Патент на изобретение №2390414
|
||||||||||||||||||||||||||
(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТРУБЫ ИЗ СЛОИСТОГО КОМПОЗИЦИОННОГО МАТЕРИАЛА И ТРУБА ИЗ СЛОИСТОГО КОМПОЗИЦИОННОГО МАТЕРИАЛА
(57) Реферат:
Группа изобретений относится к трубе из слоистого композиционного материала и способу ее изготовления. Способ изготовления трубы включает намотку на оправку внутреннего слоя из стеклопластика, вклеивание промежуточного пенопластового слоя и намотку шпангоутов и наружного слоя из стеклопластика. В промежуточном пенопластовом слое выполняют кольцевые канавки для расположения шпангоутов. Шпангоуты и наружный слой наматывают единой технологической операцией пучком поперечных нитей. Пучки снабжают продольными нитями, используя метод косослойной продольно-поперечной намотки. При этом выполняют загибы продольных нитей при переходе пучка от намотки наружного слоя к намотке шпангоутов и обратно с заполнением каждой канавки упомянутым пучком до формирования шпангоутов. Достигаемый при этом технический результат заключается в повышении технологичности и надежности работы стеклопластиковых труб. 2 н.п. ф-лы, 4 ил.
Группа изобретений относится к области машиностроения и может быть использована при создании коробчатых пусковых труб из слоистого композиционного материала многоугольного сечения для ракет с оперением. Известна пусковая труба по патенту USA Известна пусковая труба по патенту Франции Известен способ изготовления пусковых труб и пусковая труба по RU Известен способ изготовления пусковых труб и пусковая труба по RU Известен способ косослойной продольно-поперечной намотки стеклопластиковых силовых оболочек и силовые оболочки, выполненные этим способом по материалам справочника «Композиционные материалы» под ред. Васильева В.В., М. Машиностроение, 1990 г., стр.46, 47, 473. Известен способ косослойной продольно-поперечной намотки стеклопластиковых силовых оболочек, раскрытый в патенте RU Известна пусковая труба многоугольного сечения, содержащая слои материала и шпангоуты RU Также известен способ изготовления пусковых труб и пусковая труба RU В известном решении реализован способ изготовления трубы из слоистого композиционного материала, включающий намотку на оправку внутреннего слоя из стеклопластика, вклеивание промежуточного пенопластового слоя, намотку шпангоутов и наружного слоя из стеклопластика. Известная труба из слоистого композиционного материала состоит из внутренней и наружной оболочек из стеклопластика, промежуточного пенопластового слоя и шпангоутов. Недостатком известного способа является его низкая технологичность из-за выполнения намотки шпангоутов и наружной оболочки самостоятельными операциями. Кроме того, недостатком является низкое качество конструкции из-за низкой прочности скрепления шпангоутов с наружной оболочкой, а также связанная с этим высокая масса трубы. Недостатком известной трубы является низкая надежность ее работы из-за низкой прочности скрепления шпангоутов с наружной оболочкой, а также высокая масса конструкции. Известный способ и известная труба, как наиболее близкие по технической сущности и достигаемому результату, выбраны в качестве прототипа. Технической задачей, на решение которой направлена группа заявляемых изобретений, является создание стеклопластиковых труб повышенной технологичности и повышенной надежности работы. Технический результат, который может быть достигнут при решении поставленной задачи для способа, заключается в повышении технологичности труб за счет совмещения операций по намотке шпангоутов и наружной оболочки, а также в повышении качества конструкции за счет повышения прочности соединения шпангоутов с наружной оболочкой и в снижении ее массы. Технический результат, который может быть достигнут при решении поставленной задачи для устройства, заключается в повышении надежности работы трубы за счет повышения прочности скрепления шпангоутов с наружной оболочкой и в снижении ее массы, а также в повышении технологичности конструкции. Поставленная задача с достижением технического результата решается за счет того, что способ изготовления трубы из слоистого композиционного материала включает намотку на оправку внутреннего слоя из стеклопластика, вклеивание промежуточного пенопластового слоя, намотку шпангоутов и наружного слоя из стеклопластика, а в соответствии с изобретением в промежуточном пенопластовом слое выполняют кольцевые канавки для расположения шпангоутов, наматывают шпангоуты и наружный слой единой технологической