CN102814994B - 玻璃纤维增强塑料圆管双头拉缠设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种玻璃纤维增强塑料圆管双头拉缠设备，包括机架、圆管模具、设置在机架一侧的用来调整圆管模具垂直位置的升降机构、设置在圆管模具上的加热板、芯棒、设置在机架另一侧的用于固定芯棒的两个固定机构和设置在机架上且位于升降机构与固定机构之间的两个缠绕机构；圆管模具设置在升降机构上；芯棒的一端与圆管模具相连，另一端与固定机构相连。优点：圆管模具与芯棒固定机构置于同一机架上，便于生产前期的校模，更容易控制产品偏心度的稳定性。双头缠绕置于同一机架，同时又保留操控的独立性，即提高了生产效率，降低产品废品率，又不增加额外的操控难度。

Description

玻璃纤维增强塑料圆管双头拉缠设备

技术领域

本发明涉及一种玻璃纤维增强塑料圆管的生产设备，特别是一种玻璃纤维增强塑料圆管双头拉缠设备。

背景技术

纤维缠绕和拉挤成型都是复合材料工业中发展历史最久,早已获得广泛应用的制造技术。纤维缠绕工艺的最突出特点是有可能按复合材料结构的载荷需要,沿最佳方向布置增强材料,制成高结构效率制品。特别适于制造内压容器，固体火箭发动机壳体,管材和贮罐等复合材料结构,在国防军工和国民经济建设工程中获得了广泛应用,形成了相当规模的产业。然而,纤维缠绕技术有一个明显的局限,沿制品轴向铺设纯纵向即角度纤维较为困难,限制了它在某些结构类管状制品的制造中的应用。

与纤维缠绕技术刚好相反,拉挤工艺的基本原理决定了它非常适合于连续铺放单向(0度)的无捻粗纱增强材料。制品的纵向力学性能非常突出,而横向性能非常差,横向强度很低,限制了拉挤制品的应用领域,限制了市场发展。几十年来，拉挤制品的横向强度问题一直是决定和制约拉挤工业发展的最核心技术问题之一。原材料、拉挤工艺和结构设计研究都是紧紧围绕这个最基本的技术问题展开的。纤维连续毡的应用,使拉挤制品,尤其是各种型材的横向强度问题,取得了突破性进展,为拉挤工业的发展做出了极大贡献。可以说,没有连续纤维毡,在一定程度上讲就没有拉挤工业的今天。后来陆续采用膨体无捻粗纱,单向织物及编织带也对解决横向性能问题发挥了有益作用,但应用并不普遍,也只解决了部分问题。所有上述技术措施都难以满足某些横向力学性能或其它性能有特殊要求的工程需要。例如超高压输电工程中线路架设、带电作业、维修使用的操作杆、抱杆、带电作业工具杆,绝缘梯梁及踏梁,既要求特别高的弯曲强度及抗扭性能,又要求有极高的绝缘强度,还要求特别轻的重量，通常的拉挤制品无法满足使用要求，只有采用拉挤-缠绕工艺制造。有一些小口径的圆管杆类结构制品,也只能采用拉挤-缠绕技术制造。把缠绕技术功能引入拉挤工艺,组成拉挤-缠绕技术有效的结合了两者的优点，克服其缺点。

所谓拉挤-缠绕工艺是在拉挤工艺的固化成型之前的适当环节之间引入缠绕工艺，构成一个以拉挤工艺为主，配以缠绕的复合材料成型系统。但对于一些小口径的管状产品，之间引入缠绕头后，大大的增加了芯棒固定机构与外模腔的距离，致使芯棒的长度大大的增长，芯棒越长，在生产时越容易摆动，出模后的产品偏心度不稳。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种集加热、圆管模具与芯棒固定机构于一体的且能提高生产效率，降低废品率，不增加操控难度的玻璃纤维增强塑料圆管双头拉缠设备。

本发明的技术方案是一种玻璃纤维增强塑料圆管双头拉缠设备，包括机架、圆管模具、设置在机架一侧的用来调整圆管模具垂直位置的升降机构、设置在圆管模具上的加热板、芯棒、设置在机架另一侧的用于固定芯棒的两个固定机构和设置在机架上且位于升降机构与固定机构之间的两个缠绕机构；圆管模具设置在升降机构上；芯棒的一端与圆管模具相连，另一端与固定机构相连。

作为本发明的进一步改进，所述的缠绕机构包括与机架相连的底座、设置在机架内的驱动电机、设置在底座的传动盘、设置在驱动电机输出轴上的驱动盘、与传动盘相连的转盘、设置在转盘上2-8根的纱筒固定杆和设置在转盘上2-8根的纱张力排布杆；纱筒固定杆与纱张力排布杆交替、均匀、对称的设置在转盘上；纱筒固定杆与纱张力排布杆数量相等；驱动盘通过传动带带动传动盘转动。

