CN100441401C - 平辊排纱的纤维缠绕方法 - Google Patents

Abstract

平辊排纱的纤维缠绕方法，它涉及的是平辊排纱纤维缠绕的技术领域。它是为了克服现有纤维缠绕机的无动力随动摆头与圆环结构摆头存在纱束展平不好、排纱精度低、聚纱效果明显、纱线磨损严重的问题。缠绕步骤为：(一)、将芯模装夹在数控纤维缠绕机的三爪卡盘与顶尖之间；(二)、决定摆头回转平面相对落纱点A的位置；(三)、确定缠绕的线型轨迹方程；(四)、具体确定A1、B1以及出纱点B；(五)、求取β角：(六)、将缠绕数控代码输入到数控纤维缠绕机中，完成对芯模的纤维缠绕。本发明能使排纱精度达到0.01mm，使精度得到保证；摆头平辊结构展纱效果明显，缠绕构件的含胶量和形状尺寸更易控制；构件表面平整，不用二次加工。

Description

平辊排纱的纤维缠绕方法

技术领域

本发明涉及的是平辊排纱纤维缠绕的技术领域。

背景技术

纤维缠绕中纱束的展平程度和排纱精度是影响缠绕构件质量的关键因素。而纱束的展平最终是由纤维缠绕机摆头部件上排纱辊实现的。现有的纤维缠绕机摆头一般采用无动力随动结构或圆环结构。由此，带来的缺点是：

(1)随动摆头由于摆头转动靠纱线带动，当张力比较小或纱带比较窄时，摆头会出现摆动不到位的情况，影响纱束展平和排纱精度；

(2)圆环结构由于排纱辊为环形，排纱时产生聚纱效果，纱束呈中间厚两边薄的现象，展纱效果不好。另外，缠绕时纱束随缠绕位置和角度的不同，沿圆环左右滑动，从而影响排纱精度，纱线磨损也比较严重，直接影响缠绕制品的质量。

发明内容

本发明是为了克服现有纤维缠绕机的无动力随动摆头与圆环结构摆头存在纱束展平不好、排纱精度低、聚纱效果明显、纱线磨损严重的问题，进而提供一种平辊排纱的纤维缠绕方法。

本发明的缠绕步骤为：

一、将芯模装夹在数控纤维缠绕机的三爪卡盘与顶尖之间；

二、根据芯模的大小、悬线的长度以及缠绕角的大小决定摆头回转平面相对落纱点A的位置，其决定原则为：芯模越大、悬线越长或缠绕角越大，平面位置离芯模芯轴就越远，反之就越近；

三、确定缠绕的线型轨迹方程，其确定原则为：根据芯模的形状、承载能力的要求设计的纤维缠绕轨迹，即落纱点A的运动轨迹，该轨迹一般为测地线或非测地线；对测地线或非测地线轨迹方程离散化后，得到多个坐标点，通过动静坐标系转换(即把动坐标系下的A点坐标转换到静坐标系下的坐标)使A点处于图示象限位置；其确定步骤为：

1、取芯模截面半径R，并取此芯模截面的轴心O；

2、取摆头中心轨迹投影点B、B1和落纱点A，满足半径OA垂直于线段AB，即悬线AB为截面上过A点的切线；

3、连接OB，与芯模表面交于E点；

4、过点A作OB的垂线AA2；(其中AA2的长度就是落纱点的高度s2)取BE的长度为a，线段AB和线段OB的夹角为δ；

四、确定A1、B1以及出纱点B(如图3)的坐标；

其确定步骤为：

1、根据步骤二，绘制摆头回转平面和落纱点A；

2、过A点向摆头回转平面垂直投影，垂足为A1点；

3、取芯模芯轴在摆头回转平面上的投影BB1；该直线就是平辊中心的轨迹线；

4、过A1点作直线BB1的垂线，并连接A1B1，证得AB1垂直于BB1；其中，线段A1B1的长度为落纱点高度s2；

5、根据缠绕角α的大小确定线段AB，其中B点为直线AB与直线BB1的交点；线段BB1的长度是缠绕超长s1；

6、连接A1和B两点，得线段A1B，并过B点在摆头回转平面内作垂直于直线A1B的垂线，即图中平辊位置；

7、过B点作直线BB1的垂线，平辊与该直线的夹角为β，即为缠绕机A坐标的摆角；

五、按下列公式求取β角：

s1＝BB1＝AB1·ctgα＝(R+a)cos(δ)ctgα，s2＝Rcos(δ)

