Wytrzymałość, nawijanie i wzór rurek (tezy)

Czym rurki nawijane różnią się od rurek walcowanych z włókna węglowego/ karbonowego:

Proces nawijania pozwala maksymalnie wykorzystać właściwości włókna węglowego zawartego w rurce

Wszystkie włókna mogą być prowadzone zgodnie z określonym obciążeniem, czy to zginanie, skręcanie, wibracje, ściskanie itp.

Rurka zwinięta z tkaniny nieuchronnie zawiera połowę nici (osnowy lub wątku), które są bezużyteczne przy danym obciążeniu (ponieważ osnowa i wątek są prostopadłe)

Z tego powodu przy tym samym obciążeniu nawinięta rura może być nawet 2 razy lżejsza

 

Trzpienie

Zakładany (początkowy) wymiar dla rurki z włókna węglowego - to średnica wewnętrzna

Jest to średnica trzpienia, na którym nawinięty jest  roving z włókna węglowego/ karbonowego impregnowany specjalną wytrzymałą żywicą epoksydową odporną na wysokie temperatury.

Posiadamy trzpienie od 6 do 150mm, w tym także niektóre typy nieformatowe (ułamkowo-calowe i rowerowe)

 

Cienkie trzpienie (od 6 do 12mm) pozwalają nawinąć rurę na długość nie większą niż 2000mm

Ponadto, w zależności od średnicy trzpienia, maksymalna długość rury może wynosić od 2500 do 7000 mm

 

 

Nawijanie i szlifowanie

Nawijając roving (nić)”) na trzpień warstwa po warstwie, uzyskujemy pożądaną średnicę zewnętrzną (lub grubość ścianki)

Jedna warstwa uzwojenia rovingowego to około 0,5 mm grubości ścianki rury. Na przykład, rura o wymiarach 26 x 29 mm składa się z 3 warstw rovingu

Aby uzyskać dokładną średnicę zewnętrzną i piękny wygląd, rurę należy zeszlifować

 

Oryginalna rurka bez szlifowania po zdjęciu folii bandażowej	Wstępne szlifowanie (usunięcie minimalnej warstwy zewnętrznej, ok. 0,1 mm)	Intensywne szlifowanie do pożądanego rozmiaru, usunięcie do 0,7 mm z oryginalnej średnicy

 

Minimalna możliwa grubość ścianki rurki wynosi około 0,8 mm (2 warstwy rowingu 12K dają 1 mm, a dodatkowo część drugiej warstwy można zeszlifować)

Dokładność szlifowania wynosi +/- 0,3 mm od wartości nominalnej
Bardziej precyzyjne szlifowanie - po uzgodnieniu z klientem

 

Kąt nawijania i jego wpływ na właściwości rury

 

 

 

Jeśli chodzi o wytrzymałość na zginanie, maksymalną wydajność włókna węglowego uzyskuje się, gdy jest ono nawinięte pod kątem 0 stopni do osi rury.Nie jest to możliwe w przypadku nawijania (ale jest możliwe w przypadku pultruzji)

Do rzeczywistego użytkowania ważne jest, aby była wystarczająca wytrzymałość na ściskanie (w przeciwnym razie rurka pęknie przy ściskaniu palcami)

Dlatego nawijamy rury pod kątem od 10 do 15 stopni dla obciążeń zginających (rzut wytrzymałości zarówno na oś X, jak i Y)

Realizacja wytrzymałości włókna węglowego polega na rzutowaniu maksymalnego możliwego oporu na płaszczyznę, w której odbywa się praca

 

Gdy ważne jest oddanie części siły na amortyzację nagłych ruchów (np. wiosłowania), wtedy nawijamy pod kątem 20-25 stopni

W przypadku skręcania optymalnym kątem jest 45 stopni (część siły działa na skręcanie, część na stabilizację rury podczas obracania)

Aby ścisnąć rurkę od zewnątrz lub wytrzymać wysokie ciśnienie od wewnątrz, rurkę nawija się pod kątem większym niż 55 stopni

Podczas nawijania możliwe jest (raczej obowiązkowe) łączenie różnych kątów nawijania z warstwy na warstwę. Pozwala to zoptymalizować właściwości fizyczne i mechaniczne rury

 

 

 

Wzór nawijania

Z reguły wzór nawijania wykonujemy według własnego uznania, z wyjątkiem sytuacji, gdy klient wymaga uzgodnienia wzoru.

 

 

 

Kąt nawijania rovingu jest ustalany wspólnie z klientem, ponieważ wpływa on na rodzaj obciążenia rury (równowaga zginania/skręcania)

Rodzaj wzoru nawijania można określić na podstawie liczby i rodzaju trójkątów na szerokości tzw."rozwijania" nieszlifowanej rurki

 

 

Intensywne szlifowanie powierzchni dodaje "ścierania" podstawowego wzoru, aż do całkowitego braku powtarzalności (utrata wzoru)

 

Wymiary i waga niektórych rur produkowanych przez Incarbo 

* wymiary są NOMINALNE

** napełnianie odbywa się w miarę gromadzenia statystyk, informacje są aktualizowane