Спосіб виготовлення фітинга

Реферат: Спосіб виготовлення фітинга тришарової оболонки ракет полягає в тому, що фітинг викладають пошарово з вугільного препрега, обтискають в один загальний пакет й отверджують. Для формування геометрії фітинга використовують невидалювану вставку, виготовлену з матеріалу низької щільності, на яку по черзі укладають шари вугільного препрега, що складаються з прошарків з поздовжньою, поперечною й діагональною орієнтацією, які просочують зв'язуючим гарячого формування та пресують в прес-формі з додатковим нагріванням. UA 84012 U (12) UA 84012 U UA 84012 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до галузі машинобудування, а саме до способу виготовлення фітинга, може бути використана як універсальний елемент конструкції літальних апаратів здебільшого в ракетній техніці для з'єднання відсіків ракет-носіїв, виготовлених з багатошарових оболонок із композиційних матеріалів. Фітинг багатошарової оболонки корпусу ракети має призначення для передачі зосереджених зусиль від розривних болтів, встановлених у відповідних для них вікнах на багатошарову оболонку відсіку ракети. Відомо про проведення експериментального відпрацювання фітинга та спрощену технологію його виготовлення з композиційних матеріалів (вугільного препрега) [1]. Суттєвим недоліком цієї розробки є те, що фітинг вироблявся по спрощеній технології із збірної конструкції з приклеюванням полиць до основного несучого елемента, що обумовило низьку міцність конструкції фітинга. Також відомий "Фитинг и способ его изготовления" [2], який є найбільш близьким аналогом, тобто прототипом даної корисної моделі. Аналог і прототип мають загальні недоліки. Недоліком приведеного у прототипі технічного рішення є нераціональне використання препрега, в результаті чого одержувана при цьому міцність фітингів, виготовлених но технології прототипу, є недостатньою і як наслідок фітинги не можуть бути використані для передачі значних зосереджених зусиль від прямої силової дії головки розривного болта на локальну зону поперечного ребра, в результаті чого в зоні переходу від поперечного ребра до повздовжніх ребер з'являється концентрація напруги що може призвести до руйнування фітинга. Тобто при використанні фітинга запропонованої у прототипі конструкції з низкою несучою здатністю для забезпечення міцності стикування відсіків потребує використання великої їх кількості, що призведе до ускладнення процесу збірки ракети і ускладнення відокремлення відсіків один від одного у польоті. Недоліком аналога і прототипу є низька геометрична точність, а також незадовільна повторюваність виробів, неоднорідність структури спресованого матеріалу, оскільки при пресуванні за допомогою вакуумного мішка не можливо досягти значного тиску на поверхню фітинга. Задача корисної моделі є розробка способу виготовлення фітинга, при якому досягається висока геометрична точність, повторюваність, однорідність структури та міцність. При цьому задача виготовлення фітинга повинна виконуватися з використанням оптимальної кількості препрега у вигляді безперервних вугільних волокон, що за одну технологічну операцію з'єднуються у кінцеву геометричну форму, не потребуючу додаткових технологічних операцій, виключити порушення щільності матеріалу, а також досягти геометричну точність та повторюваність форми фітингу за рахунок використання високоточних прес-форм. Поставлена задача вирішується тим, що спосіб виготовлення фітинга тришарової оболонки ракет, який полягає в тому, що фітинг викладають пошарово з вугільного препрега, обтискають в один загальний пакет й отверджують. Для формування геометрії фітинга використовується невидалювана вставка, виготовлена з матеріалу низької щільності, на яку по черзі укладаються шари вугільного препрега, що складаються з прошарків з поздовжньою, поперечною й діагональною орієнтацією, які просочують зв'язуючим гарячого формування та пресують в пресформі з додатковим нагріванням. Особливістю даного фітинга є те, що точність, повторюваність і виключення порушень у щільності матеріалу виробів забезпечується за рахунок застосування твердої прес-форми, що дозволяє створювати тиск пресування значно більше, ніж із застосуванням обтискного вакуумного мішка. Загальний вигляд фітинга, з'єднаного із оболонкою відсіку ракети (у вигляді фрагменту шпангоута) подано на кресленні - фіг. 1, яка дає уяву про просторову конфігурацію фітинга. Фітинг 1 показаний на - фіг. 1, встановлено у шпангоут 2, з яким з'єднано шляхом приклеювання фітинга до внутрішньої поверхні шпангоуту. Болт з вставкою 3, має призначення для встановлювання у вікно фітинга, та стикування відсіків ракети. Спосіб виготовлення фітинга зображено на фігурах 2-6. В способі виготовлення фітинга використовуються наступні елементи: два шари поверхонь 4 та 5, ребра 6, 7, 8 та 9, вставка матеріалу 10 з низькою щільністю. Шари зливаючись утворюють полиці 13, 14, 15, 16. Контур вікна 11 складено із стінок 12. На фіг. 3 зображено розріз А-А фіг.2, на фіг.4 – покрокове виготовлення фітинга, фіг.5 та фіг.6 – розріз В-В фіг.2. 1 UA 84012 U 5 10 15 20 25 Спосіб виготовлення фітинга здійснюється наступним чином: На нижню частину прес-форми 18, вкладаються шар 5, шари 12 вікна 11, що в свою чергу складаються з послідовно укладених прошарків препрега орієнтованих відносно один одного в повздовжньому, поперечному та діагональних напрямках. Далі прошарки просочуються зв'язуючим гарячого формування. Наступна технологічна операція являє собою встановлювання об'ємної вставки з матеріалу низької щільності ніздрюватої структури. Далі подібним чином до вкладання шару 5 накладається шар 4, притискається верхньою частиною прес-форми 17, фіксується і відправляється у піч для отвердження. Після охолодження готовий виріб, що мас монолітну структуру, видаляється з прес-форми. Застосування комплексного підходу до створення способу виготовлення фітинга, дозволило отримати такий рівень його міцності, що для стиковки відсіків ракети 4-ох метрового діаметру достатньо використати не більше ніж 6-8 фітингів. Проведені натурні-випробування по навантаженню відсіку ракети, у відповідності до розрахунку, не призвели до руйнування жодного з фітингів, а також прилеглих до них зон відсіку ракети. 1. Е.С. Кулага, "Разработка техпроцессов изготовления баков из углепластика с полимерным лейнером для ракет и разгонных блоков.", 2009 г. Изд. "Научно технические разработки КБ "Салют" выпуск №5, стр.123. 2. Патент РФ № 2399018 "Фитинг и способ его изготовления". ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ Спосіб виготовлення фітинга тришарової оболонки ракет, який полягає в тому, що фітинг викладають пошарово з вугільного препрега, обтискають в один загальний пакет й отверджують, який відрізняється тим, що для формування геометрії фітинга використовують невидалювану вставку, виготовлену з матеріалу низької щільності, на яку по черзі укладають шари вугільного препрега, що складаються з прошарків з поздовжньою, поперечною й діагональною орієнтацією, які просочують зв'язуючим гарячого формування та пресують в пресформі з додатковим нагріванням. 2 UA 84012 U Комп’ютерна верстка Л. Литвиненко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3