Забыли данные входа?   Регистрация  

Получение изделий намоткой является весьма перспективным методом. Наибольшее применение он получил в авиапромышленности, ракетостроении и химической промышленности. Из стеклопластиков изготавливают корпуса ракет и ракетных двигателей, различные реакционные аппараты, емкости трубопроводы и т.д. Возможно получение крупногабаритных массивных изделий (корпуса железнодорожных цистерн).

Самой простой разновидностью метода является изготовление труб намоткой (рис. 9.11). Метод заключается в том, что стеклоткань, пропитанная связующим (феноло-формальдегидной смолой и др.), через систему направляющих роликов наматывается на вращающуюся оправку, которая располагается на двух обогреваемых валках. Сверху на наматывающуюся трубу оказывает давление прижимной валок.

По окончании намотки трубу снимают с оправки и проводят термическую обработку.

Недостатками метода является периодичность метода и возможность изготавливать трубы только ограниченной длины.

Рис. 9.11. Схема процесса намотки труб

 

Рис. 9.11. Схема процесса намотки труб: 1 - прижимной валок, 2 - оправка, 3 - изготавливаемая труба, 4 - обогреваемый валок, 5 - рулон стеклоткани

 

Разработан более прогрессивный метод, применяя который можно изготавливать трубы большой длины. Изготовление идет обычным методом намотки пропитанной синтетическим олигомером тканой ленты или ровинга. Применение  таких материалов позволяет применить спиральную намотку, которую осуществляют на машинах двух типов:

-       токарного,

-       кабельного.

Машина токарного типа (рис. 9.12) характеризуется вращением стержня оправки в одном направлении и подачей армирующего материала с помощью механизма, который имеет продольное движение относительно оправки.

Рис. 9.12. Схема намотки труб на машине токарного типа

 

Рис. 9.12. Схема намотки труб на машине токарного типа: 1 - ванна со связующим, 2 - отжимные валики, 3 - отправка, 4 - стекложгут

 

Для обеспечения определенной ориентации наполнителя на поверхности оправки скорость перемещения каретки согласуются со скоростью вращения оправки. Содержание наполнителя регулируется отжимными валками. Так как пропитка связующим происходит в процессе намотки и используются жирные смолы, то метод получил название мокрой намотки.

Машина кабельного типа характеризуется поступательно движущейся оправкой, вокруг которой вращается армирующая лента или ровинг, предварительно пропитанная смолой. В этом методе намотка производится сухим наполнителем, поэтому метод получил название сухой намотки. В качестве связующего используется феноло-формальдегидные смолы резольного типа.

Машины кабельного типа целесообразно применять для крупносерийного производства, они позволяют получать трубы большой длины.

Отверждение намотанных на оправку заготовок является обязательной стадией. Термическая обработка может осуществляться как в специальных печах, так и за счет нагревателей, которые могут располагаться на самой оправке. Метод позволяет полностью автоматизировать процесс, осуществляемый непрерывно.

Трубы имеют гладкую внутреннюю поверхность и высокие прочностные показатели, но их герметичность меньше чем труб, полученных другими методами. Эта проблема может быть решена получением бипластмассовых труб. Такие трубы состоят из прочной наружной стеклопластиковой трубы и герметичной химически стойкой внутренней ПВХ трубы. Получение таких труб возможно, если использовать выходящую из экструдера охлажденную термопластичную трубу в качестве движущееся оправки для намотки наружных слоев из стеклопластика.

Таким методом получают трубы  диаметром до 1 м. Большинство машин для получения труб горизонтального типа. Но на ряду с ними созданы и вертикальные. Они более удобны в работе, так как в них отсутствует возможность прогиба оправки под действием пластмассы, они занимают меньшую производственную площадь, более удобны в обслуживании.

