Спортивный арбалет

[алекс]

какая использовалась марка стекла и производитель компаунда и если не трудно ответить ,какой запас прочности в% закладываете на плечи (100%-это разрушающая нагрузка)
а так вообще с душой сделано!
кстати , чуть не забыл, какая дальность стрельбы

[Ironfly]

 Стекла использовал разные и Е и S, принципиальной разницы не увидел.  Для "домашних" условий хорошо подходит не ядовитый и доступный триэтаноламин (ТЭА) в качестве отвердителя эпоксидных смол. Отверждение- 80-100 град/ 6-8 ч. При 20 град время жизни больше суток. Для ЭД-20 (80ч) + самодельный ДЭГ (20 ч) ипользовал  ТЭА (15 частей). По мехсвойствам отвер.пластик не уступает отвержденному ТЭТА (кроме теплостойкости) и в 3 раза превосходит по ударной вязкости. Расчетные методы 30 лет назад, были большим секретом ))), работал эмпирически.
 На счет дальности стрельбы, большие вопросы- негде проверить )))

[Ironfly]

   Принцип работы полуавтоматической установки для намотки арбалетных плечей виден на эскизе. Двигатель постоянного тока, через редуктор, вращает форму. Его обороты регулируются напряжением от ЛАТРа и составляют 40- 100 об/мин, что зависит от толщины ровинга.  Нитеводитель совершает возвратно- поступательные движения по шпильке М8, приводимый в движение реверсивным РД-09. Реверс хода происходит тогда, когда его переключатель , закрепленный на каретке, упирается в регулирующий винт.  С помощью 2 винтов устанавливается ширина намотки.
 Натяжение ровинга, а это около 10 % его прочности, создается, как минимум 3 подпружиненными роликами, которые, в идеале, опущенны в ванну с эпоксикомпаундом. В реальности, пропитка на валиках, создает наибольшие проблемы, особенно когда пропитывается пучок тонких нитей с нескольких катушек. Даже при частичном обрыве нити, она наматывается на барабан и процесс останавливается. Поэтому, лучше мотать препрегом и хранить его в морозилке (некоторые до года), или мотать сухой ровинг на обмазанную смолой форму. Причем, необходимо, чтобы нити укладывались ,именно, на смолу. А не наоборот. Т.к. форма горячая, около 70 град, жидкая смола хорошо пропитывает ровинг, вытесняя воздух. Периодически, форма останавливается и жесткой кистью наносится смола. После намотки половины нитей, нужно на комлевую часть плечей приклеить 3- 4 слоя стеклоткани, по длине равной 1/3- 1/4 длины плеча. Это нужно для повышения прочности их крепления на арбалет, а также увеличения клиновидности. Хотя, некоторая клиновидность образуется самопроизвольно,т.к. нить прижимается к форме, на плоском участке меньше, чем на изогнутом. Затем, опять нить. По достижению нужной толщины, что определяется экспериментально и в этом поможет счетчик оборотов, или щуп, шпателем проглаживается поверхность, накрывается теплоизолятором и продолжается отверждение. По моим записям, намотка длится около 3 ч и после гелеобразования я всегда заканчивал термообработку при120 град., несколько часов.
 Большая форма (420 х 225 мм), на 5 пар плечей, сделана из 6 мм мягкого алюминия, уложенна на формообразующие поверхности из 40 мм доски. Боковые поверхности из 2 мм дюраля стягиваются 2 шпильками, к которым крепится нагревательный элемент. Он сделан из отрезка нихромовой спирали от утюга, вставленной в кварцевую трубку и слегка оттянутой к концам. Для защиты  боковых поверхностей от эпоксида используются фторопластовые накладки, а для формы- фторопластовая пленка.