операцией пучком поперечных нитей, снабжая пучки продольными нитями, используя, например, метод косослойной продольно-поперечной намотки, выполняя загибы продольных нитей при переходе пучка от намотки наружного слоя к намотке шпангоутов и обратно с заполнением каждой канавки упомянутым пучком до формирования шпангоутов. Для устройства поставленная задача с достижением технического результата решается тем, что труба из слоистого композиционного материала состоит из внутренней и наружной оболочек из стеклопластика, промежуточного пенопластового слоя и шпангоутов, а в соответствии с изобретением шпангоуты и наружная оболочка выполнены заодно из пучков поперечных нитей, снабженных продольными нитями, и скреплены между собой упомянутыми продольными нитями, для чего на последних в зоне этого скрепления выполнены загибы. Отличительными признаками для способа являются следующие признаки: – в промежуточном пенопластовом слое выполняют кольцевые канавки для расположения шпангоутов – признак существенный, предусматривает новую последовательность операций, направлен на решение поставленной задачи с достижением технического результата, на повышение качества изделия за счет снижения его массы, так как наличие канавок обеспечивает намотку в них более тонких шпангоутов без сползания слоев; – наматывают шпангоуты и наружный слой единой технологической операцией пучком поперечных нитей – признак существенный, предусматривает новую последовательность операций и их новое исполнение, направлен на решение поставленной задачи с достижением технического результата, на повышение технологичности за счет совмещения операций; – снабжая пучки продольными нитями, используя, например, метод косослойной продольно-поперечной намотки – признак существенный, предусматривает новое исполнение операций, направлен на решение поставленной задачи с достижением технического результата, на повышение качества изготовления конструкции за счет повышения прочности элементов при расположении армирующего материала наружной оболочки и шпангоутов по направлениям действия основных нагрузок; – выполняя загибы продольных нитей при переходе пучка от намотки наружного слоя к намотке шпангоутов и обратно с заполнением каждой канавки упомянутым пучком до формирования шпангоутов – признак существенный, предусматривает новую последовательность операций и их новое исполнение, направлен на решение поставленной задачи с достижением технического результата, на повышение технологичности и качества изготовления конструкции за счет совмещения операций и повышения прочности соединения шпангоутов и наружной оболочки конструктивными элементами вместо клеевого соединения. Отличительными признаками устройства являются следующие признаки: – шпангоуты и наружная оболочка выполнены заодно из пучков поперечных нитей – признак существенный, предусматривает новое исполнение элементов, новое расположение и их новую взаимосвязь, направлен на решение поставленной задачи с достижением технического результата, на повышение технологичности конструкции за счет совмещения операций; – снабженных продольными нитями – признак существенный, предусматривает наличие новых элементов, направлен на решение поставленной задачи с достижением технического результата, на повышение надежности работы трубы за счет повышения прочности элементов при расположении армирующего материала наружной оболочки и шпангоутов по направлениям действия основных нагрузок; – скреплены между собой упомянутыми продольными нитями, для чего на последних в зоне этого скрепления выполнены загибы – признаки существенные, предусматривают наличие новых элементов, новое расположение и их новую взаимосвязь, направлены на решение поставленной задачи с достижением технического результата, на повышение надежности работы трубы за счет повышения прочности соединения шпангоутов и наружной оболочки конструктивными элементами вместо клеевого соединения. Указанные отличительные признаки являются существенными, поскольку каждый в отдельности и все совместно направлены на решение поставленной задачи с достижением технического результата. Использование единой совокупности существенных отличительных признаков в известных решениях не обнаружено, что характеризует соответствие технического peшения критерию «новизна». Единая совокупность новых существенных признаков с общими известными обеспечивает решение поставленной задачи с достижением технического результата и характеризует предложенные технические решения существенными отличиями по сравнению с известным уровнем техники и аналогами. Данные технические решения являются результатом научно-исследовательской и экспериментальной работы по повышению технологичности изготовления и надежности работы пусковых труб без использования известных проектировочных решений, рекомендаций, материалов и обладают неочевидностью, что свидетельствует об их соответствии критерию «изобретательский уровень». Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 представлен общий вид (в аксонометрии) трубы, на фиг.2 – продольный разрез трубы, на фиг.3 – поперечное сечение трубы, на фиг.4 – сечение шпангоута. Способ изготовления трубы 1 из слоистого композиционного материала включает намотку на оправку внутреннего слоя 2 из стеклопластика, вклеивание промежуточного пенопластового слоя 3, намотку шпангоутов 4 и наружного слоя 5 из стеклопластика. В промежуточном пенопластовом слое 3 выполняют кольцевые канавки 6 для расположения шпангоутов 4, наматывают шпангоуты 4 и наружный слой 5 единой технологической операцией пучком поперечных (кольцевых) нитей 7, снабжая пучки 7 продольными нитями 8, используя, например, метод косослойной продольно-поперечной намотки, выполняя загибы 9 продольных нитей 8 при переходе пучка от намотки наружного слоя 5 к намотке шпангоутов 4 и обратно с заполнением каждой канавки 6 упомянутым пучком до формирования шпангоутов 4. Труба 1 из слоистого композиционного материала состоит из внутренней 2 и наружной 5 оболочек из стеклопластика, промежуточного пенопластового слоя 3 и шпангоутов 4. Шпангоуты 4 и наружная оболочка 5 выполнены заодно из пучков поперечных(кольцевых) нитей 7, снабженных продольными нитями 8, и скреплены между собой упомянутыми продольными нитями 8, для чего на последних в зоне этого скрепления выполнены загибы 9. Вариант исполнения способа заключается в том, что он предназначен преимущественно для изготовления пусковых коробчатых труб для ракет с оперением, где реализация признаков изобретения наиболее эффективна. При использовании изобретения реализован известный способ косослойной продольно-поперечной намотки, приведенный в «уровне техники», см. справочник «Композиционные материалы» под ред. В.В.Васильева. По известному способу намотку ведут пучком нитей, который формируется на станке для намотки, см. патент RU Работает труба 1 следующим образом. Труба 1 установлена на пусковом устройстве опорными поясами 11, представляющими собой усиленные шпангоуты 4, снабженные стыковочными элементами. Ракета 12 с элементами оперения 13 сходит при пуске по направляющим элементам 14, закрепленным на промежуточных 10 и усиленных 11 (опорных поясах) шпангоутах. Таким образом, использование группы изобретений позволит создать высокотехнологичную конструкцию пусковой коробчатой трубы с повышенной надежностью ее работы, что и подтверждает использование по назначению. Осуществимость изобретений подтверждена положительными результатами испытаний образцов и фрагментов конструкций, разработка и изготовление которых полностью основаны на представленном описании. В связи с этим новое техническое решение соответствует и критерию «промышленная применимость», т.е. уровню изобретения.
Формула изобретения
1. Способ изготовления трубы из слоистого композиционного материала, включающий намотку на оправку внутреннего слоя из стеклопластика, вклеивание промежуточного пенопластового слоя, намотку шпангоутов и наружного слоя из стеклопластика, отличающийся тем, что в промежуточном пенопластовом слое выполняют кольцевые канавки для расположения шпангоутов, наматывают шпангоуты и наружный слой единой технологической операцией пучком поперечных нитей, снабжая пучки продольными нитями, используя, например, метод косослойной продольно-поперечной намотки, выполняя загибы продольных нитей при переходе пучка от намотки наружного слоя к намотке шпангоутов и обратно с заполнением каждой канавки упомянутым пучком до формирования шпангоутов. 2. Труба из слоистого композиционного материала, состоящая из внутренней и наружной оболочек из стеклопластика, промежуточного пенопластового слоя и шпангоутов, отличающаяся тем, что шпангоуты и наружная оболочка выполнены заодно из пучков поперечных нитей, снабженных продольными нитями, и скреплены между собой упомянутыми продольными нитями, для чего на последних в зоне этого скрепления выполнены загибы.
РИСУНКИ
|
||||||||||||||||||||||||||
4646618, НКИ 89-20, публ. 1987 г., содержащая слоистую стеклопластиковую силовую оболочку.
