Патент на изобретение №2367835

(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПОЛИМЕРНОГО ШЛАНГА В ДВУХ СЕТЧАТЫХ ОПЛЕТКАХ

(57) Реферат:

Изобретение относится к способам изготовления армированных металлическими оплетками полимерных шлангов. Технический результат изобретения – повышение гидростатической прочности шланга. Полимерную камеру насаживают на дорн и покрывают двумя располагаемыми друг на друге слоями сетчатых оплеток, при этом пряди каждой из оплеток направляют перекрестно, переплетают между собой и укладывают на шланг по винтовой линии, при этом соотношение между значениями углов наклона винтовых линий к продольной оси шланга при укладке прядей в оплетках первого и второго слоев, угол наклона , ₁ при укладке прядей первого слоя назначают в пределах 0<₁<55°44, а соответствующий ему угол наклона ₂ при укладке прядей второго слоя устанавливают из условия равновесия оплеток по формуле:

где

m₁ и m₂ – плотности укладки проволок в оплетках первого и второго слоев;

d₁ и d₂ – диаметры проволок в оплетках первого и второго слоев соответственно;

E₁ и Е₂ – модули упругости материала в оплетках первого и второго слоев соответственно;

t – толщина стенки полимерной камеры;

D_g – диаметр дорна. 2 з.п. ф-лы, 3 ил., 3 табл.

Изобретение относится к способам изготовления армированных металлическими оплетками полимерных, например фторопластовых, шлангов для летательных аппаратов, транспортных средств и промышленного оборудования.

Известен способ-прототип изготовления шланга в двух сетчатых оплетках из проволочных прядей (К.Эванс. Технология рукавов. Перевод с англ. Москва. Издательство «Химия», 1978, стр.15; стр.47; стр.93), в ходе которого резиновую камеру насаживают на дорн и покрывают двумя располагаемыми друг на друге слоями сетчатых оплеток, при этом пряди каждой из оплеток направляют перекрестно, переплетают между собой и укладывают на шланг по винтовым линиям с равновесными углами наклона к его продольной оси: ₁=₂=54°44′.

Однако гидростатическая прочность полимерного шланга в двух сетчатых оплетках, изготовленного с применением способа-прототипа, минимальна по причинам:

– равенства равновесных углов в оплетках первого и второго слоев ₁=₂=54°44′;

– отсутствия оптимальных соотношений для диаметров проволок и модулей упругости их материалов между оплетками первого и второго слоев.

Предложенный способ изготовления полимерного шланга в двух сетчатых оплетках направлен на повышение его гидростатической прочности.

Поставленная задача достигается способом изготовления полимерного шланга в двух сетчатых оплетках из проволочных прядей, в ходе которого полимерную камеру насаживают на дорн и покрывают двумя располагаемыми друг на друге слоями сетчатых оплеток, при этом пряди каждой из оплеток направляют перекрестно, переплетают между собой и укладывают на шланг по винтовым линиям. В отличие от существующего способа пряди первого и второго слоев укладывают на шланг по винтовым линиям с углами наклона к его продольной оси, значения которых устанавливают из соотношений:

0<₁<54°44′

где: ₁ и ₂ – значения углов наклона винтовых линий к продольной оси шланга при укладке прядей в оплетках первого и второго слоев соответственно;

m₁ и m₂ – плотности укладки проволок в оплетках первого и второго слоев соответственно, %;

d₁ и d₂ – диаметры проволок в оплетках первого и второго слоев соответственно, мм;

E₁ и Е₂ – модули упругости материала проволок в оплетках первого и второго слоев соответственно, кгс/мм²;

t – толщина стенки полимерной камеры, мм;

D_д – диаметр дорна, мм.

Предлагаемый способ имеет также другие отличия, заключающиеся в том, что:

– пряди в оплетках первого и второго слоев составляют из проволок, диаметры которых соотносятся между собой как:

– пряди в оплетках первого и второго слоев составляют из проволок, модули упругости материалов которых соотносятся между собой как:

Повышение гидростатической прочности полимерного шланга в двух сетчатых оплетках достигается:

1. Новым соотношением между значениями углов наклона винтовых линий к продольной оси шланга при укладке прядей в оплетках первого и второго слоев. При этом угол наклона ₁ при укладке прядей первого слоя назначают в пределах 0<₁<54°44′, а соответствующий ему угол наклона ₂ при укладке прядей второго слоя устанавливают из условия равновесия оплеток в целом по формуле:

2. Оптимальным соотношением между диаметрами проволок в прядях оплеток первого и второго слоев, усиливающим положительный эффект (d₂/d₁1).

