CN103085276A - 用于树脂基复合材料预浸胶带续带的搭接装置 - Google Patents

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史耀耀
俞涛
彭家浩
张军
张晓扬
何晓东
左安邦
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Abstract

本发明公开了一种用于树脂基复合材料预浸胶带续带的搭接装置，用于解决现有手工缝接树脂基复合材料预浸胶带效率低的技术问题。技术方案是装置由滑块（6）、加热板（7）、上热压板（8）、下热压板（9）、气缸（10）和活塞杆（11）组成，加热板（7）对下热压板（9）加热，将需搭接的预浸胶带重叠后放在下热压板（9）上，气缸（10）的活塞杆（11）带动滑块（6）和上热压板（8）下压，使预浸胶带紧密贴合。保持一段时间，将冷却气体从上热压板（8）和下热压板（9）上的X型凹槽中吹出，对热压后的预浸胶带进行冷却。气缸（10）的活塞杆（11）带动滑块（6）和上热压板（8）上抬，完成热压搭接。提高了缝接树脂基复合材料预浸胶带的效率。

Description

用于树脂基复合材料预浸胶带续带的搭接装置
技术领域
本发明涉及一种搭接装置，特别是涉及一种用于树脂基复合材料预浸胶带续带的搭接装置。
背景技术
树脂基复合材料具有高比强度、高比刚度、独特的可设计性和良好的可加工性等特点，广泛应用于航空航天、国防及民用等诸多领域，其中树脂基复合材料预浸胶带广泛应用于复合材料缠绕、铺放成型工艺。缠绕成型过程中，完成一件零件需要上千米的预浸胶带，而缠绕设备所能装载的预浸胶带长度最长为300米，因此缠绕过程中需要对预浸胶带进行续带，从而完成缠绕成型工艺。
目前预浸胶带的续带主要通过手工缝接的方式实现，效率低下且容易造成应力集中和缠绕制品内部掺杂材料。中国专利公告号201110363693.7，名称为“一种树脂基复合材料预浸胶带搭接续带方法”的专利文件中公开了一种用于树脂基复合材料预浸胶带续带工艺的热压搭接方法，包括重叠、加热、加压和冷却等一系列步骤。但并没有提出实现该热压搭接方法的装置，因此需要研究一种预浸胶带搭接续带装置，实现预浸胶带无杂质、无损的续接，以提高缠绕制品质量。
发明内容
为了克服现有手工缝接树脂基复合材料预浸胶带效率低的不足，本发明提供一种用于树脂基复合材料预浸胶带续带的搭接装置。该装置由滑块、加热板、上热压板、下热压板、气缸和活塞杆组成，加热板通电将下热压板加热到所需温度后，将需搭接的两段预浸胶带重叠后水平放在下热压板上，气缸的无杆腔进气，活塞杆带动滑块和上热压板沿垂直方向下压，由于上热压板与下热压板之间的挤压力使得两段预浸胶带紧密贴合。保持一段时间后，将冷却气体从上热压板和下热压板上的X型凹槽中吹出，对热压后的预浸胶带进行冷却。气缸的有杆腔进气，活塞杆带动滑块和上热压板沿垂直方向上抬，再抽出搭接完成后的预浸胶带，热压搭接过程结束，可以提高缝接树脂基复合材料预浸胶带的效率。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种用于树脂基复合材料预浸胶带续带的搭接装置，其特点是包括底板1、顶板2、导柱底座3、垫块4、导柱5、滑块6、加热板7、上热压板8、下热压板9、气缸10和活塞杆11。所述底板1是长方形结构，底板1长方形的窄边两端固定有垫块4，底板1长方形的宽边两端固定有导柱底座3，垫块4与导柱底座3围成一个长方形空腔，下热压板9固定在垫块4上，加热板7固定在下热压板9的下表面。导柱5是圆柱体，共有四根，导柱的下端通过螺栓与导柱底座3固连，导柱的上端通过螺栓与顶板2固连。滑块6有两个，滑块6上有比导柱5直径略大的通孔，两个滑块6分别套在两对导柱5上，滑块6沿导柱5可以上下移动。滑块6通过螺钉与活塞杆11固连。上热压板8固定在滑块6的下表面。所述顶板2是长方形结构，顶板2长方形的窄边两端的中心位置开有正方形凹槽，用于固定气缸10。正方形凹槽的中心处开有一个通孔，活塞杆11从通孔穿过分别与两个滑块6固连。