[Ironfly]

  Когда законченно отверждение, намотанные пластины разрезаются алмазным диском (150 мм), с подачей воды, по разметке. У меня это была дюралевая пластина, под которой был закреплен ЭД 3000 об/мин, по размеру раковины. В ее прорезь выступал диск и на него, из небольшой трубочки подавалась вода. Нужны очки или маска. Затем, следует обработка заготовок с помощью напильников, шкурки с водой и шабера. Шабер делается из 3-х гранного напильника, заточкой на торце круга и очень подходит для строгания паралельных слоев с/пластика, т.к. не дает пыли. Вообще, при шлифовке нужна местная вентиляция и респиратор. Либо делать это на улице. Подгонка пары плечей, делается с помощью временной тетивы. Она должна получиться перпендикулярной к направляющей арбалета. Еще важнее, чтобы плечи не сдвигали тетиву в сторону, при натяжении. Для этого делаются пометки на тетиве, маркером. Одинаковость прогиба плечей прверяем, прикладыванием их к бумаге и обводя карандашем.

[Ironfly]

  Куклы на концах лука делаются просто. После проточки паза под тетиву ,круглым напильником, на месте будущей куклы, наматывается креcтообразно стеклонить с пропиткой эпоксидом, чтобы распределить нагрузку на всю ширину плеча и одевается силиконовая формочка, сделанная из герметика. После шлифовки и покраски можно стрелять ))) Максимальная длина плеча- 420 мм, ширина- 44 мм.

[Ironfly]

 Пару слов об углепластике. У меня сложилось впечатление, что однонаправленный углепластик мало подходит для арбалетных луков. Вот эта куча треснувших и сломанных угольных и угольно-стеклянных плечей. Для них я использовал высокомодульную нить и ленту. Некоторые луки выдерживали до 2 тыс.  выст., если карбон был в нейтральном слое. Вероятно, низкомодульный графит дал бы лучшие результаты, потому что углеткань обьемного плетения показала отличные результаты и даже выдерживала холостые выстрелы.

[Asafan]

Ну и маньячилло . Колоссальная работа, но совсем обычная для времен СделайСама . Карбон просто не растягивается так, как стекло, и нормально работает при меньших напряжениях, а это - увеличение длины, ширины, уменьшение толщины и прочие радости.

[Volmir]

По поводу технологии изготовления - это для меня стало открытием! Все гениальное - просто! Я имею в виду намотку полуавтоматическую намотку на барабане с подачей нити. Вот оказывается как массово делаются арбалетные плечи.

Вопрос: а разве между собой (по толщине плеча) нити не сжимаются? Ведь только преднатяга 10% и пропитки смолой мало (мне кажется) для нормальной формовки плеча?

Если можете - расскажите об изготовлении колодки для арбалета. Это менее сложно (чем плечи, как по мне) - но все равно очень интересно.

[Ironfly]

По поводу технологии изготовления - это для меня стало открытием! Все гениальное - просто! Я имею в виду намотку полуавтоматическую намотку на барабане с подачей нити. Вот оказывается как массово делаются арбалетные плечи.
Вопрос: а разве между собой (по толщине плеча) нити не сжимаются? Ведь только преднатяга 10% и пропитки смолой мало (мне кажется) для нормальной формовки плеча?
Если можете - расскажите об изготовлении колодки для арбалета. Это менее сложно (чем плечи, как по мне) - но все равно очень интересно.

1. Насколько я знаю, на заводе так не делают. Барнетовцы, 25 лет назад, укладывали в форму пропитанную, но ненатянутую нить, сжимали, избыток смолы вытекал, отверждали и получали готовое изделие. При этом не реализуется прочность стеклонити, полностью. Еще хуже с дешевыми пистолетами-арбалетами, где для лука используют стеклонаполненный термопласт. Там отрезки стекловолокна, около сантиметра длиной, хаотично находятся в полимере.
2. Это непонятно.
3. Колодка для крепления плеч выфрезерованна из болванки ст.45, на заводе. См. чертеж, фото 7. Конечно, их можно делать и из дюраля, просто спортивное оружие делают тяжелым, специально.

