SU493366A1

SU493366A1 - Forming head for fiberglass

Info

Publication number: SU493366A1
Application number: SU869902A
Authority: SU
Inventors: Давид Исаакович Кваша; Наум Григорьевич Аврутин
Priority date: 1963-12-09
Filing date: 1963-12-09
Publication date: 1975-11-28

Description

1one

Формирующа головка дл получени стеклопластиков с ориентированным наполнителем из предварительно напр женных волокон применима дл производства армированных стекловолокном пластиков как при изготовлении деталей выпуклого замкнутого контура па оправках и каркасах, имеющих ось вращени , перпендикул рную оси схода волокна с формирующей головки, так и дл окожущивани деталей, с целью повышени прочпостных данных, электроизол ционных характеристик , термостойкости, хемостойкости и т. д.The shaping head for the production of fiberglass with oriented filler from pre-stressed fibers is applicable for the production of glass-fiber-reinforced plastics both in the manufacture of parts of a convex closed loop on mandrels and carcasses having a rotation axis perpendicular to the axis of derailment of the fiber from the forming head, and for fitting parts, in order to increase strength data, electrical insulation characteristics, heat resistance, chemical resistance, etc.

Стеклопластики, полученные при помощи формирующей головки, благодар своим высоким физико-механическим характеристикам могут быть исиользованы в электротехнике, строительстве, топливной и химической промышленности , автомобилестроении, судостроении , авиационной и ракетной технике.Fiberglass, obtained by means of the forming head, due to its high physicomechanical characteristics can be used in electrical engineering, construction, fuel and chemical industries, automotive industry, shipbuilding, aviation and rocket technology.

Существующие методы изготовлени стеклопластиковых изделий из стекловолокна формирующими устройствами примен ютс , главиым образом, дл производства труб. Широкое распространение получили способы ви-нтовой обмотки оправки жгутами (ровницей), стеклолентой и одновременно жгутами или стеклолентой с укладкой продольных жгутов. При производстве стеклопластиков такими методами примен ют либо машины типа токарпого станка, в которых сердечник (оирав2Existing methods for manufacturing fiberglass fiberglass products by forming devices are applied, in a glassed way, for the production of pipes. Widespread methods of screw winding mandrel harnesses (rovnite), fiberglass and at the same time with harnesses or glass tape with laying longitudinal harnesses. In the production of glass-reinforced plastics such methods are used either machines of the type tokopa machine in which the core (orav2

ка) вращаетс в определенном направлении, а наполнитель подаетс специальным устройством , осуществл ющим винтовую намотку, либо машины, устройство которых аналогично машинам дл оплетки кабел , в которых лента или ровница сами вращаютс вокруг сердечника , двигающегос в горизонтальном или вертикальном направлени х. Педостатком полученных такими методами труб вл етс сравнительно низка их прочность в осевом направлении. Эти трубы опасно также подвергать напр жени м на изгиб, поскольку в наиравленпи сжати материала может вози )1кнуть pacCvToenne. Дл устранени указаииых недостатков существуют укладчики, способные в зоне формовки трубы на небольщой длине укладывать слои иродольиых и поперечных стекловолокон, заранее пропитанных или пропитываемых в процессе укладки св зующим . В сформованных при помощи этих укладчиков трубах продольное волокно, обеспечивающее прочность трубы в осевом направлении , укладываетс не напр женпым. Создаваемое предварительное напр л епие теми или иными иат жиыми устройствами тер етс при укладке продольного волокна на укладчиках из-за иедостаткрв процесса формировани трубы.k) rotates in a certain direction, and the filler is fed by a special device performing screw winding, or machines whose device is similar to cable braiding machines in which the tape or rove rotates itself around a core moving in horizontal or vertical directions. The problem with pipes obtained by such methods is their relatively low strength in the axial direction. It is also dangerous to subject these pipes to bending stresses, since compression of the material can result in direct compression of the pacCvToenne. In order to eliminate such shortcomings, there are pavers capable of laying layers of irodol and transverse glass fibers pre-impregnated or impregnated with a binder in the process of laying in a pipe-forming area over a short length. In tubes formed with the help of these tillers, the longitudinal fiber ensuring the strength of the tube in the axial direction is laid unstressed. The prefabrication generated by one or another iathe device is lost when the longitudinal fiber is laid on the pavers due to the poor state of the pipe formation process.

