Развертка сферической поверхности белкина л.п.

 

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано для создания оболочек летательных аппаратов легче воздуха, куполов зданий и сооружений, емкостей для хранения жидкостей и газов, изготовления спортивных снарядов сферической формы. Цель изобретения - улучшение качества за счет обеспечения возможности получения изделий с повышенной точностью приближения к шаровой поверхности. Развертка сферической поверхности состоит из двух одинаковых элементов, выполненных в виде многоугольников с лепестками, размещенными на их сторонах как на основаниях, соединяемых при сборке одним непрерывным сварным швом. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)4 В 21 D 51/08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

fl0 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (2 1) 427270 1/25-27 (22) 30.04.87 (46) 15.12.89, Бюл. Р 46 (75) Л.П.Белкин (53) 62 1.981(088.8) (56) Высоцкая И.Н,, Иерусалимсский А.Н,, Невельсон P.À., Федоренко В.А. Технические развертки иэ листового материала. М.: Машиностроение, 1968, с. 118, рис, 82. ! (54) РАЗВЕРТКА СФЕРИЧЕСКОИ ПОВЕРХНОСТИ БЕЛКИНА Л.П. (57) Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано для создания оболочек

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано для создания оболочек летательных аппаратов легче воздуха, куполов зданий и сооружений, емкостей для хранения жидкостей, сосудов для хранения газов, изготовления спортивных снарядов сферической формы.

Цель изобретения — улучшение качества за счет обеспечения возможности получения изделий с повышенной точностью приближения к шаровой поверхности.

На фиг. 1 показан контур развертки сферической поверхности при двух лепестках в сравнении с прототипом (тонкая линия); на фиг. 2 — пример развертки сферической поверхности при пяти лепестках; на фиг. 3 — схема взаимного расположения элементов развертки после их соединения в плоскос„„SU„„1528595 А1

2 летательных аппаратов Легче воздуха, куполов зданий и сооружений, емкостей для хранения жидкостей и газов, изготовления спортивных снарядов сферической формы. Цель изобретения — улучшение качества эа счет обеспечения возможности получения изделий с повышенной точностью приближения к шаровой поверхности. Развертка сферической поверхности состоит иэ двух одинаковых элементов, выполненных в виде многоугольников с лепестками, размещенными на их сторонах, как на основаниях, соединяемых при сборке одним непрерывным сварным швом. 3 ил.

I ти, перпендикулярной плоскости ХОУ и проходящей через ось абсцисс Х.

Развертка сферической поверхности из тонколистового материала содержит два одинаковых плоских элемента с криволинейными торцами, выполненных с возможностью стыковки между собой по торцам, каждый из которых выполнен в виде правильного многоугольника и размещенных на его сторонах, как на основаниях, лепестков, что позволяет избежать узловой точки и при увеличении количества лепестков приблизиться при построении поверхности к сфере. Для изготовления плоских элементов развертки может быть использован вырубной штамп. Соединение их после гибки производится сваркой одним непрерывным швом.

Сторона правильного многоугольника определяется через радиус описанной

1528595 угольник с необходимым числом сторон.

Через середину стороны многоугольника и центр окружности проводится ось абсцисс, По формуле (4) определяется начало координат системы. Затем по формуле (5) определяется, на какую величину удален конец лепестка от начала координат — точки В. Начиная от этой точки по уравнению (2) рассчитывается, а затем строится контур лепестка развертки. Параметр сР в формуле 2 определяется иэ выражения (3). Остальные лепестки строятся

20 а

1T

n=5 ° д Радиус описанной окружности вокруг правильного многоугольника рассчитывается по формуле (1) Х !7

Y =+ R sin- ctg

R u

7Г

sin и

s ina( где — ——

Ф сони

30 (3) l= соь o(Если в формулу (2) подставить величину сР = 2,31625 10 и n = 2, то контур развертки очень приблизится к контуру прототипа. )ф