Рис. 9.13. Схема машины вертикального типа

 

Рис. 9.13. Схема машины вертикального типа: 1 - оправка, 2 - приемные валки, 3, 5, 7, 9, 10 - вращающиеся столы, 4 - стеклолента, 6 - стекложгут, 8 - неподвижный стол, 11 - целлофан, 12 - лопатки для уплотнения

Вертикальная машина (рис. 9.13) имеет пять вращающихся столов и один неподвижный. Эти столы несут на себе катушки с наполнителем. В центре столов, совпадая с их осью вращения, проходит стальная хромированная и полированная оправка длиной приблизительно 6 м. Оправка движется снизу вверх. В нижней части на оправку наносится смазка, которая облегчает снятие труб с оправки. При прохождении оправки через первый снизу вращающийся стол она покрывается слоем связующего. На связующее при вращении стола наматывается стекловолокнистая лента. В районе второго стола на поверхность наматывается стекложгут предварительно пропитанный в кольцевой ванне. Аналогичный процесс происходит и на следующем столе, но он вращается в противоположном направлении. Четвертый стол не вращается, поэтому стекловолокно наматывается вдоль оси оправки. При прохождении оправки в районе пятого стола, вращающегося в направлении второго стола, наматывается слой сухой стекловолокнистой ленты. Намотка осуществляется под натяжением ленты, которое способствует отжиму излишков связующего и уплотнению стенки формуемой трубы. Последний шестой стол предназначен для уплотнения слоя пластика, снятия избытка смолы лопатками и обмотки трубы антиадгезионным слоем целлофана. После выхода из центрирующих валков неотвержденная труба разрезается в местах стыка оправок и поступает на отверждение. В данном случае применяются смолы горячего отверждения. После отверждения трубы снимаются с оправок.

 

Метод дает возможность получать трубы диаметром 50-150 мм и длиной 6 м. Установка монтируется в зданиях башенного типа высотой до 22 м.

Метод намотки применяется для изготовления изделий типа различных оболочек. В частности, освоено изготовление сосудов сферической формы для хранения жидкостей. Сосуды изготавливаются на специальных оправках (рис. 9.14), которые вращаются вокруг трех осей, совершая три вида движения одновременно: полярное, экваториальное и зональное.

Рис. 9.14. Схема установки для изготовления сосудов сферической формы

 

Рис. 9.14. Схема установки для изготовления сосудов сферической формы: 1 - секторный раскладчик, 2 - оправка

 

Сосуд наматывается из лент шириной 0,014D. Такая лента обеспечивает равномерное покрытие всей оправки. Движение оправки в трех взаимно перпендикулярных плоскостях дает возможность покрыть оправку равномерным слоем наматываемой ленты, позволяет обеспечить одинаковую степень ориентации наполнителя во всех трех направлениях. Размер получаемых сосудов может достигать 1,5 м. Такой сосуд способен выдерживать внутреннее давление до 300 кгс/см2, циклические нагрузки до 1 млн. циклов. По массе такие сосуды легче стальных и алюминиевых, отличаются высокой виброустойчивостью, устойчивостью к действию агрессивных сред. При их разрушении не образуются острые осколки.

С помощью станков планетарного типа (рис. 9.15) могут изготавливаться сосуды оболочного типа. В таких машинах раскладчик вращается в плоскости, практически полностью совпадающей с осью оправки, с очень малой скоростью, и в результате такой намотки получаются сосуды  с высокими прочностными характеристиками.

Этот способ применяется для изготовления изделий прямоугольной формы. При этом наполнитель, пропитанный связующим, наматывается на оправку прямоугольной формы при поочередном вращении оправки вокруг каждой из трех осей.

Рис. 9.15. Схема машины планетарного типа

 

Рис. 9.15. Схема машины планетарного типа: 1 - оправка, 2 - раскладчик

 

Один цикл намотки считается законченным, если оправка прошла все три положения и каждая из ее шести плоскостей оказалась покрытой двумя слоями наполнителя, причем волокна нижележащего слоя располагаются под углом 90˚ к волокнам вышележащего слоя. Количество циклов намотки определяется необходимой толщиной стенки.