Оправка для безперервного намотування труб з композиційних матеріалів (варіанти)

1. Оправка для безперервного намотування труб з композиційних матеріалів, що містить вал і секторні планки формотворної поверхні, яка відрізняється тим, що вал виконаний у вигляді труби, на одному кінці якої встановлений центровик, з'єднаний із привідним валом, на іншому її кінці встановлений диск із закріпленою на ньому додатковою шайбою, на якій установлені напрямні штифти, один кінець кожної секторної планки формотворної поверхні з'єднаний за допомогою C2 2 94375 1 3 склопластикових труб. Довжина робочої частини оправки становила 750 мм, що дозволяло одержувати труби з поліефірним сполучним із внутрішнім діаметром від 75 мм до 300 мм необхідної довжини із продуктивністю до 20 м/год. Однак, оправки описаної вище конструкції характеризувалися великою матеріалоємністю, складністю у виготовленні, невеликою довжиною робочої частини й вимагали значних трудовитрат при експлуатаційних зупинках. Виготовлення труб малого діаметра практично було неможливе. Відомий пристрій для безперервного виготовлення довгомірного трубчастого виробу, у якому оправка являла собою змонтований на опорах привідний консольний вал з формотворним тілом, установленим з можливістю зворотнопоступального переміщення в напрямку сходу виробу й повернення у вихідне положення, й засіб для зворотно-поступального переміщення формотворного тіла у вигляді подавально-спускового механізму із приводом [див. патент РФ № 2091232, М. кл. B29D 23/00, опубл. 15.09.1995]. В оправці цієї установки, залежно від діаметра готового виробу, формотворне тіло складалося з 1-3 і більше окремих елементів, виконаних з можливістю зворотно-поступального руху. Пристрій дозволяв при певних умовах реалізовувати метод безперервного намотування склопластикових труб. Однак, крім зазначених вище недоліків, пристрій містив додаткові пристосування для реалізації зворотно-поступального руху, які істотно підвищували вартість установки в цілому й ускладнювали її експлуатацію. Відома також установка для виробництва трубчастих предметів, у якій власне оправа виконана у вигляді консольного вала, на якому за допомогою сполучних елементів установлено безліч плоских елементів (секторів), що виконують зворотнопоступальне переміщення уздовж осі оправки відповідно до копіра [див. ЕР № 1138465 В1, М. кл. В29С 53/64, опубл. 03.09.2003]. Описана вище оправка, як і попередні, дозволяє здійснювати метод безперервного намотування трубчастих виробів. Однак, згадана вище конструкція складна, трудомістка у виготовленні, вимагає додаткових трудовитрат при експлуатаційних зупинках. Відома також оправка для виробництва трубчастих предметів, що містить, як і описано вище, безліч плоскопрофільованих елементів (іншими словами секторних планок), які виконані з можливістю зворотно-поступального переміщення [патентна заявка США № 2009/0068303 А1, М. кл. В28В 7/30, опубл.12.03.09], якій властиві ті ж недоліки, що й попередньому технічному рішенню. Відома оправка для виготовлення труб методом безперервного намотування, що містить розташовані симетрично відносно осі обертання жорстко з'єднані в блоки тим або іншим способом секторні планки [див. патенти РФ № 2388602, 2390415, 2390416, М. кл. В29С 53/82, опубл. 27.05.10, 10.05.10]. На думку автора зазначених технічних рішень, вони дозволяють спростити конструкцію, знизити 94375 4 вагу оправки, зменшити матеріалоємність, знизити енерговитрати на виготовлення труби й підвищити її надійність. Однак, такі складні конструкції із секторних планок трудомісткі при виготовленні, вимагають збільшених трудозатрат при експлуатаційних зупинках, практично виключають можливість виготовлення труб малого діаметра. Найбільш близькою по призначенню, технічній суті й результату, що досягають при використанні, є оправка для безперервного намотування труб, що містить вал і секторні планки [див. патент РФ № 2323826, М. кл. В29С 53/82, опубл.27.06.07], у якій вал виконаний за одне ціле або з нерухомо скріпленими з ним двома або більше симетрично розташованими секторними планками, а інші секторні планки розташовані