Продольна нить укладываетс в виде зигзага , вершины каждой петли которого зафиксированы прижимными поперечными нит ми. Данные укладчики {инерционные и безынерционные ) не могут положить протюльную нить таким образом, чтобы она еохранила ири укладке то нанр жение, которое ей было сообщено нат жным устройством.The longitudinal thread is laid out in the form of a zigzag, the tops of each loop of which are fixed by clamping transverse threads. These handlers (inertial and inertia-free) cannot lay a scaffold in such a way that it saves the installation that it was informed to by the tensioning device.

Предлагаема формируюоиш головка позвол ет укладывать нредварительно паир женные волокна как поперечные, так и продольные .The proposed forming head allows laying of pre-paired fibers, both transverse and longitudinal.

Необходимость укладки предварительно напр женных волокон диктуетс следуюнщми причинами.The need to stack pre-stressed fibers is dictated by the following reasons.

При полимеризации смола значительно сжимаетс , вследетвие чего етеклозолокио сжимаетс в такой же степени, что происходггт за счет его отклонени от линии, по которой оно намотано на сердечник. При иснользоваиии трубы под нагрузкой смола должна выдерживать все напр л еии до того момента, пока ие выпр митс и не примет на себ пагрузку стекловолокно. Следовательно, укладка волокна предварительно напр женного до такой степени, когда после полимеризации смола останетс фактически в сжатом состо нии , а волок о находитс под напр жением , приведет к тому, что волокна сразу смогут восприн ть нагрузку без разруп1епи смолы или нарушени св зи с.молы со стекловолокном .During the polymerization, the resin is significantly compressed, as a result of which the etezolokio is compressed to the same extent that it occurs due to its deviation from the line along which it is wound on the core. When using a pipe under load, the resin must withstand all the conditions until the moment it is rectified and it does not take on glass fiber loading. Therefore, laying the fiber pre-stressed to such an extent that after the polymerization the resin remains virtually compressed and the fiber is under tension will cause the fibers to immediately absorb the load without breaking the resin or disrupting the connection. moles with fiberglass.

Предварительное напр жение волокон способствует удалению воздуха и газа, некоторое количество которых еодержитс в сло х стеклоиаполнител , иначе смачивание смолой будет слабое, что приведет к расслоению стеклопластика , так как волокна и смола не смогут действовать совмеетио.The fiber pre-tension helps to remove air and gas, some of which is contained in the glass and filler layers, otherwise wetting with resin will be weak, which will lead to fiberglass separation, since the fibers and resin will not be able to act together.

Сохранение хорошего смачиваии и контакта между смолой и стекловолокном необходимо не только дл получени прочностных характеристик стеклоггластика, по и дл обеспечени его высокого химического соиротивлени , так как эффективное емачивание стекловолокна смолой способствует повыпкчигю химичеекой устойчивоети стеклопластика.Maintaining good wetting and contact between the resin and fiberglass is necessary not only to obtain the strength characteristics of glassglass, but also to ensure its high chemical resistance, since effective removal of fiberglass to the resin contributes to the chemical stability of fiberglass.