其中： $\sin \left(\mathrm{\δ}\right)=\frac{R}{R+a}$

$\mathrm{ctg}\left(\mathrm{\β}\right)=\frac{\mathrm{BB}1}{A1B1}=\frac{s1}{s2}=\frac{\mathrm{ctg}\left(\mathrm{\α}\right)\cos \left(\mathrm{\δ}\right)(R+a)}{\cos \left(\mathrm{\δ}\right)R}=\mathrm{ctg}\left(\mathrm{\α}\right)\frac{R+a}{R}$

s1为缠绕超长；

s2为落纱点相对芯模轴心水平面的高度；

α为缠绕角，是缠绕轨迹线在落纱点A的切线与芯模母线之间的夹角；

R为芯模过当前落纱点A的截面的半径；

a为出纱点到芯模表面的距离；

β为摆头的转角；

δ为纤维悬线与水平面的夹角。

六、根据缠绕机A坐标的摆角β、出纱点B坐标等参数编写缠绕数控代码，将缠绕数控代码输入到数控纤维缠绕机中，数控纤维缠绕机完成对芯模的纤维缠绕。

本发明能使排纱精度达到0.01mm，使精度得到保证；摆头平辊结构展纱效果明显，缠绕构件的含胶量和形状尺寸更易控制；构件表面平整，不用二次加工。同时，可采用更宽的纱束缠绕，大大提高缠绕效率。

附图说明

图1是本发明的缠绕步骤流程图，图2是本发明的方法步骤三中的缠绕

纱线轴向投影示意图，图3是本发明的方法步骤四中的纱线投影示意图。

具体实施方式

具体实施方式一：结合图1、图2、图3说明本实施方式，本实施方式的缠绕步骤为：

一、将芯模装夹在数控纤维缠绕机的三爪卡盘与顶尖之间；

二、根据芯模的大小、悬线的长度以及缠绕角的大小决定摆头回转平面相对落纱点A的位置，其决定原则为：芯模越大、悬线越长或缠绕角越大，平面位置离芯模芯轴就越远，反之就越近；

三、确定缠绕的线型轨迹方程，其确定原则为：根据芯模的形状、承载能力的要求设计的纤维缠绕轨迹，即落纱点A的运动轨迹，该轨迹一般为测地线或非测地线；对测地线或非测地线轨迹方程离散化后，得到多个坐标点，通过动静坐标系转换(即把动坐标系下的A点坐标转换到静坐标系下的坐标)使A点处于图示象限位置；其确定步骤为(如图2)：

1、取芯模截面半径R，并取此芯模截面的轴心O；

2、取摆头中心轨迹投影点B、B1和落纱点A，满足半径OA垂直于线段AB，即悬线AB为截面上过A点的切线；

3、连接OB，与芯模表面交于E点；

4、过点A作OB的垂线AA2；(其中AA2的长度就是落纱点的高度s2)取BE的长度为a，线段AB和线段OB的夹角为δ；

四、具体确定A1、B1以及出纱点B(如图3)；

其确定步骤为：

1、根据步骤二，绘制摆头回转平面和落纱点A；

2、过A点向摆头回转平面垂直投影，垂足为A1点；

3、取芯模芯轴在摆头回转平面上的投影BB1；该直线就是平辊中心的轨迹线；

4、过A1点作直线BB1的垂线，并连接A1B1，证得AB1垂直于BB1；其中，线段A1B1的长度为落纱点高度s2；

5、根据缠绕角α的大小确定线段AB，其中B点为直线AB与直线BB1的交点；线段BB1的长度是缠绕超长s1；

6、连接A1和B两点，得线段A1B，并过B点在摆头回转平面内作垂直于直线A1B的垂线，即图中平辊位置；

7、过B点作直线BB1的垂线，平辊与该直线的夹角为β，即为缠绕机A坐标的摆角；

五、按下列公式求取β角：

s1＝BB1＝AB1·ctgα＝(R+a)cos(δ)ctgα，s2＝Rcos(δ)