між останніми з можливістю зворотно-поступального переміщення. Як відзначає автор, пропоноване технічне рішення відрізняється простотою конструкції й підвищеною надійністю. Однак, при гаданій простоті конструкції вона залишається досить складною й трудомісткою при виготовленні, що пов'язане з необхідністю забезпечити високу точність і чистоту обробки поверхонь, що сполучають, щоб зменшити кількість технологічних зупинок, обумовлених різними умовами тертя на нерухомих і секторних планках, що рухаються. Твердість такої конструкції можна забезпечити тільки при порівняно малій довжині оправки для труб обмеженого діапазону діаметрів. За допомогою такої оправки не можуть бути виготовлені труби за межами цього діапазону, як малого діаметра, так і великого, що обмежує функціональні можливості оправки такої конструкції. Тому, метою пропонованого технічного рішення є розширення функціональних можливостей оправки. В основу винаходу поставлена задача поліпшення оправки для безперервного намотування труб з композиційних матеріалів, у якій, внаслідок виконання вала власне оправки у вигляді труби, на одному кінці якої встановлений центровик, з'єднаний із привідним валом, установки на іншому її кінці диска із закріпленою на ньому додатковою шайбою, на якій установлені напрямні штифти, з'єднання одного кінця кожної секторної планки формотворної поверхні за допомогою тяг з керуючим кулачком механізму переміщення труби з композиційного матеріалу й установки на другому кінці кожної секторної планки кутика у вигляді сектора з отвором для проходження штифта, забезпечується новий технічний результат. Він полягає в збільшенні опору скручуванню секторних планок, власне оправка здобуває додаткову жорсткість. У результаті взаємодії кожної секторної планки одним кінцем з тягою, що визначає її зворотнопоступальне переміщення, а іншим з відповідним штифтом, виключається зсув секторних планок відносно поверхні труби і їхнє заклинювання, що нерідко в інших конструкціях оправок призводить до виходу з ладу механізму переміщення секторних планок. При істотному спрощенні конструкції оправки, зниженні витрат на виготовлення, зниженні ваги секторних планок і оправки в цілому, 5 збільшується її надійність, поліпшується ремонтопридатність, що дозволяє розширити функціональні можливості оправки. З'являється можливість істотно збільшити, з одного боку, довжину власне оправки, а з іншого боку, розширити діапазон діаметрів труб, що виготовляють, з композиційних матеріалів, збільшити швидкість сходу готового виробу й т. д. В основу винаходу поставлена також задача поліпшення оправки для безперервного намотування труб з композиційних матеріалів, у якій, внаслідок виконання вала власне оправки у вигляді труби, на одному кінці якої встановлений перший додатковий диск із отвором, у якому встановлений центровик, установки на іншому її кінці диска із закріпленою на ньому додатковою шайбою, на якій установлені напрямні штифти, з'єднання одного кінця кожної секторної планки формотворної поверхні за допомогою тяг з керуючим кулачком механізму переміщення труби з композиційного матеріалу, установки на другому кінці кожної секторної планки кутика у формі сектора з отвором для проходження штифта, виконання привідного вала також у формі труби, що одним кінцем упирається в перший додатковий диск, установлений усередині вала власне оправки, на якому встановлений центровик, установки на другому кінці привідного вала другого додаткового диска з отвором, який за допомогою стрижня, що проходить уздовж осі привідного вала, з'єднаний із центровиком і власне оправкою, забезпечується новий технічний результат. Він полягає в тому, що при збільшенні довжини власне оправки й секторних планок, збільшення навантаження на привідний вал можна компенсувати збільшенням міцності й жорсткості привідного вала. При всіх перевагах технічного рішення, описаного вище, з'являється можливість істотно знизити вагу оправки в цілому й розширити функціональні можливості оправки в цілому. Поставлена задача вирішується тим, що у відомій оправці для безперервного намотування труб з композиційних