Дл сохранепи предварительного напр жени в процессе укладкн в предлагаемой формирующей головке применен вращающийс диск, в центральном отверстии которого установлена отиоеительно неподвижпа направл юща ноперечиых елоес стеклоарматуры. Это дает возможность продольному волокну при огибании крайних поперечпых волокоп сохранить предварительное напр жение п хорошо фиксироватьс на достаточно жестких поперечных нит х. При этом вс система продольных н поперечных ннтей образует настолько прочную структуру, что позвол ет формировать не только трубы, по и прочие профили замкнутого Бып клого контур;:, ;i также окожушивать детал;; 1ере: :енно о сечени .In order to preserve the prestressing in the process of stacking, a rotating disk is used in the proposed forming head, in the central hole of which a directionally shifting guide glass is installed. This makes it possible for the longitudinal fiber, when bending around the extreme transverse fibers, to retain the prestress n, to be well fixed on sufficiently rigid transverse threads. At the same time, the entire system of longitudinal and transverse nanometers forms such a strong structure that it allows to form not only pipes, but also other profiles of a closed circuit;;,; i also burn the part ;; Ter:: about the section.

Па фиг. 1 показан общий вид предлагаемой формирующей головки дл производства стеклопластиков из предварительио иа.пр шигPa figs. 1 shows a general view of the proposed shaping head for the production of glass-reinforced plastics from precursors.

в процессе формиров;и1ин тр/бы .двум поперечными и одной П1юдольиой нит ми (развертка ); на фиг. 3 - - схема укладки стекловолокнистых нитей в процессе формировани трубы двум попереч1Из1ми и двум продольпы .ми нит м; ii;)n вел 1чепии niara намотки поперечных нитей вдвое (развертка).in the process of formation; i1 tr / would be two transverse and one single thread (sweep); in fig. 3 - - a scheme for laying glass fibers in the process of forming a pipe with two transverse and two longitudinal threads; ii;) n led 1pc niara winding transverse threads twice (scan).

Формирующа головка предиазначена дл укладкн на онравку или каркас в определенном пор дке предварительпо напр женных стекл нных волокон, в результате чего образуетс структура, состо 1н,а 1:з продольных и поперечных волокон.The forming head is predisposed for stacking on the frame or skeleton in a certain order of pre-tensioned glass fibers, resulting in a structure consisting of 1n and 1: from the longitudinal and transverse fibers.

Формирующ.а головка содержит вращающийс диск с бобинами 2 стекловолокна; круговую направл ющую 3, жеетко скрепленную со станиной 4; напраБл юиьос устр01 ;ство 5 поперечных волокон, которое смонтировано на станине; электродвигатель 6 с насаженной на валу шестерней 7.The forming head contains a rotating disk with reels 2 glass fibers; circular guide 3, zastoko fastened to the bed 4; The device has 5 transverse fibers, which is mounted on the frame; an electric motor 6 with gear 7 mounted on a shaft.

Врапгающийс диск I нредставл ет собой зубчатое колеео с центральным отверстие., сквозь которое пропускаетс паправл юп ее хетройство 5 поперечных волокон. Вран;еннели диска с бобинами стскловолО) осуптествл етс укладка продольных Н1:тей.The wringing disk I has a toothed rut with a central opening through which the cutting of 5 transverse fibers passes. Vran; ennely disk with reels (stlovolovO) prevented laying longitudinal H1: tei.

Па 1равл юп,ос устройство состоит нз системы роликов, обеслечивающе; напра}зле11;1е подачи поперечны ; БОЛОКОП.Pa 1ravl yp, the device consists of nz system of rollers, obeslechivayusche; for example} 11; 1e feeds are transverse; BOLOKOP

