ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Производство труб наматыванием из "Применение полимерных материалов в конструкциях, работающих под нагрузкой" Самой ранней конструкцией намоточной машины, применение которой известно буквально с зарождения промышленного производства полимерных материалов для конструкций, работающих под нагрузкой, является намоточный станок типа Келлер . Станки подобного типа применялись и применяются до сих пор для изготовления труб диаметром от десятков сантиметров до двух-трех метров из материалов типа гетинакса и текстолита. Для этого применяют пропитанные смолами специальные сорта бумаги и ткани из целлюлозного и стеклянного волокон. [c.256] На станке Келлер (рис. 120) имеются два полых рабочих вала 4 с электрообогревом, приводимые во вращение от электродвигателя, и прижимной вал 6, снабженный грузами. Между рабочими валами и прижимным валом помещается калиброванный пустотелый дорн 5, диаметр которого соответствует по размеру внутреннему диаметру изготовляемой трубы. На дорн через один из рабочих валов подается бумага, обращенная нелакированной стороной к поверхности рабочего вала. Бумага подается с рулона установленного на опоре. Цапфы сердечника 2 рулона снабжены грузовыми тормозами, регулирующими натяжение бумаги. Направляющие валики 3 создают дополнительное трение. [c.256] Станок Майкафил (рис. 121) имеет то принципиальное отличие от станка Келлер , что электродвигатель 7 приводит во вращение дорн 5. По этой причине намотка трубы на таких станках является более плотной, чем на станках Келлер . [c.257] На всех описанных станках возможно изготовление труб только на прочной бумаге, слабо впитывающей смолу. На первых двух станках можно получать трубы, материал которых содержит 28—30% смолы. На станке Дженерал электрик можно получать трубы с содержанием смолы от 38 до 42%. [c.258] Вследствие низкого содержания смолы материал труб, получаемых на первых двух станках, сильно гигроскопичен, и эти трубы могут применяться в качестве цилиндрических опор для медпых обмоток в масляных трансформаторах или разделительных цилиндров в комбинированных вводах (бушинги) на открытых подстанциях. Трубы, полученные на станке Дженерал электрик , обладают сравнительно низким влаго- и водопоглощением. Вследствие этого они могут применяться, кроме электромашиностроения, и в общетехнических сооружениях. [c.258] Слабое натяжение бумаги приводит к образованию рыхлой структуры материала с воздушными включениями. При перекосах возможно возникновение морщин и складок. Высокие температуры рабочих валов рекомендуются вследствие того, что площадь соприкосновения получаемой трубы (дорн) с источниками тепла (валы) очень мала. Высокие температуры дорна рекомендуются с той целью, чтобы дорн во все время наматывания являлся тепловым аккумулятором, питающим теплом наматываемый слой изнутри. Применение холодных или слабо нагретых дорнов приводит к получению рыхлой структуры материала трубы, что объясняется недостаточным расплавлением смолы. Как будет показано ниже, высокая температура дорна особенно важна при изготовлении труб из пропитанных смолами тканей, жгутов или шнуров. [c.258] Все описанные станки не пригодны для изготовления труб из пропитанных смолами тканей, лепт, жгутов и шнуров, если на дорн не наложен защитный слой, например целлофан. [c.258] Именно эта идея и была положена в основу метода получения изделий из стеклонитей, покрытых смолой (рис. 123). Примечательно, что эта простейшая механическая схема позволяет получать наматыванием изделия довольно сложной формы. Но в этом случае разборная оправка представляет собой сооружение, пожалуй, более сложное, чем сам намоточный станок. [c.260] Представленный па рис. 123 станок предназначен для изготовления изделий типа тел вращения из стеклонитей илп стекложгутов. Наверху видна коническая оправка, формующая будущее изделие из стеклянных жгутов, покрытых раствором смолы. Слева видны нити, из которых составляется жгут. На передне . плане суппорт с укрепленным на нем приемником нитей и стойкой. Жгут со стойки попадает в ванну со смолой (внизу, на раме станка). Из ванны жгут, покрытый смолой, через ролик, закрепленный на верхней части стойки, подается на вращающуюся