При этом ось абсцисс Х проводится через середину стороны многоугольника и центр многоугольника. Точка начала

40 координат удалена от точки пересечения стороны многоугольника и оси X. на величину

35 а = 2R sine tg — = 2 6 0,5 tgn 5 (4)

Х = К o(I вокруг него окружности, который может быть вычислен по формуле

К sing

r m (1)

Х сов— и

/где К вЂ” радиус цилиндрической поверхности, по кот.орому изгибаются лепестки развертки при соединении (величина радиуса

R задается разработчиком в зависимости от заданного объема поверхности);

n — - количество лепестков развертки; угол между перпендикуляром, опущенным из центра кривизны изогнутого лепестка на сторо" ну и плоскость правильного многоугольника.

Контур развертки лепестка строится по следующей формуле:

Конец лепестка удален от начала координат на величину

° 51n ol

Х = R )1 — arcsin(— — — -)) . (5) т

f сов п

В общем случае построение контура каждого элемента развертки сферической поверхности осуществляется в следующей последовательности. На основе исходных данных по формуле (1) определяется радиус окружности, в которую вписывается правильный многоПример расчета сферической поверхности.

Исходные данные для расчета:

R = 6 см, 605

n = — - = = 3,70820 см .

I со ь —

Окружность делится на заданное равное количество частей геометрическим путем, длина стороны может быть определена аналитически

4,35925 см.

Проводится ось абсцисс Х через середину стороны правильного многоугольника и центр окружности.

Определяется начало системы координат XOY точка начала координат удалена от точки пересечения В стороны многоугольника по оси Х через центр описанной окружности на величину Х, определяемую по формуле (4)

1В

fi

Х = 6 — = 11 = 3 141592 см.

Определяется на какую величину удален конец лепестка от начала координат

Ъ

Х по формуле (5) X = 6(3 141592 — arcsin(— — ) f

О 5 ю

fi соь.

14,85212 см .

Параметр J находится по формуле (3) 1528595

Г( д = соь.

7, 987462 ° 10 .

5 и размещенных на его сторонах как на основаниях лепестков> контур которых задается математическим уравнением

1О + (. Х 71

Y =+ R(sin — -ctg п ь 1П

cos и

Формула изобретения

35

s in@ одного с другим по торцам, о т л ичающ а я с я тем, что, с целью улучшения качества изделий за счет обеспечения возможности их получения с повышенной точностью приближения 40 к шаровой поверхности, каждый из плоских элементов выполнен в виде правильИ со s. п

cos ot

После определения всех параметров уравнение (2) может быть использовано для определения Y

sin

При этом Х меняется от Х, = 3,14!592 до Х = !4,85212 см, IIo расчетным данным строится контур лепестка развертки, Остальные лепестки строятся аналогично, Соединив две развертки одним непрерывным швом, получают сферическую поверхность.

Такое соединение позволяет повысить надежность и герметичность полученных оболочек при использовании в качестве емкостей для хранения жидкостей и газов.

Развертка сферической поверхности иэ тонколистового материала, содержащая два одинаковых плоских элемента с криволинейными торцами, выполненных с воэможностью стыковки ного многоугольника, вписанного в окружность радиуса

Ф

r = К sino(/cos и где Y — - координата по оси .ординат, проходящей через точку, отстоящую от стороны правильного многоугольника на расстоянии R о(;

R — радиус цилиндрической поверхности, по которому изгибаются лепестки при соединении;

Х вЂ” координата по оси абсцисс, совпадающей с осью симметрии лепестка, удовлетворяющая неравенству

R (1 - асс а1а (-----) y X

s1nо(Г(1

e — угол между перпендикуляром, опущенным из центра кривизны изогнутого лепестка на сторону и плоскость правильного многоугольника, выбирается из неравенства

n — количество лепестков развертки.

1528595

Составитель А.Гузь

Техред Л.Олийнык Корректор Л,Бескид

Редактор А.Долинич

Заказ 7594/13 Тираж 693 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101