其中： $\sin \left(\mathrm{\δ}\right)=\frac{R}{R+a}$

$\mathrm{ctg}\left(\mathrm{\β}\right)=\frac{\mathrm{BB}1}{A1B1}=\frac{s1}{s2}=\frac{\mathrm{ctg}\left(\mathrm{\α}\right)\cos \left(\mathrm{\δ}\right)(R+a)}{\cos \left(\mathrm{\δ}\right)R}=\mathrm{ctg}\left(\mathrm{\α}\right)\frac{R+a}{R};$

s1为缠绕超长(见图3)；

s2为落纱点相对芯模轴心水平面的高度(见图3)；

α为缠绕角，是缠绕轨迹线在落纱点A的切线与芯模母线之间的夹角(见图3)；

R为芯模过当前落纱点A的截面的半径(见图2)；

a为出纱点到芯模表面的距离(见图2)；

β为摆头的转角(见图3)；

δ为纤维悬线与水平面的夹角(见图2)。

六、根据缠绕机A坐标的摆角β、出纱点B坐标等参数编写缠绕数控代码，将缠绕数控代码输入到数控纤维缠绕机中，数控纤维缠绕机完成对芯模的纤维缠绕。

上述数控纤维缠绕机选用的型号为HG-2喷管大型数控纤维缠绕机。

Claims (1)

1、平辊排纱的纤维缠绕方法，其特征在于它的缠绕步骤为：

(一)、将芯模装夹在数控纤维缠绕机的三爪卡盘与顶尖之间；

(二)、根据芯模的大小、悬线的长度以及缠绕角的大小决定摆头回转平面相对落纱点A的位置，其决定原则为：芯模越大、悬线越长或缠绕角越大，平面位置离芯模芯轴就越远，反之就越近；

(三)、确定缠绕的线型轨迹方程，其确定原则为：根据芯模的形状、承载能力的要求设计的纤维缠绕轨迹，即落纱点A的运动轨迹，该轨迹一般为测地线或非测地线；对测地线或非测地线轨迹方程离散化后，得到多个坐标点，通过动静坐标系转换使A点处于图示象限位置；其确定步骤为：

(1)、取芯模截面半径R，并取此芯模截面的轴心O；

(2)、取摆头中心轨迹投影点B、B1和落纱点A，满足半径OA垂直于线段AB，即悬线AB为截面上过A点的切线；

(3)、连接OB，与芯模表面交于E点；

(4)、过点A作OB的垂线AA2；取BE的长度为a，线段AB和线段OB的夹角为δ；

(四)、确定A1、B1以及出纱点B的坐标；其确定步骤为：

(1)、根据步骤二，绘制摆头回转平面和落纱点A；

(2)、过A点向摆头回转平面垂直投影，垂足为A1点；

(3)、取芯模芯轴在摆头回转平面上的投影BB1；该直线就是平辊中心的轨迹线；

(4)、过A1点作直线BB1的垂线，并连接A1B1，证得AB1垂直于BB1；其中，线段A1B1的长度为落纱点高度s2；

(5)、根据缠绕角α的大小确定线段AB，其中B点为直线AB与直线BB1的交点；线段BB1的长度是缠绕超长s1；

(6)、连接A1和B两点，得线段A1B，并过B点在摆头回转平面内作垂直于直线A1B的垂线，即图中平辊位置；

(7)、过B点作直线BB1的垂线，平辊与该直线的夹角为β，即为缠绕机A坐标的摆角；

(五)、按下列公式求取β角：

s1＝BB1＝AB1·ctgα＝(R+a)cos(δ)ctgα，s2＝Rcos(δ)

其中： $\sin \left(\mathrm{\δ}\right)=\frac{R}{R+a}$

$\mathrm{ctg}\left(\mathrm{\β}\right)=\frac{\mathrm{BB}1}{A1B1}=\frac{s1}{s2}=\frac{\mathrm{ctg}\left(\mathrm{\α}\right)\cos \left(\mathrm{\δ}\right)(R+a)}{\cos \left(\mathrm{\δ}\right)R}=\mathrm{ctg}\left(\mathrm{\α}\right)\frac{R+a}{R};$

s1为缠绕超长；

s2为落纱点相对芯模轴心水平面的高度；

α为缠绕角，是缠绕轨迹线在落纱点A的切线与芯模母线之间的夹角；

R为芯模过当前落纱点A的截面的半径；

a为出纱点到芯模表面的距离；

β为摆头的转角；

δ为纤维悬线与水平面的夹角；

(六)、根据缠绕机A坐标的摆角β、出纱点B坐标等参数编写缠绕数控代码，将缠绕数控代码输入到数控纤维缠绕机中，数控纤维缠绕机完成对芯模的纤维缠绕。

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