作为本发明的进一步改进，纱筒固定杆3-4的数量为4；纱张力排布杆3-5的数量为4。

作为本发明的进一步改进，采用第一链轮代替传动盘3-2，采用第二链轮代替驱动盘3-7；驱动盘3-7通过链条带动传动盘3-2转动。

作为本发明的进一步改进，所述的驱动电机3-6为调速电机。更好的适应拉挤缠绕速度的需要。

作为本发明的进一步改进，所述的固定机构包括与机架相连的机座、设置在机座上用于调节芯棒垂直位置的第一调节板、设置在第一调节板上用于调节芯棒水平位置第二调节板；第一调节板沿着机座上下移动；第二调节板沿着第一调节板左右移动；机座上设置有过纱孔；第一调节板与第二调节板上分别设置有第一芯棒固定孔和第二芯棒固定孔。

本发明的有益效果是：在同一支架上集合了加热系统、圆管模具、缠绕机构、芯棒固定机构，仅需借助普通拉挤机床的牵引系统就能进行生产；安装、移机方便快捷。圆管模具与芯棒固定机构置于同一机架上，便于生产前期的校模，更容易控制产品偏心度的稳定性。双头缠绕置于同一机架，同时又保留操控的独立性，即提高了生产效率，降低产品废品率，又不增加额外的操控难度。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明的缠绕机构的结构示意图。

图3是本发明的固定机构的结构示意图。

图4是本发明生产的产品结构示意图。

其中：1、机架，3、缠绕机构，4、升降机构，5、加热板，6、固定机构，8、圆管模具，9、芯棒，3-1、底座，3-2、传动盘，3-3、转盘，3-4、纱筒固定杆，3-5、纱张力排布杆，3-6、驱动电机，3-7、驱动盘，6-1、机座，6-2、第一调节板，6-4、第二调节板，6-3、过纱孔，6-5、第一芯棒固定孔，6-6、第二芯棒固定孔。

具体实施方式

结合附图1-图4对本发明进一步说明：

本发明所述的一种玻璃纤维增强塑料圆管双头拉缠设备如图1所示，包括机架1、圆管模具8、升降机构4、芯棒固定机构6、缠绕机构3、芯棒9和加热板5。

固定机构6包括机座6-1、第一调节板6-2、第二调节板6-4。

缠绕机构3包括底座3-1、传动盘3-2、转盘3-3、纱筒固定杆3-4、纱张力排布杆3-5、驱动电机3-6和驱动盘3-7。

机架1用来将整个设备固定和安装圆管模具8、升降机构4、芯棒固定机构6和缠绕机构3。机架1的长度为3.0米。机架1总长度为3米，即把圆管芯棒的长度控制在3米的合理范围内，在同一支架上集合了加热系统、圆管模具、缠绕机构、芯棒固定机构，仅需借助普通拉挤机床的牵引系统就能进行生产；安装、移机方便快捷。

圆管模具8根据所需生产产品的尺寸设计不同的圆管模具8。

升降机构4是安装在机架1的一侧用来调整圆管模具8的垂直位置的。所采用的升降机构4与现有技术中的升降机构结构相同，这里不作详细的描述。

加热板5固定安装在圆管模具8上。

固定机构6中的机座6-1固定安装在机架1上；用于调节芯棒9垂直位置的第一调节板6-2通过在机座6-1上设置有可调节的U型孔来实现芯棒9相对与机座6-1的垂直位置。用于调节芯棒9水平位置第二调节板6-4通过在第一调节板6-2上设置有可调节的U型孔来实现芯棒9相对与第一调节板6-2的水平位置。芯棒9的一端同时穿过第一调节板6-2和第二调节板6-4上的第一芯棒固定孔6-5和第二芯棒固定孔6-6并设置在第一芯棒固定孔6-5和第二芯棒固定孔6-6内；芯棒9的另一端与圆管模具8相连。本装置也可以通过在机座6-1设置滑轨来实现第一调节板6-2和第二调节板6-4相对与机座6-1的垂直位置和水平位置。将滑轨固定在机座6-1和第一调节板6-2上，在第一调节板6-2和第二调节板6-4上分别设置有与滑轨相对应的滑齿，来实现此功能。