[Volmir]

Вопрос: а разве между собой (по толщине плеча) нити не сжимаются? Ведь только преднатяга 10% и пропитки смолой мало (мне кажется) для нормальной формовки плеча?

2. Это непонятно.

В процессе полимеризации смолы (и нахождении заготовки в термошкафу) оказывалось ли давление (как на рисунке) на слои ровинга?
Или намотали ровинг на форму (с преднатягом), пропитали его смолой - и в термошкаф.

[Zmeelink]

   Принцип работы полуавтоматической установки для намотки арбалетных плечей виден на эскизе...

Вот сейчас реально челюсть отвисла 

[Ironfly]

Volmir  На намотанную заготовку, сверху ничего не прижималось. Видимо, в этом нет необходимости. Попробуем оценить давление нити на форму. При ширине ровинга 2 мм, длине формы 420 мм и усилии натяжения 8 кГ, получается, что  на каждую нить действует 1 ати. При ширине формы 225 мм, полное давление на стенку, получается 112 ати. Может, я и заблуждаюсь в расчетах, но в технике композитов, самую высокие характеристики были получены, именно намоткой.
 Те, кто хочет попробовать сделать анизотропные стеклоплечи, для арбалета, предлагаю простую технологию:
- взять 2 одинаковые, стальные, упругие пластины, по длине плеча. Например, от двуручной пилы
- сложить их вместе, обклеить скотчем, намазать эпоксикомпаундом и мотать стеклоровинг, вручную, с умеренным натяжением. Т.к. мотать придется долго, клей холодного отверждения начнет густеть и плохо пропитывать. Чтобы этого избежать, поставте баночку со смолой на сильно охлажденную ( в морозилке) массивную железяку. Это увеличит время гелеобразования клея, в несколько раз. После половинной намотки, также как и у меня, примотайте несколько кусков стеклоткани, у комля
- когда закончили намотку, пора натягивать нити и создавать кривизну плечам. Для этого, вбейте гвоздь между пластинами, а затем, в образующийся зазор вбивайте различные стержни, добиваясь нужной кривизны
- отвердить с/пластик при повышенной температуре
- разрезать этот "обруч" , на торцах, ножовкой или наждачном круге и шлифовать по намеченным размерам. Вообще, наждачный круг по металлу может использоваться для грубой обработки стеклопластика. Особенно, малооборотистый, с крупным зерном. Конечно, с охлажденим водой и вентиляцией.
 Эту технологию не пробовал, но думаю,что должна дать хорошие результаты.

[BigMichael]

Возможно вопрос глупый, но почему в изготовлении арбалетных плеч не используются слоёные склейки? Внутри - дерево, снаружи - стекло, как это делается на луках.

[Ironfly]

 В те времена, когда я делал и продавал плечи, Э. Типо образовал фирму ФАЛЬКОН и на эстонской лыжной фабрике делали арбалетные луки по классике стеклоламинат/дерево/стеклоламинат. Этих луков было много, но много было и расслоений по склейке, т.к. арбалетное плечо толще лучного. А надежность, в спорте, ценится превыше всего, чтобы не терять драгоценные очки. Возможно, позже они решили эту проблему. Я не в курсе.

[NIKODIM]

     Ну ни чего себе  "новичок".
Ironfly,  такого обвала информации я не встречал на форумах.
Я делаю самоделки уже давно. Свой первый арбалет (с цельным деревяным луком) я смастерил в1970. Перепробовал все доступные материалы: дерево, стеклотекстолит, ну и конечно, стальные рессоры. К композитным материалам (самодельным) пришел недавно, примерно 2 года назад. И поэтому опыта маловато. Моя последняя поклейка, а клею я слоеные плечи из готового ламината(стекло+уголь+стекло+уголь+стекло), не выдержала испытаний. Примерно на 2/3 расчетной натяжки одно из плеч расслоилось по слою стеклоламината. Вы привели фотографию ломаных плеч. Нельзя ли подробнее рассказать какой характер поломок и причины на Ваш взгляд. У меня сформировалось мнение, правда на одном примере, что превысил нагрузку (допустимый прогиб) и низкое качество ступинского стеклоламината.

