Оправка для намотки трубы

Полезная модель касается конструктивного выполнения оправки, предназначенной для изготовления труб из полимерных композиционных материалов способом намотки. Оправка содержит несущий вал, трубчатую обечайку, размещаемую внутри трубчатой формообразующей оболочки, и торцовые крышки, расположенные на валу с противолежащих торцов трубчатой обечайки. Трубчатая обечайка установлена на несущем валу при помощи опорных узлов и набрана из продольных относительно оси вала секторных пластин. Опорные узлы образованы держателями по числу секторных пластин. Каждый из держателей опорных узлов представляет собой стержень, составленный по длине из двух частей. Обращенные друг к другу концы частей стержней имеют резьбу соответственно левого и правого направления. Резьбовые концы частей стержней соединены между собой посредством муфты с левой и правой внутренней резьбой. При подготовке к процессу намотки оправка размещается в формообразующей оболочке. Вращением муфт опорных узлов перемещают секторные пластины обечайки в радиальном направлении, увеличивая диаметр обечайки до максимального. В результате секторные пластины входят в беззазорный контакт с внутренней поверхностью формообразующий оболочки, исключая, тем самым, возможность проворота оболочки относительно секторных пластин во время намотки. С торцов обечайки устанавливают крышки. Концевые участки собранной оправки зажимают в патронах Намоточного станка, на котором происходит намотка пропитанной связующим ленты из полимерного композиционного материала на оправку. По окончании намотки и термообработки с целью отверждения связующего демонтируют торцовые крышки, обеспечивая доступ к опорным узлам. Вращением муфт в обратном направлении перемещают секторные пластины в сторону оси несущего вала, обеспечивая возврат обечайки к первоначальному минимальному диаметру, и снимают готовое изделие с оправки. 2 ил.

Область техники.

Полезная модель относится к области производства труб из полимерных композиционных материалов, и касается конструктивного выполнения оправки, предназначенной для изготовления труб способом намотки.

Уровень техники.

Известна оправка для изготовления трубы методом непрерывной намотки, содержащая формообразующую обечайку, выполненную в виде составной трубы, состоящей из нескольких продольных секторных пластин, расположенных симметрично относительно оси вращения оправки (см. патент RU 2390415 C2). Секторные пластины снабжены ребрами жесткости, направленными вдоль оси вращения оправки, и соединены посредством этих ребер жесткости в два или более блоков, образующих рабочую и опорную части оправки. В конструкции оправки по указанному патенту не решен вопрос возможности радиального перемещения секторных пластин относительно оси вращения оправки, что значительно затрудняет процесс съема готовой трубы с оправки.

Известна оправка для намотки трубчатого изделия, содержащая формообразующую обечайку, выполненную в виде разрезной трубы с продольными кромками, наложенными одна на другую внахлест, что позволяет изменять диаметр обечайки с сохранением перекрытия кромок (см. патент RU 2290310 C2). Оправка снабжена средством, обеспечивающим изменение ее диаметра от максимального, при котором производится намотка изделия, до минимального, при котором обеспечена возможность съема готового изделия с оправки. Однако конструкция такого средства (выполнение его в виде установленного внутри оправки по всей ее длине опорного цилиндра, набранного из секторных пластин, раздвигаемых посредством клинового механизма) является громоздкой и сложной.

Ближайшим аналогом к заявляемой полезной модели является оправка для намотки трубы, содержащая несущий вал с закрепленными на его концах торцовыми крышками (торцеобразующими фланцами), формообразующую обечайку, выполненную в виде составной трубы, состоящей из нескольких продольных секторных пластин, опирающихся своими концами на торцовые крышки, и опорные узлы, смонтированные на валу между торцевыми крышками. Каждый опорный узел образован смонтированными вокруг вала и радиально к нему регулируемыми по длине в радиальном направлении держателями, число которых равно числу секторных пластин. На удаленных от несущего вала концах держателей закреплены соответствующие сегменты (см. патент RU 2213661 C1). Благодаря регулировки длины держателей в радиальном направлении обеспечивается смещение секторных пластин из рабочего положения, при котором происходит намотка трубы, в нерабочее, при котором обеспечивается возможность съема готового изделия без каких-либо препятствий со стороны обечайки. Недостатком известной оправки является использование, для регулировки длины держателей в радиальном направлении, болтовых узлов, неудобных для проведения необходимых регулировочных манипуляций и не обеспечивающих надежное положение держателей в отрегулированном состоянии, что может привести к смещению секторных пластин в процессе намотки трубы, нарушению цилиндрической формы обечайки и к снижению качества полученного изделия. Кроме того, в любом случае намотка пропитанной связующим ленты на оправку, образованную из расположенных с зазором друг к другу секторных пластин, и отсутствие какого-либо элемента, обеспечивающего точный вывод этих индивидуально регулируемых пластин на единую цилиндрическую поверхность и стабилизирующего рабочее положение пластин, также приведет к отклонению наматываемого изделия от заданной формы и к снижению качества изделия.

