Прочность, намотка и узор трубок

Чем отличаются намотанные трубки от трубок, накатанных из углеткани:

Намотка позволяет максимально использовать свойства углеволокна, содержащегося в трубке

Все нити можно направить по заданной нагрузке, будь то изгиб, кручение, вибрация, сдавливание и т.д.

Трубка, накатанная из ткани, неизбежно содержит половину нитей (основа либо уток), которые бесполезны при заданной нагрузке (т.к. основа и уток перпендикулярны)

По этой причине для одной и той же нагрузки намотанная трубка может быть до 2 раз легче

 

Оправки

Образующий (исходный) размер для углепластиковой трубки - внутренний диаметр

Это диаметр оправки, на который наматывается пропитанный смолой углеродный ровинг

У нас есть оправки от 6 до 150мм, включая некоторые неформатные виды (дробно-дюймовые и велосипедные)

Тонкие оправки (от 6 до 12мм) позволяют мотать трубку не более 2000мм

Далее в зависимости от диаметра оправки максимальная длина трубки может быть от 2500 до 7000мм

 

Намотка и шлифовка

Наматывая ровинг (нить) на оправку слой за слоем, мы добиваемся нужного внешнего диаметра (или толщины стенки)

Один слой намотки ровинга - это примерно 0,5мм толщины стенки трубки. Например, трубка 26х29мм - это 3 слоя ровинга

Для получения точного внешнего диаметра и красивого внешнего вида трубку необходимо шлифовать

Сверху: исходная трубка без шлифовки после снятия бандажной пленки   Центр: начальная шлифовка (снятие минимального внешнего слоя, ок. 0,1мм)   Внизу: интенсивная шлифовка до нужного размера, снятие до 0,7мм от исходного диаметра

Минимально возможная толщина стенки трубки - около 0,8мм (2 слоя ровинга 12К дают 1мм и дополнительно можно часть второго слоя сошлифовать)

По умолчанию точность шлифовки делаем в пределах +/- 0,3мм от номинального значения

Более точная шлифовка - по согласованию с клиентом

 

Угол намотки и его влияние на свойства трубки

Для прочности на изгиб максимальная отдача от углеволокна - если намотать под углом 0 градусов к оси трубки. Это невозможно для намотки (но возможно пултрузией)

Для реального применения важно, чтоб была достаточная прочность и на сжатие (иначе трубка разламывается от сдавливания пальцами)

Поэтому мы мотаем трубки под углом от 10 до 15 градусов для нагрузки на изгиб (проекция прочности и на ось Х, и на ось Y)

Реализация прочности углеволокна - это проекция максимально возможного сопротивления на плоскость, в которой происходит работа

 

Когда важно отдать часть прочности на амортизацию резких движений (например, весло), тогда мотаем под углом 20-25 градусов

Для кручения оптимальным углом является 45 градусов (часть прочности работает на кручение, часть - на стабилизиацию трубки при вращении)

Для сжатия трубки снаружи, или для выдерживания большого давления изнутри трубку мотают под углом более 55 градусов

 

При намотке возможна (скорее обязательна) комбинация различных углов намотки от слоя к слою. Это позволяет оптимизировать физико-механические показатели трубки

 

Узор намотки

Узор намотки, как правило, мы делаем на свое усмотрение, за исключением случаев, когда клиент требует согласования узора

Угол намотки ровинга определяем совместно к клиентом, т.к он влияет на вид нагрузки для трубки (баланс изгиб/кручение)

Тип узора намотки можно определить по количеству и типу треугольников на ширину т.н. "развертки" нешлифованной трубки

Интенсивная шлифовка поверхности добавляет "затертости" базовому рисунку, вплоть до полного отсутствия повторяемости (потери узора)

 

Размеры и вес некоторых трубок, производимых ООО "М-Карбо"

* размеры указаны НОМИНАЛЬНО

** заполнение ведется по мере накопления статистики, информация обновляется

Внут х Внеш диам, мм	Толщина стенки, мм	Вес 1 метра, г +/- 5%	Максимальная длина намотки, мм	Примечание
6х10	2,0	80	1500
8х9,8	0,9	40	1500
8х10	1,0	49	1500
10х11,5	0,7	39
10х12	1,0	57	2550
10х14	2,0	120	2550
12х16	2,0	136	2550
13х15	1,5	72	2550
14х16	1,0	80	2550
14х19	2,5	205	2550
15х19	2,0	166	2550
16х18	1,0	78	2550
16х20	2,0	170	2550
17х19	1,0	91,5	2550
17х20	1,5	141	2550
18х24	3,0	310	2550
20х22	1,0	105	2550
20х24	1,0	120	2550
22х25	1,5	178	2550
22х26	2,0	236	2550
22х27	2,5	292	2550
23х25	1,0	120	2750
24х30	3,0	387	4150
25х27	1,0	122	4150
26х29	1,5	203	4150
27х30	1,5	205	4150
28х32	2,0	306	4150
29х35	3,0	484	4150
63х66
95х99