Сматыва сь с бобин iJjпyл pникa. стскл ипыс волокна через патижпые устройства, создаюп1::е предварительное напр жение, попадают на паправл юп.ег; устройство 5, откуда поступают к оправке или каркасу 8 в зоне формнровани , где и пав; ваюте па оправку пли каркас, образу слои поперечпых питей. В обойму 9 врапи;юи1сгос диека I вкладываетс бобина 2. Сматываютцеес с бобины стекловолокно, проход через нат жное устройство 10 н поводок П, уклады; аетс вокруг поперечных волокон, образу продольпую ол;1етку . Дпек 1, базиру1оп;пйс па 1 р г-овой паиравл ющс 3, жестко скреплеппой со стапипой 4, по: участ врап;ен1:е от элект)о; 31Иател 6 через и:естерпю 7.Get off the reels iJjpyl pnika. Sticl ipys fibers through plane devices, creating a pre-stress, are placed on a port; the device 5, from where it comes to the mandrel or the frame 8 in the forming zone, where is the pad; Watch the frame or frame to form layers of transverse drinks. A reel 2 is inserted into the cage 9 of the wrenches; yu1sgos dike I; Winding a fiberglass from a reel, passing through a tensioning device 10 n lead P, ways; wound around the transverse fibers, forming a longitudinal ol; 1 mesh. Dipek 1, bazirivop; price pa 1 r g-ovoy paaravluschus ts 3, rigidly with a staple with stapipy 4, on: partakes wrap; en1: e from elec) o; 31 Saturn 6 through and: ester 7.

Благодар . что пот-.одок 11 д.впукстс вокруг паиравл юпсго устройства 5, продольное волокпо огибает достаточно жесткие крайние нопереч1И;;С жгут: етс при этом па HITX, не варите,тьпого н пр женл , дано нaт жпы : -ст)ойс:всThanks that sweat-line 11 dvpuksts around the paired device 5, the longitudinal fiber bends around fairly rigid extreme points ;; C harness: at the same time on HITX, do not boil, since it is given, given on: the sun

Па фиг. 2 ::юбражеп участок тр} бы (раззсртка ). па кс/гором схсматичпо ноказапа структура сформпроваппого покрыти , осун;еCTii; ennoro предлагаемой форм ф ЮП1ей головкой . Даппа структур;: образована двум ноперечпыми п одпой :родол}зной ипт :1П. Ясно видна фор:лиро 1;л;и; п сформированна зона трубы.Pa figs. 2 :: a plot of tr} would (razsrtka). cc / mountain scsmatichnogo novacapa structure of the formation coating, osun; eCTii; ennoro the proposed form of the head. Dappa structures ;: formed by two different crossings: rhodol} ipt: 1P. Clearly visible odds: lyre 1; l; and; n formed pipe zone.