Раскрытие полезной модели.

Задачей заявляемой полезной модели является разработка технического решения, которое обеспечило бы возможность намотки трубы на оправку через промежуточный жесткий элемент, форма которого в процессе намотки изделия не меняется от усилия намотки. Таким жестким элементом будет служить жесткая формообразующая оболочка, поверх которой производится намотка и форма которой определяет форму готового изделия. По окончании намотки такая оболочка обеспечит легкий съем полученной, в результате намотки, трубы из полимерного композиционного материала (ПКМ) с оправки, и будет сохранена в готовом изделии в качестве внутреннего слоя трубы.

Технический результат, достигаемый при использовании заявляемой полезной модели, заключается в повышении качества получаемой, в результате намотки, трубы из ПКМ, а также в. упрощении обслуживания оправки за счет повышения удобства регулировки средств, обеспечивающих изменение ее диаметра.

Для достижения указанного технического результата предлагается оправка для намотки труб, содержащая несущий вал, установленную на несущем валу посредством опорных узлов трубчатую обечайку, и торцовые крышки, расположенные на валу с противолежащих торцов трубчатой обечайки. Обечайка набрана из продольных относительно оси вала дугообразных секторных пластин, а каждый опорный узел образован расположенными вокруг несущего вала и радиально к нему держателями по числу секторных пластин, концы которых, удаленные от несущего вала, присоединены к соответствующим секторным пластинам. Обечайка выполнена с возможностью размещения внутри жесткой формообразующей оболочки, определяющей форму готового изделия, с обеспечением с ней беззазорного контакта. Оболочка при этом используется в готовом изделии в качестве внутреннего слоя трубы. Каждый из держателей опорных узлов представляет собой стержень, составленный по длине из двух частей, обращенные друг к другу, концы которых имеют наружную резьбу левого направления для одной из частей стержня и правого направления для другой части, и соединены между собой посредством муфты с левой и правой внутренней резьбой соответственно резьбовым концам стержня.

Благодаря размещению обечайки в жесткой формообразующей оболочке с обеспечением между ними беззазорного контакта обеспечивается точный вывод всех секторных пластин на одну цилиндрическую поверхность. Выполнение же каждого держателя опорного узла из составного из двух частей стержня с резьбовыми концами и соединение концов стержней посредством муфты с участками внутренней разнонаправленной резьбы обеспечивает, по сравнению с ближайшим аналогом повышение удобств при регулировке положения каждой из секторных пластин, и надежное удержание держателей в отрегулированном положении, обеспечивая стабильный в процессе намотки контакт трубчатой обечайки с формообразующей оболочкой.

Краткое описание чертежей

Полезная модель иллюстрируется чертежами, где

На фиг. 1 изображена предлагаемая оправка;

На фиг. 2 - вид по A-A на фиг 1.

Осуществление полезной модели.

Оправка для намотки труб содержит обечайку 1, установленную на полом несущем валу 2 посредством двух опорных узлов 3. Обечайка 1 выполнена в виде составной трубы, набранной из нескольких дугообразных секторных пластин (секторов) 5, проходящих вдоль оси 4 несущего вала 2 (оси оправки), с зазорами 6 между соседними секторными пластинами 5, и лежащих на одной воображаемой цилиндрической поверхности.

На валу 2 с противолежащих торцов трубчатой обечайки 1 смонтированы торцовые крышки 7 и 8.

Обечайка 1 размещается внутри тонкостенной трубчатой жесткой формообразующей оболочки 9, выполненный предпочтительно из термопластичного материала.

Опорные узлы 3 расположены внутри обечайки 1 в области ее концевых частей. Каждый опорный узел образован держателями, число которых для каждого узла равно числу секторных пластин 5 (например, на представленных фигурах показано выполнение обечайки из четырех секторных пластин 5 и использование соответственно четырех держателей). Держатели расположены вокруг вала 2 и радиально к нему.