3. Оптимальным соотношением между модулями упругости материалов оплеток первого и второго слоев, усиливающим положительный эффект (E₂/E₁l).

Перечень графических изображений:

Фиг.1. Операция 1. Насаживание полимерной камеры на дорн.

Фиг.2. Операция 2. Покрытие полимерной камеры первым слоем сетчатой оплетки.

Фиг.3. Операция 3. Покрытие полимерной камеры вторым слоем сетчатой оплетки.

Реализация предлагаемого способа изготовления полимерного шланга в двух сетчатых оплетках из проволочных прядей осуществляется последовательным выполнением следующих операций.

Операция 1 (фиг.1). Насаживание полимерной камеры 1 (трубки с размерами D_д×t) на оплеточный дорн 2 диаметром D_д; подача дорна с камерой в оплеточную машину.

Операция 2 (фиг.2). Покрытие полимерной камеры 1 первым слоем сетчатой оплетки 3. Пряди оплетки составляют из проволок диаметром d₁ и модулем упругости материала E₁. Значение угла наклона ₁ прядей оплетки устанавливают в пределах

0<₁<54°44′ и обеспечивают настройкой оплеточной машины.

Операция 3 (фиг.3). Покрытие полимерной камеры 1 вторым слоем сетчатой оплетки 4. Значение угла наклона ₂ прядей оплетки устанавливают в зависимости от значения угла наклона ₁ (см. операцию 2) по формуле:

и обеспечивают настройкой оплеточной машины. При этом пряди оплетки составляют из проволок, обеспечивая выполнение следующих соотношений:

Операция 4. Съем готового шланга с оплеточного дорна. В качестве примеров представлены три варианта реализации предлагаемого способа изготовления шланга D_y=D_д=18 мм с полимерной камерой в виде фторопластовой трубки с размерами D_y×t=18 мм×1,35 мм (см. табл.1-3).

Плотность оплеток первого и второго слоев принята одинаковой (m₁=m₂=85%).

Оборудование, использованное при реализации способа: машина оплеточная «Унидра-32» (на 32 пряди); дорн оплеточный D_д=18 мм.

Последовательность реализации способа показана выше.

Из показанных вариантов реализации предлагаемого способа изготовления полимерного шланга в двух сетчатых оплетках видно, что:

1. Гидростатическая прочность шланга минимальна при равновесных углах наклона прядей в обеих оплетках, т.е. при ₁,=₂=54°44′.

2. Гидростатическая прочность шланга отчетливо возрастает с уменьшением угла ₁ при условии выполнения соотношений:

<₁<54°44′

При этом положительный эффект (Р_max/Р_min), достигнутый в показанных примерах, усиливается, если для проволок оплеток выполняются соотношения:

Предлагаемый способ изготовления полимерного шланга в двух сетчатых оплетках обеспечивает заметное повышение его гидростатической прочности.

Формула изобретения

1. Способ изготовления полимерного шланга в двух сетчатых оплетках из проволочных прядей, в ходе которого полимерную камеру насаживают на дорн и покрывают двумя располагаемыми друг на друге слоями сетчатых оплеток, при этом пряди каждой из оплеток направляют перекрестие, переплетают между собой и укладывают на шланг по винтовой линии, отличающийся тем, что пряди первого и второго слоев укладывают на шланг по винтовым линиям с углами наклона к его продольной оси, значения которых устанавливают из соотношений:
0<₁<54°44′

где ₁ и ₂ – значения углов наклона винтовых линий к продольной оси шланга при укладке прядей в оплетках первого и второго слоев соответственно;
m₁ и m₂ – плотности укладки проволок в оплетках первого и второго слоев соответственно, %;
d₁ и d₂ – диаметры проволок в оплетках первого и второго слоев соответственно, мм;
E₁ и Е₂ – модули упругости материала проволок в оплетках первого и второго слоев соответственно, кгс/мм;
t – толщина стенки полимерной камеры, мм;
D_d – диаметр дорна, мм.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что пряди в оплетках первого и второго слоев составляют из проволок, диаметры которых соотносятся между собой, как:

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что пряди в оплетках первого и второго слоев составляют из проволок, модули упругости материалов которых соотносятся между собой, как:

РИСУНКИ