeter of the inner end to the outer wall of the housing 1) and is made of variable width in the radial direction, while in the areas of the guides 14 the width of the plate 13 is maximum.

Направляющие 14 выполнены напротив роликов 12, начинаются от стыка внутреннего торца кольцевой пластины 13 с наружной стенкой корпуса 1 и проходят до периферии кольцевой пластины 13.The guides 14 are made opposite the rollers 12, start from the junction of the inner end of the annular plate 13 with the outer wall of the housing 1 and extend to the periphery of the annular plate 13.

На периферии кольцевой пластины 13, в зоне каждой направляющей 14, жестко закреплен заглушающий выход направляющей 14 ограничитель 15 перемещения ролика 12, выполненный в виде планки, приваренной к наружному торцу кольцевой пластины 13.At the periphery of the annular plate 13, in the area of each guide 14, a damping exit of the guide 14 is rigidly fixed to the limiter 15 for moving the roller 12, made in the form of a strip welded to the outer end of the annular plate 13.

Ось 11 ролика 12 расположена перпендикулярно направляющей 14, при этом ось 11 ролика 12 смещена вниз к поверхности кольцевой пластины 13 и расположена на таком расстоянии от поверхности кольцевой пластины 13, при котором будет обеспечен плотный контакт ролика 12 с дном направляющей 14, что позволяет наиболее рационально обеспечить оптимальное взаимодействие опорного ролика 12 с направляющей 14.The axis 11 of the roller 12 is located perpendicular to the guide 14, while the axis 11 of the roller 12 is shifted down to the surface of the annular plate 13 and is located at such a distance from the surface of the annular plate 13, which will ensure tight contact of the roller 12 with the bottom of the guide 14, which allows the most rational to ensure optimal interaction of the support roller 12 with the guide 14.

При подготовке устройства к работе устанавливают формообразующую оправку 5 с композиционным материалом (на фиг. не показан) в корпус 1 устройства.When preparing the device for operation, a forming mandrel 5 with composite material (not shown in FIG.) Is installed in the device body 1.

Устанавливают крышку 3 на корпус 1, размещают полукольца 7 и 8 бандажа 6 на кольцевой пластине 13 таким образом, чтобы ролик 12 входил в направляющую 14 на периферии кольцевой пластины 13, перемещают полукольца 7 и 8 к фланцам 2 и 4, при этом ролик 12 перекатывается по дну направляющей 14, играя роль движущейся опоры полуколец 7 и 8.Install the cover 3 on the housing 1, place the half rings 7 and 8 of the retainer 6 on the ring plate 13 so that the roller 12 fits into the guide 14 on the periphery of the ring plate 13, move the half rings 7 and 8 to the flanges 2 and 4, while the roller 12 rolls along the bottom of the guide 14, playing the role of a moving support of the half rings 7 and 8.

Затем скрепляют фланцы 2 и 4, соединяя полукольца 7 и 8 между собой закручиванием гаек 10 на поворотных стяжках 9.Then fasten the flanges 2 and 4, connecting the half rings 7 and 8 with each other by tightening the nuts 10 on the rotary ties 9.

После окончательной сборки устройства закачивают в корпус 1 под давлением рабочую жидкость, включают электронагреватели (на фиг. не показаны) и производят отверждение композиционного материала на формообразующей оправке 5.After the final assembly of the device, the working fluid is pumped into the housing 1 under pressure, the electric heaters are turned on (not shown in FIG.), And the composite material is cured on the forming mandrel 5.

После отверждения и охлаждения сбрасывают давление в корпусе 1, откручивают гайки 11, отводят поворотные стяжки 9, освобождая полукольца 7 и 8 бандажа 6, перемещают полукольца 7 и 8 от фланцев 2, 4 корпуса 1 и крышки 3, при этом ролик 12 перекатывается по дну направляющей 14 на кольцевой пластине 13, играя роль движущейся опоры полуколец 7 и 8, а ограничитель 15 перемещения ролика 12 исключает возможность выхода ролика 12 из направляющей 14.After curing and cooling, the pressure in the housing 1 is relieved, the nuts 11 are unscrewed, the turnbuckles 9 are removed, releasing the half rings 7 and 8 of the retainer 6, the half rings 7 and 8 are moved from the flanges 2, 4 of the housing 1 and the cover 3, while the roller 12 rolls along the bottom guide 14 on the annular plate 13, playing the role of a moving support of the semirings 7 and 8, and the limiter 15 of the movement of the roller 12 eliminates the possibility of the output of the roller 12 from the guide 14.

После чего снимают бандаж 6 и производят окончательную разборку устройства.Then remove the bandage 6 and make the final disassembly of the device.

В предлагаемом устройстве для отверждения композиционных материалов упрощается сборка и разборка бандажа, повышается технологичность процесса сборки и разборки при одновременном обеспечении надежного скрепления фланцев корпуса и крышки устройства и исключении поверхностных повреждений при сборке и разборке устройства.The proposed device for the curing of composite materials simplifies the assembly and disassembly of the bandage, increases the manufacturability of the assembly and disassembly process, while ensuring reliable fastening of the flanges of the housing and the cover of the device and eliminates surface damage during assembly and disassembly of the device.

Предлагаемая полезная модель применяется при изготовлении ряда особо ответственных изделий из композиционных материалов - высококачественных крупногабаритных деталей сопловых блоков ракетных двигателей на твердом топливе (РДТТ).The proposed utility model is used in the manufacture of a number of particularly critical products from composite materials - high-quality large-sized parts of nozzle blocks of solid propellant rocket engines (solid propellant rocket engines).

Claims

A device for curing composite materials, comprising a housing and a cover with flanges fastened with a bandage consisting of two half rings connected by threaded couplers, characterized in that a roller is installed in the middle of each of the half rings of the bandage and the body is rigidly attached to it an annular plate on which two diametrically opposed guides are provided for moving the rollers, for example grooves, each guide being provided with a limiter for moving the role mounted on the periphery of the annular plate.