Устройство для отверждения композиционных материалов

Полезная модель относится к технологии изготовления изделий из композиционных материалов, а именно, оболочек вращения для силовых конструкций, например, раструбов сопловых блоков ракетных двигателей на твердом топливе (РДТТ). Предлагаемое устройство для отверждения композиционных материалов содержит корпус и крышку с фланцами, скрепляемыми бандажом, состоящим из двух полуколец, соединяемых между собой при помощи резьбовых стяжек. Посредине каждого из полуколец бандажа снизу установлен ролик, а на корпусе размещена жестко скрепленная с ним кольцевая пластина, на которой выполнены две диаметрально противоположно расположенные направляющие, для перемещения роликов, например, пазы. Каждая направляющая снабжена ограничителем перемещения ролика, установленным на периферии кольцевой пластины. При сборке и разборке устройства ролик играет роль движущейся опоры при перемещении полуколец бандажа к фланцам корпуса и крышки или от них. В предлагаемом устройстве упрощается сборка и разборка бандажа, повышается технологичность процесса сборки и разборки при одновременном обеспечении надежного скрепления фланцев корпуса и крышки устройства и исключении поверхностных повреждений при сборке и разборке устройства. Предлагаемая полезная модель применяется при изготовлении ряда особо ответственных изделий из композиционных материалов - высококачественных крупногабаритных деталей сопловых блоков ракетных двигателей на твердом топливе (РДТТ).

Полезная модель относится к технологии изготовления изделий из композиционных материалов, а именно, оболочек вращения для силовых конструкций, например, раструбов сопловых блоков ракетных двигателей на твердом топливе (РДТТ).

При изготовлении изделий из композиционных материалов формируют пакет исходного материала, пропитывают полученный пакет связующим и помещают его в устройство для отверждения.

Известно устройство для отверждения композиционных материалов, содержащее корпус и крышку со скрепляемыми между собой фланцами (см., например, И.М.Буланов, В.В.Воробей. Технология ракетных и аэрокосмических конструкций из композиционных материалов. - М.: Издательство МГТУ им. Н.Э.Баумана, 1998 г. - стр.146-148).

Отверждение композиционных материалов при изготовлении раструбов сопловых блоков РДТТ производится под воздействием высокого давления и повышенной температуры, что приводит к значительным нагрузкам на элементы крепления фланца крышки к фланцу корпуса в процессе работы устройства.

Прочность элементов крепления фланцев может быть недостаточной, особенно при больших габаритах изготавливаемых изделий, поэтому для скрепления фланцев целесообразно применять бандажное кольцо.

Известно устройство для отверждения композиционных материалов, содержащее корпус и крышку с фланцами, скрепляемыми бандажом (патент РФ 2322351) - прототип.

В этом устройстве бандаж обеспечивает прочное скрепление крышки с корпусом, полностью исключающее возможность нарушения целостности стыка и последующей разгерметизации устройства под воздействием высоких давления и температуры в процессе отверждения композиционного материала.

Для обеспечения возможности установки и удобства при эксплуатации бандаж выполняют из двух полуколец, соединяемых между собой резьбовыми стяжками.

Однако, для надежного скрепления фланцев крышки и корпуса известного устройства бандаж должен быть массивным, особенно при изготовлении крупногабаритных деталей, при этом вес бандажа может достигать значительной величины.

При эксплуатации требуется многократно производить сборку и разборку устройства для отверждения.

При сборке и разборке известного устройства после откручивания гаек и отведения полуколец бандажа от фланцев корпуса и крышки, например, при помощи крана, полукольца бандажа находятся на весу, что не исключает возможность поверхностных повреждений из-за соприкосновения полуколец бандажа друг с другом и со стенкой корпуса устройства и с крышкой, при этом могут быть повреждены различные элементы, устанавливаемые на корпусе и крышке: датчики давления, выводы термопар, электронагреватели, трубопроводы вакуумной системы и т.п.

Таким образом, при эксплуатации известного устройства для отверждения композиционных материалов не обеспечивается требуемая технологичность подготовки к работе устройства для отверждения композиционного материала и разборки после проведения работ, так как процесс сборки и разборки бандажа является трудоемкой операцией, при этом не исключается возможность поверхностных повреждений элементов устройства.

Технической задачей данного изобретения является повышение технологичности подготовки к работе устройства для отверждения композиционных материалов и разборки после проведения работ за счет облегчения операции проведения сборки и разборки бандажа и гарантированного исключения при этом возможности поверхностных повреждений элементов устройства.

Технический результат достигается тем, что в устройстве для отверждения композиционных материалов, содержащем корпус и крышку с фланцами, скрепляемыми бандажом, состоящим из двух полуколец, соединяемых между собой при помощи резьбовых стяжек, посредине каждого из полуколец бандажа снизу установлен ролик, а на корпусе размещена жестко скрепленная с ним кольцевая пластина, на которой выполнены две диаметрально противоположно расположенные направляющие для перемещения роликов, например, пазы, причем каждая направляющая снабжена ограничителем перемещения ролика, установленным на периферии кольцевой пластины.

Установка посредине каждого из полуколец бандажа снизу ролика и размещение на корпусе жестко скрепленной с ним кольцевой пластины, на которой выполнены две диаметрально противоположно расположенные направляющие для перемещения роликов, например, пазы, позволяет использовать кольцевую пластину в качестве опоры для полуколец бандажа при их подведении к фланцам корпуса и крышки и при их отведении от фланцев корпуса и крышки после откручивания гаек при разборке бандажа, при этом ролик перемещается по направляющей.