[Ironfly]

NIKODIM  Очевидно, что все проблеммы, которые возникают от применения угля, связаны с его низким коэффициентом деформации (около 1 % ), в то время как у стекла он около 4 %. Если взять угольный ламинат, толщиной 0,4 мм, то его можно свернуть в кольцо диаметром 20 см. А если изгибать 4 мм, то он сломается, при диаметре кольца около 4 м. Поэтому, мои попытки изготовления плечей из чистого однонапраленного карбона были безуспешны. Пластик ломался поперек волокон, в разных местах, что говорит о равномерности нагрузки.
 Стекольно-угольные гибриды, в которых 1 мм уголь находился в нейтральном слое, также через некоторое время, начинали ломаться, но у них характер разрушения был другой. Происходило расслоение композита по границе уголь-стекло. Этот процесс удавалось затормозить спиральной обмоткой плеч, пропитанной стеклонитью, но это приводило к повышению их веса.
 Оптимальным вариантом, для меня, было использование угольной ткани. Вероятно, это плетение называется "твилл". Предположу, что К.деформации в ней, близок к таковому, стекла, поэтому композит выдерживал требуемые нагрузки.
 Считаю, что углепластик, несмотря на меньшую плотность ( около 30 % ), не имеет преимущества перед стеклопластиком, т.к. запасает меньше энергии (К деф. в 3-4 раза меньше).
 

[Asafan]

У меня сформировалось мнение, правда на одном примере, что превысил нагрузку (допустимый прогиб) и низкое качество ступинского стеклоламината.

Плечо из монолитного стеклопластика гораздо прочнее, чем плечо из отдельных слоев ламината. Причина разрушений - возможные загрязнения ваших полос и плохая адгезия. По углю полностью согласен с Ironfly .

[NIKODIM]

     Asafan, Ironfly.
Полностью с Вами согласен. Мои пробы использования углепластика, да еще ламинированного СВМ привели к поломкам. Причем картинка каждый раз была одна и та же. На "спине"  рвало СВМ, поперек, а дальше уголь ломался и поперек и расслаивался. Происходило это по причине малой допустимой деформации угля и совсем нерастяжимости СВМ.
   Мне интересно склеить плече с применением угля по двум причинам: во-первых модуль упругости углепластика выше чем у стали (при меньшем весе), а во-вторых находил ссылки в литературе о том, что лучший результат достигается сочетанием стекла и угля.
Самодельный углеламинат я располагаю под солидным слоем стекла. Т.е. максимальные дефформации растяжения, сжатия принимает на себя стекло.
   С одним не могу согласиться- расположением угля(углеткани) по нейтральному слою. Нейтральный слой (в теории) не испытывает ни каких деформаций, а следовательно не накапливает энергии. Ткань (в нейтральном слое) играет роль продольной связки. Для такой цели лучше подходит стеклоткань, тем более, что однородна и стеклоламинату и стеклоровингу.
   Хочу попробовать продолжить испытания плечей (после ремонта) до излома пока не найду максимально допустимую деформацию.  И заменить ступинский стеклоламинат своим, самодельным. К выклейке плеч из ровинга пока не готов. Нужно полность переделать всю оснастку.

[Asafan]

модуль упругости углепластика выше чем у стали

Серьезное заявление .

[NIKODIM]

       Такие плечи у меня уже есть.
Правда одно из них сейчас после  склейки(ремонт). Через неделю продолжу испытания и тогда точно буду знать чего ждать от угля.
Возможно прийдется пойти на увеличение габаритов.