коническую оправку. Суппорт с заданной скоростью совершает возвратнопоступательное движение посредством длинного винта, видного на переднем плане рисунка. Это позволяет наматывать жгут слой за слоем вдоль образующей конической оправки. Когда достигнута заданная толщина изделия, оправку снимают со станка и помещают в воздушную печь для отверждения смолы. Изделие снимают с оправки на специальном станке — кабестане. В других случаях, когда форма изделия сложна, оправка делается разборной. [c.260] В настоящее время потребность в цилиндрических трубах из стеклопластиков стала настолько велика, что в таких странах, как Англия, ФРГ, США, разработан ряд промышленных способов производства цилиндрических труб, как сравнительно коротких, так и очень большой длины, наматыванием из тканей, лент, жгутов и нитей. [c.260] На рис. 124 показана схема одного из промышленных способов получения труб бесконечной длины из стеклолент. Оборудование рассчитано на производство труб по заданной схеме расположения стеклолент, предусматривающей чередование слоев, имеющих продольное направление лент, и слоев, в которых ленты направлены под заданным углом к образующей трубы. Оправка нагревается токами высокой частоты. Барабаны 1 ж2 подают на оправку ленты, продольно направленные, а вращающиеся диски 4 с барабанами 5 подают на оправку ленты под заданным углом. Подача смолы осуществляется пистолетами 3. [c.260] Из этого рисунка ясно, что при разработанных способах изготовления труб наматыванием можно укладывать ленты, жгуты или нити под любыми углами к образующей трубы, какие потребует конструктор. [c.260] Рассмотрим технологические факторы, которые непосредственио влияют на качество труб или более сложных изделий типа тел вращения. Основным вопросом технологии, независимо от того, применяются стеклянные или хлопчатобумажные ткани, ленты, жгуты и нити, является проблема монолитности сечений изделия. [c.261] Для первых двух типов смол температура оправки перед наматыванием не должна быть ниже 180—200° С. Это требование легко понять, если учесть, что смолы типа БФ, используемые для пропитки наполнителя, содержат значительные количества растворителя, а многие эпоксидные смолы — воду. При холодной оправке удаление растворителя или воды будет происходить в печах, когда изделие отформовано, вследствие чего возникновение пор во всем сечении изделия неизбежно. При горячей оправке, учитывая современные скорости наматывания (4—5 м1мин для тканей и 10— 15 м/мин для жгутов и нитей), при образовании одного слоя трубы закончится и удаление растворителя и плавление смолы, вследствие чего уже в процессе формования образуется монолитная структура в сечениях получаемого изделия. [c.262] Следует отметить, что применение полиакрилатиых смол в качестве связующего имеет то преимущество, что при их отверждении не выделяются газообразные продукты тем не менее и для этих смол при формовании изделий наматыванием также требуются горячие оправки в тех случаях, когда изделие предназначено для работы при высоких температурах или в условиях высокой влажности. Нагревание оправки перед наматыванием до 130— 160° С необходимо для более полной пропитки с удалением воздуха. [c.262] Другим технологическим фактором, который может влиять на свойства получаемого изделия, предназначенного для работы под нагрузкой, является степень натяжения тканей, лент, жгутов и нитей. В настоящем случае, поскольку это касается труб, работающих при избыточном внутреннем давлении, рекомендуются максимально высокие натяжения тканей, жгутов, нитей при любой конструкции расположения нитей (кроме нитей, параллельных образующей трубы). Это позволяет значительно сократить, например, разность деформаций связующего и наполнителя при нагрузках на изделия (см. гл. III). [c.262] III подробно рассмотрено влияние конструкции тканей и расположения нитей наполнителя по отношению к направлению действующей силы на механические свойства получаемого материала. Здесь следует только указать, что применение лент, жгутов, шнуров и нитей ири изготовлении изделия наматыванием создает широкие возможности регулирования механических свойств материала с учетом направления действующих на изделие внешних сил. [c.262] Вернуться к основной статье