Снабжение каждой направляющей ограничителем перемещения ролика, установленным на периферии кольцевой пластины, позволяет ограничить расстояние, на которое перемещается ролик по направляющей при отведении полуколец бандажа в процессе разборки и тем самым исключить возможность выхода ролика из направляющей, что обеспечивает безопасность проведения работ по разборке бандажа

На фиг.1 показана конструктивная схема устройства.

На фиг.2 показан вид на устройство сверху.

Устройство для отверждения композиционных материалов содержит корпус 1 с фланцем 2 и крышку 3 с фланцем 4.

Внутри корпуса 1 размещена формообразующая оправка 5.

Фланец 2 корпуса 1 и фланец 4 крышки 3 скреплены бандажом 6.

Бандаж 6 состоит из двух полуколец 7 и 8, соединяемых между собой при помощи двух поворотных резьбовых стяжек 9 с гайками 10

Поворотные резьбовые стяжки 9 одним концом шарнирно закреплены в приливе, выполненном на одном из полуколец (7 или 8) бандажа 6, а второй конец с резьбой при повороте стяжки 9 в шарнире входит в паз, выполненный в приливе второго полукольца (8 или 7).

Посредине полуколец 7 и 8 снизу жестко закреплена ось 11, на которой установлен ролик 12.

Ось 11 с роликом 12 закреплена в специальном держателе, устанавливаемом в выборке материала, выполненной в полукольцах 7 и 8 бандажа 6.

Под бандажом 6 размещена горизонтально расположенная кольцевая пластина 13, на поверхности которой выполнены две диаметрально противоположно расположенные направляющие 14, имеющие, например, вид несквозного паза.

Кольцевая пластина 13 жестко скреплена с корпусом 1 (приварена по всему периметру внутреннего торца к наружной стенке корпуса 1) и выполнена переменной ширины в радиальном направлении, при этом в зонах направляющих 14 ширина пластины 13 максимальная.

Направляющие 14 выполнены напротив роликов 12, начинаются от стыка внутреннего торца кольцевой пластины 13 с наружной стенкой корпуса 1 и проходят до периферии кольцевой пластины 13.

На периферии кольцевой пластины 13, в зоне каждой направляющей 14, жестко закреплен заглушающий выход направляющей 14 ограничитель 15 перемещения ролика 12, выполненный в виде планки, приваренной к наружному торцу кольцевой пластины 13.

Ось 11 ролика 12 расположена перпендикулярно направляющей 14, при этом ось 11 ролика 12 смещена вниз к поверхности кольцевой пластины 13 и расположена на таком расстоянии от поверхности кольцевой пластины 13, при котором будет обеспечен плотный контакт ролика 12 с дном направляющей 14, что позволяет наиболее рационально обеспечить оптимальное взаимодействие опорного ролика 12 с направляющей 14.

При подготовке устройства к работе устанавливают формообразующую оправку 5 с композиционным материалом (на фиг. не показан) в корпус 1 устройства.

Устанавливают крышку 3 на корпус 1, размещают полукольца 7 и 8 бандажа 6 на кольцевой пластине 13 таким образом, чтобы ролик 12 входил в направляющую 14 на периферии кольцевой пластины 13, перемещают полукольца 7 и 8 к фланцам 2 и 4, при этом ролик 12 перекатывается по дну направляющей 14, играя роль движущейся опоры полуколец 7 и 8.

Затем скрепляют фланцы 2 и 4, соединяя полукольца 7 и 8 между собой закручиванием гаек 10 на поворотных стяжках 9.

После окончательной сборки устройства закачивают в корпус 1 под давлением рабочую жидкость, включают электронагреватели (на фиг. не показаны) и производят отверждение композиционного материала на формообразующей оправке 5.

После отверждения и охлаждения сбрасывают давление в корпусе 1, откручивают гайки 11, отводят поворотные стяжки 9, освобождая полукольца 7 и 8 бандажа 6, перемещают полукольца 7 и 8 от фланцев 2, 4 корпуса 1 и крышки 3, при этом ролик 12 перекатывается по дну направляющей 14 на кольцевой пластине 13, играя роль движущейся опоры полуколец 7 и 8, а ограничитель 15 перемещения ролика 12 исключает возможность выхода ролика 12 из направляющей 14.

После чего снимают бандаж 6 и производят окончательную разборку устройства.

В предлагаемом устройстве для отверждения композиционных материалов упрощается сборка и разборка бандажа, повышается технологичность процесса сборки и разборки при одновременном обеспечении надежного скрепления фланцев корпуса и крышки устройства и исключении поверхностных повреждений при сборке и разборке устройства.

Предлагаемая полезная модель применяется при изготовлении ряда особо ответственных изделий из композиционных материалов - высококачественных крупногабаритных деталей сопловых блоков ракетных двигателей на твердом топливе (РДТТ).

Устройство для отверждения композиционных материалов, содержащее корпус и крышку с фланцами, скрепляемыми бандажом, состоящим из двух полуколец, соединяемых между собой при помощи резьбовых стяжек, отличающееся тем, что посредине каждого из полуколец бандажа снизу установлен ролик, а на корпусе размещена жестко скрепленная с ним кольцевая пластина, на которой выполнены две диаметрально противоположно расположенные направляющие для перемещения роликов, например пазы, причем каждая направляющая снабжена ограничителем перемещения ролика, установленным на периферии кольцевой пластины.