матеріалів, що містить вал і секторні планки формотворної поверхні, відповідно до винаходу, вал власне оправки виконаний у вигляді труби, на одному кінці якої встановлений центровик, з'єднаний із привідним валом, на іншому її кінці встановлений диск із закріпленою на ньому додатковою шайбою, на якій установлені напрямні штифти, один кінець кожної секторної планки формотворної поверхні з'єднаний за допомогою тяг з керуючим кулачком механізму переміщення труби з композиційного матеріалу, на другому кінці кожної секторної планки встановлений кутик у вигляді сектора з отвором для проходження штифта. Поставлена задача вирішується також тим, що у відомій оправці для безперервного намотування труб з композиційних матеріалів, що містить вал і секторні планки формотворної поверхні, відповідно до винаходу, вал власне оправки виконаний у вигляді труби, на одному кінці якої встановлений перший додатковий диск із отвором, у якому проходить центровик, на іншому її кінці встановлений диск із закріпленою на ньому додатковою шайбою, на якій установлені напрямні штифти, один кінець 94375 6 кожної секторної планки формотворної поверхні за допомогою тяг з'єднаний з керуючим кулачком механізму переміщення труби з композиційного матеріалу, на другому кінці кожної секторної планки встановлений кутик у формі сектора з отвором для проходження штифта, привідний вал виконаний також у формі труби, що одним кінцем упирається в перший додатковий диск, установлений усередині вала власне оправки, на якому встановлений центровик, на другому кінці привідного вала встановлений другий додатковий диск із отвором, який за допомогою стрижня, що проходить уздовж осі привідного вала, з'єднаний із центровиком і власне оправкою. Як видно з викладу суті технічних рішень, що заявляють, вони відрізняються від прототипу й, отже, є новими. Пропоновані технічні рішення мають винахідницький рівень. Як було показано раніше, проблема створення надійної оправки, здатної забезпечувати тривалий цикл роботи пристроїв, має тривалу історію. Однак всі описані раніше технічні рішення, в остаточному підсумку, призвели до ускладнення оправок, збільшення їхньої ваги, вартості й трудомісткості при виготовленні й обслуговуванні. Відомі рішення не виключають порушення режиму роботи оправок внаслідок недостатньої жорсткості конструкцій, що призводить до заклинювання секторних планок або груп секторних планок, або до інших більш складних і дорогих поломок. Пропоновані технічні рішення принципово відрізняються від раніше відомих тим, що не використовують дорогі деталі, які, в остаточному підсумку, проблеми не вирішують, для того, щоб виключити зсув секторних планок у напрямку, перпендикулярному осі оправки, вони спрощують конструкцію, знижують вагу, підвищують жорсткість і надійність пристрою й істотно розширюють функціональні можливості оправки. Пропоновані технічні рішення промислово застосовні, оскільки можуть бути виготовлені на звичайному устаткуванні й не вимагають складної дорогої техніки для обробки складних профілів секторних планок або суміжних з ними деталей. Фіг. 1. Власне оправка із привідним валом і привідними шестернями (варіант 1). Фіг. 2. Оправка (вид торця по А, варіант 1). Фіг. 3. Власне оправка із привідним валом і привідними шестернями (варіант 2). Фіг. 4. Оправка (вид торця по А, варіант 2). Як правило, пропоновану оправку використовують у пристрої для безперервного намотування труб, що містить, як мінімум (Фіг. 1, Фіг. 2, варіант 1), привідний вал 1, установлений на опорах (на кресленнях не показані). Один кінець привідного вала 1 через шестірню 2 з'єднаний із приводом (на кресленнях також не показаний). Співвісно із привідним валом 1 установлений механізм переміщення труби з композиційного матеріалу, що включає привідну шестірню 3, кулачок циліндричний 4 і тяги 5, які одним кінцем з'єднані із циліндричним кулачком 4, а другим із секторними планками 6 формотворної поверхні. Співвісно із привідним валом 1 установлена також привідна 7 94375 шестірня 7 механізму 8 укладання захисної стрічки. Власне оправка містить трубчастий вал 9, який за допомогою центровика 10 з'єднаний