缠绕机构3的底座3-1固定在机架1、传动盘3-2设置在底座3-1上，转盘3-3设置在传动盘3-2上；四根的纱筒固定杆3-4和四根的纱张力排布杆3-5交替、均匀、对称的设置在转盘3-3上。驱动电机3-6设置在机架1上用来给缠绕机构3提供驱动力，驱动电机3-6通过设置在驱动电机3-6输出轴上的驱动盘3-7与传动盘3-2通过传送带相连。如图2所示。采用第一链轮代替传动盘3-2，采用第二链轮代替驱动盘3-7；驱动盘3-7通过链条带动传动盘3-2转动。传动原理与现有技术中的传动原理相同，这里不做详细的说明。

本发明的生产过程：

将80盘OCV厂家生产的2400Tex纱分两层置于纱架上，均匀的排布于纱架导纱孔，40根纱一组，分别穿过双头拉挤-缠绕设备的两个固定机构6的过纱孔6-3，穿过模具后，此2组各40根纱做为内层轴向玻璃纤维纱均匀的包裹于圆管芯棒周围。用绕纱机重新分绕4卷一定宽幅，长度的OCV生产的2400Tex纱，2卷一组对称固定于缠绕机构3的纱筒固定杆3-4上，再将每根纱穿置过对应的纱张力排布杆3-5。将96盘OCV生产的2400Tex纱分两层置于纱架上，均匀的排布于纱架导纱孔，48根一组均匀的排布于圆管模具的预成型系统，此纱做为外层轴向玻璃纤维纱，再将分切的玻璃毡及表面毡固定于预成型体系中。将内层轴向玻璃纤维纱、外层轴向玻璃纤维纱、玻璃毡及表面毡捆成一束，由拉挤机床的牵引系统匀速的牵引，调节牵引速度成一定值，根据牵引速度调整驱动电机3-6的频率，使缠绕机构3上的纱能密布并均匀的包裹芯棒和内层轴向纤维纱上，最后使内、外两层轴向纤维纱置过料槽，纱浸透树脂，开机生产，生产的产品15结构如图4所示。图中的15-1为内层轴向玻璃纤维纱；15-2为中层环向玻璃纤维纱；15-3为外层轴向玻璃纤维纱；15-4为外层玻璃纤维毡及表面毡。

Claims (5)

1.一种玻璃纤维增强塑料圆管双头拉缠设备，其特征在于：包括机架(1)、圆管模具(8)、设置在机架(1)一侧的用来调整圆管模具垂直位置的升降机构(4)、设置在圆管模具(8)上的加热板(5)、芯棒(9)、设置在机架(1)另一侧的用于固定芯棒的两个固定机构(6)和设置在机架(1)上且位于升降机构(4)与固定机构(6)之间的两个缠绕机构(3)；圆管模具(8)设置在升降机构(4)上；芯棒(9)的一端与圆管模具(8)相连，另一端与固定机构(6)相连；

其中，所述的固定机构(6)包括与机架(1)相连的机座(6-1)、设置在机座(6-1)上用于调节芯棒(9)垂直位置的第一调节板(6-2)、设置在第一调节板(6-2)上用于调节芯棒(9)水平位置第二调节板(6-4)；第一调节板(6-2)沿着机座(6-1)上下移动；第二调节板(6-4)沿着第一调节板(6-2)左右移动；机座(6-1)上设置有过纱孔(6-3)；第一调节板(6-2)与第二调节板(6-4)上分别设置有第一芯棒固定孔(6-5)和第二芯棒固定孔(6-6)。

2.根据权利要求1所述的玻璃纤维增强塑料圆管双头拉缠设备，其特征在于：所述的缠绕机构(3)包括与机架(1)相连的底座(3-1)、设置在机架(1)内的驱动电机(3-6)、设置在底座(3-1)的传动盘(3-2)、设置在驱动电机输出轴上的驱动盘(3-7)、与传动盘(3-2)相连的转盘(3-3)、设置在转盘(3-3)上2-8根的纱筒固定杆(3-4)和设置在转盘(3-3)上2-8根的纱张力排布杆(3-5)；纱筒固定杆(3-4)与纱张力排布杆(3-5)交替、均匀、对称的设置在转盘(3-3)上；纱筒固定杆(3-4)与纱张力排布杆(3-5)数量相等；驱动盘(3-7)通过传动带带动传动盘(3-2)转动。

3.根据权利要求2所述的玻璃纤维增强塑料圆管双头拉缠设备，其特征在于：纱筒固定杆(3-4)的数量为4；纱张力排布杆(3-5)的数量为4。

4.根据权利要求2所述的玻璃纤维增强塑料圆管双头拉缠设备，其特征在于：采用第一链轮代替传动盘(3-2)，采用第二链轮代替驱动盘(3-7)；第二链轮通过链条带动第一链轮转动。

5.根据权利要求2所述的玻璃纤维增强塑料圆管双头拉缠设备，其特征在于：所述的驱动电机(3-6)为调速电机。