Каждый держатель представляет собой стержень, расположенный в обечайке радиальной составленный по длине из двух частей 11 и 12. Части 11 стержней вмонтированы в несущий вал 2 посредством втулок 13 (показаны на фиг. 1), а части 12 стержней подсоединены к секторным пластинам 5 посредством проушин 14 и соединенных с проушинами вилок 15, смонтированных на частях 12 стержней. Проушины 14 закреплены на концевых участках секторных пластин 5 с их внутренней стороны и по их средней линии.

Обращенные друг к другу концы частей 11 и 12 соединены между собой муфтой 16. Соединение выполнено таким образом, что обеспечивается возможность регулировки длины держателя вдоль оси стержня при вращении муфты 16. Для этого на конце части 11 стержня имеется наружная резьба левого направления навивки, которая взаимодействует с внутренней резьбой левой навивки на ответной стороне муфты 16. На конце другой части 12 стержня имеется наружная резьба правого направления навивки, которая взаимодействует с внутренней резьбой правой навивки на второй ответной стороне муфты 16.

Внутри вала 2 проходит шпилька 17 на резьбовые концы которой навинчиваются гайки 18.

Оправка используется следующим образом.

Вал 2 со смонтированными на нем опорными узлами 3 и связанными с ними секторными пластинами 5 вставляют внутрь тонкостенной трубчатой жесткой формообразующей оболочки 9. Со стороны открытых торцов обечайки 1 обеспечивается доступ к расположенным внутри обечайки опорным узлам. Вращением муфт 16 опорных узлов 3 перемещают секторные пластины 5 в радиальном направлении, увеличивая диаметр обечайки 1 до максимального для используемой формообразующей оболочки 9. Перемещение секторных пластин 5 осуществляют до тех пор, пока они не войдут в плотный беззазорный контакт с внутренней поверхностью формообразующей оболочки 9, исключая, тем самым, возможность проворота оболочки относительно секторных пластин во время намотки. Формообразующая оболочка 9 образует сплошную (непрерывную) цилиндрическую поверхность, на которую осуществляется намотка полимерного композиционного материала при формировании трубы, и исключает контакт наматываемого материала с несплошной, набранной из секторных пластин, обечайкой. После перевода секторных пластин обечайки 1 в рабочее положение с торцов обечайки 1 устанавливают крышки 7 и 8. Через полый несущий вал 2 пропускают шпильку 17 и затягиванием концевых гаек 18 завершают сборку оправки.

Концевые участки собранной оправки зажимают в патронах намоточного станка, на котором происходит намотка пропитанной связующим ленты из полимерного композиционного материала на оправку. По окончании намотки материал подвергают термообработке с целью отверждения связующего. При этом отвержденный полимерный композиционный материал, приняв форму оболочки 9, создает с ней единую конструкцию трубы за счет отсутствия зазора между поверхностями и усилий трения между разными материалами намотанного слоя и оболочки. Затем демонтируют торцовые крышки 7 и 8, обеспечивая доступ к расположенным внутри обечайки опорным узлам. Вращением муфт 16 в обратном направлении перемещают секторные пластины 5 в сторону оси вала 2, обеспечивая возврат обечайки 1 к первоначальному минимальному диаметру, после чего снимают готовое изделие, включающее намотанный слой из полимерного композиционного материала и формообразующую оболочку 9.

Оправка для намотки труб, содержащая несущий вал, установленную на несущем валу посредством опорных узлов трубчатую обечайку, и торцовые крышки, расположенные на валу с противолежащих торцов трубчатой обечайки, при этом обечайка набрана из продольных относительно оси вала секторных пластин, а каждый опорный узел образован расположенными вокруг несущего вала и радиально к нему держателями по числу секторных пластин, концы которых, удаленные от несущего вала, присоединены к соответствующим секторным пластинам, отличающаяся тем, что обечайка выполнена с возможностью размещения внутри жесткой формообразующей оболочки, используемой в готовом изделии в качестве внутреннего слоя трубы, а каждый из держателей опорных узлов представляет собой стержень, составленный по длине из двух частей, обращенные друг к другу концы которых имеют наружную резьбу левого направления для одной из частей стержня и правого направления для другой части, и соединены между собой посредством муфты с левой и правой внутренней резьбой соответственно резьбовым концам стержня.