Па фнг. 3 пзображеи такой же -часток трубы (развертк;;), но структура сфор:.п- роваппого покрыти образована двум поперечными и двум продольными нит ми. Шаг ноперечных нитей при этом увеличен вдвое. Даже при внешнем сравнении разверток, изображенных на фиг. 2 и 3, видно, что нлотность нродольных нитей, составл ющих основу укладки, в обоих случа х одинакова. Но производительность во-втором случае, т. е. при укладке двух продольных нитей, увеличиваетс в два раза. Изменение производительности при всех прочих равных услови х (количество оборотов оправки или каркаса, количество оборотов вращающегос диска формирующей головки, толщина волокон) зависит от количества продольных волокон. Предлагаема формирующа головка позвол ет укладывать различное количество продольных нитей, что достигаетс простым увеличением обойм 9 (см. фиг. 1) вращающегос диска 1, в которые вкладываютс бобины 2. На фиг. 1 изображена формирующа головка , на вращающемс диске которой смонтированы две обоймы с бобинами. Установка двух бобин увеличивает производительность на продольной укладке в два раза и т. д. Возможность изменени количества бобин, т. е. количество одновременно укладываемых продольных нитей, улучшает услови варьировани соотношени прочностей в продольном и поперечном направлени х, так как позвол ет лучше регулировать количество укладываемых в продольном и поперечном направлени х волокон стеклонаполнител . Дл обеспечени необходимой прочности стеклопластика в поперечном (радиальном) направлении между крайними поперечными жгутами укладываетс требуемое число поперечных волокон. Предлагаема формирующа головка может быть смонтирована на каретке, совершающей возвратно-поступательное движение параллельно оси сердечника, каркаса или детали , которую требуетс окожушить. При изготовлении стеклопластиковых труб непрерывным способом на так называемых шаговых оправках, обеспечивающих осевое перемещение труб, формирующа головка устанавливаетс в зоне формировани издели . При помощи предлагаемой формирующей головки можно укладывать как предварительпо пропитанные св зующим стекл нные волокна , так и волокна, которые пропитываютс в процессе укладки. Так как щаг относительного перемещени издели и формирующей головки во много раз меньше ширины укладки, создаетс така структура стеклопластикового покрыти с достаточной прочностью на срез вдоль оси, котора позвол ет подвергать изделие механической обработке (шлифованию, фрезерованию , строжке, точению, нарезке резьбы), не опаса сь расслоени (скалывани ). При помощи формирующей головки можно получать издели различных диаметров, с различной толщиной стенки, местными утолщени ми , конической нарул ной поверхностью , а также окожушивать детали некруглого поперечного сечени , в частности эллиптического и овального. Предмет изобретени Формирующа головка дл получени стеклопластиков с ориентированным в направлении максимальных нагрузок наполнителем из предварительно напр женных волокон, содержаща поворотную оправку и приспособлени дл образовани продольной и поперечной стеклоарматуры, отличающа с тем, что, с целью повышени физико-механических свойств стеклопластиков, приспособление дл получени продольной арматуры выполнено в виде вращающегос диска, в центральном отверстии которого установлена относительно неподвижна направл юща поперечных слоев стеклоарматуры.Pa fng. 3 plozrazhi same -part of pipe (scan ;;), but the structure of the spore: the top cover is formed by two transverse and two longitudinal threads. At the same time, the pitch of the transverse threads is doubled. Even with external comparison of the scans depicted in FIG. 2 and 3, it can be seen that the density of the necrodal threads forming the basis of the stack is the same in both cases. But the productivity in the second case, i.e., when two longitudinal threads are laid, is doubled. The change in productivity with all other conditions being equal (the number of revolutions of the mandrel or frame, the number of revolutions of the rotating disk of the forming head, the thickness of the fibers) depends on the number of longitudinal fibers. The proposed shaping head allows stacking a different number of longitudinal threads, which is achieved by simply increasing the sleeves 9 (see Fig. 1) of the rotating disk 1 into which the spools 2 are inserted. In Fig. Figure 1 shows a shaping head, on a rotating disk of which two clips with reels are mounted. Installing two bobbins increases productivity in longitudinal stacking twice, etc. The ability to change the number of bobbins, i.e., the number of simultaneously stacked longitudinal threads, improves the conditions for varying the strength ratio in the longitudinal and transverse directions, as it allows you to better control the amount stacked in the longitudinal and transverse directions of the fibers of the glass filler. To provide the necessary strength of fiberglass in the transverse (radial) direction between the extreme transverse bundles fit the required number of transverse fibers. The proposed shaping head can be mounted on a carriage that reciprocates parallel to the axis of the core, frame, or part that needs to be burned. In the manufacture of fiberglass pipes in a continuous manner on the so-called stepper mandrels, providing axial movement of the pipes, the forming head is installed in the zone of formation of the product. Using the forming head according to the invention, it is possible to stack both the pre-impregnated glass fibers and the fibers that are impregnated during the laying process. Since the relative movement of the product and the forming head is many times smaller than the laying width, such a fiberglass coating structure is created with sufficient shear strength along the axis, which allows the product to be machined (grinding, milling, gouging, turning, threading), not Danger of stratification (splitting). With the help of a forming head, products of various diameters can be obtained, with different wall thicknesses, local thickenings, a conical broken surface, and also to burn parts of a non-circular cross-section, in particular, elliptical and oval. The subject of the invention A shaping head for obtaining glass-reinforced plastics with a filler made of pre-stressed fibers oriented in the direction of maximum loads, containing a pivoting mandrel and devices for forming longitudinal and transverse glass reinforcement, characterized in that the longitudinal reinforcement is made in the form of a rotating disk, in the central hole of which a relatively fixed direction is installed conductive layers cross stekloarmatury.