із привідним валом 1. На другому кінці вала 9, виконаного у вигляді відрізка труби, установлений диск 11, який є підставою закріпленої на ньому додаткової шайби 12. Шайба 12 за допомогою установного болта 13 закріплена на диску 11. На шайбі 12 установлені напрямні штифти 14, кількість яких відповідає кількості секторних планок 6. Кожна секторна планка 6 одним кінцем з'єднана з тягою 5, а на другому кінці секторних планок 6 установлені кутики 15 у формі секторів, у яких виконані отвори, що відповідають напрямним штифтам 14. На фіг. 3, 4 показаний 2-й варіант оправки. Привідний вал 1, виконаний у формі труби, установлений на опорах (на кресленні не показані). Один кінець привідного вала 1 через шестірню 2 з'єднаний із приводом (на кресленні також не показаний). Співвісно із привідним валом 1 установлений механізм переміщення труби з композиційного матеріалу, що включає привідну шестірню 3, кулачок циліндричний 4 і тяги 5, які одним кінцем з'єднані із циліндричним кулачком 4, а другим із секторними планками 6 формотворної поверхні. Співвісно із привідним валом 1 установлена також привідна шестірня 7 механізму 8 укладання захисної стрічки. Власне оправка містить трубчастий вал 9, який за допомогою центровика 10 з'єднаний із привідним валом 1. На другому кінцівала 9, виконаного у вигляді відрізка труби, установлений диск 11, який є підставою закріпленої на ньому додаткової шайби 12. Шайба 12 за допомогою установних болтів 13 закріплена на диску 11. На шайбі 12 установлені напрямні штифти 14, кіль 8 кість яких відповідає кількості секторних планок 6. Кожна секторна планка 6 одним кінцем з'єднана з тягою 5, а на другому кінці секторних планок 6 установлені кутики 15 у формі секторів, у яких виконані отвори, що відповідають напрямним штифтам 14. Центровик 10 установлений у власне оправці за допомогою першого додаткового диска 16, який встановлений усередині трубчастої оправки 9. У перший додатковий диск 16 упирається один кінець привідного вала 1. На іншому кінці привідного вала 1 установлений другий додатковий диск 17 з отвором. Центровик 10 і другий додатковий диск 17 з'єднані стрижнем 18. Пристрій працює в такий спосіб. Обертання від привода передається на зубчасті колеса 2, 3 і 7, забезпечуючи задане обертання привідного вала 1 із власне оправкою, синхронне переміщення тяг 5 і секторних планок 6, а також роботу пристрою захисту секторних планок 8. При цьому один кінець кожної секторної планки 6 взаємодіє із циліндричним кулачком 4, що забезпечує послідовне переміщення секторних планок у напрямку сходу труби із композиційного матеріалу й назад. Другі кінці секторних планок 6 за допомогою кутиків 15 взаємодіють зі штифтами 14, що забезпечує жорсткість і надійність конструкції в цілому. У другому варіанті додаткову твердість і надійність оправці в цілому надає стрижень 18. У таблиці 1, наведеній нижче, показаний перелік типорозмірів склопластикових труб, виготовлених за допомогою технічних рішень, що заявляють. У таблиці 2 показані номенклатурні показники установок, що використовують технічні рішення, що заявляють. Таблиця 1 1 2 3 4 5 6 7 Діаметр оправки d, мм 20,00 37,00 100,00 150,00 300,00 500,00 1000,00 Довжина секторної частини, 1раб, мм 1050,00 1170,00 1950,00 2440,00 2440,00 2440,00 2440,00 Конструктивна продуктивність, Примітка Q, м/год. до 5,0 Q залежить від типу сполучного і конструкції стінки труби до 9,0 до 24,0 до 45,0 до 45,0 до 25,0 до 12,0 Таблиця 2. Номенклатура показників Середній наробіток на відмову, год. Установлений безвідмовний наробіток Установлений ресурс до капітального ремонту Середній час відновлення працездатного стану Повний середній термін служби Як видно з опису конкретних оправок і таблиць, пропоновані технічні рішення забезпечують виготовлення труб з композиційних матеріалів діаметром від 20,00 мм до 1000,00 мм, а номенк Не менше, год. 120 60 14000 12 7 років латура показників свідчить про високу надійність пристроїв, виконаних на основі технічних рішень, що заявляють. 9 Комп’ютерна верстка Д. Шеверун 94375 10 Підписне Тираж 23 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601