所述底板1的材料是钢板。
所述顶板2的材料是钢板。
所述加热板7是长方形片状云母电加热板。
所述加热板7外表面是镀锌板或不锈钢板任一种。
所述下热压板9上表面的中心部位开有两道凹槽，两道凹槽呈X型交叉，交叉点位于下热压板9的中心点，在交叉点处设置有盲孔，该盲孔与下热压板9侧面的深孔12导通。
所述上热压板8下表面的中心部位开有两道凹槽，两道凹槽呈X型交叉，交叉点位于上热压板8的中心点，在交叉点处设置有盲孔，该盲孔与上热压板8侧面的深孔12导通。
本发明的有益效果是：由于该装置由滑块、加热板、上热压板、下热压板、气缸和活塞杆组成，加热板通电将下热压板加热到所需温度后，将需搭接的两段预浸胶带重叠后水平放在下热压板上，气缸的无杆腔进气，活塞杆带动滑块和上热压板沿垂直方向下压，由于上热压板与下热压板之间的挤压力使得两段预浸胶带紧密贴合。保持一段时间后，将冷却气体从上热压板和下热压板上的X型凹槽中吹出，对热压后的预浸胶带进行冷却。气缸的有杆腔进气，活塞杆带动滑块和上热压板沿垂直方向上抬，再抽出搭接完成后的预浸胶带，热压搭接过程结束，提高了缝接树脂基复合材料预浸胶带的效率。
下面结合附图和实施例对本发明作详细说明。
附图说明
图1是本发明用于树脂基复合材料预浸胶带续带的搭接装置的结构示意图。
图2是本发明用于树脂基复合材料预浸胶带续带的搭接装置的剖视图。
图3是图2中加热板的轴测放大图。
图中，1.底板；2.顶板；3.导柱底座；4.垫块；5.导柱；6.滑块；7.加热板；8.上热压板；9.下热压板；10.气缸；11.活塞杆；12.深孔。
具体实施方式
以下实施例参照图1～3。
本发明用于树脂基复合材料预浸胶带续带的搭接装置包括底板1、顶板2、导柱底座3、垫块4、导柱5、滑块6、加热板7、上热压板8、下热压板9、气缸10和活塞杆11。
底板1为长方形钢板，在其四个角上分布有四个螺纹孔，通过螺栓与导柱底座3相连接，底板1窄边的两侧上对称分布两对沉头通孔，用于固定垫块4。导柱底座3为长方体钢块，上面对称分布有方向相反的两对沉头通孔，其中一对用于和底板1相连接，另外一对用于和导柱5相连接。垫块4为长方体钢块，在其对称的两个侧面上各分布有一对螺纹盲孔，其中一对用于和底板1相连接，另外一对用于和下热压板9相连接。在底板1上安装一对垫块4的目的是为了架空下热压板9，为加热板7的安装留出空间。
加热板7为长方形片状云母电加热板，云母电加热板是将电阻发热丝缠绕在云母板上的一种电加热器件。云母板加热器利用云母板良好的绝缘性能和其耐高温性能，它以云母板为骨架和绝缘层，外表面辅以镀锌板或不锈钢板作支持保护。在电阻发热丝两端接上220V交流电便可进行加热。加热板7的热量通过热传导原理传给下热压板9。
下热压9板为长方形钢板，在其窄边的两侧上对称分布两对沉头通孔，分别与两个垫块4相连接，通过垫块4被固定在底板1上。下热压板9表面以中心对称分布有四个螺纹通孔，这四个螺纹孔与加热板7上的安装孔相对应，可以用螺栓将加热板7紧密贴合在下热压板9的下表面。下热压板9上表面的中心部位开有两道凹槽，两道凹槽呈X型交叉，交叉点位于下热压板的中心点，在交叉点处设置有盲孔，该盲孔与下热压板9侧面的深孔12导通。该结构的目的是使冷却气体能够由侧面的深孔进入，从X型凹槽吹出，使得经过热压搭接后的复合材料预浸胶带迅速冷却。上热压板8结构与下热压板9类似，在其窄边的两侧上对称分布两对沉头通孔，分别与两个滑块6相连接。因为上热压板8只负责加压，不需要加热，所以没有与加热板连接的螺纹通孔。上热压板8下表面也开有X型凹槽和盲孔并与深孔12导通，目的也是为了冷却胶带。
导柱5为圆柱体，共有四根，每根导柱两个端面均设有螺纹盲孔。一端通过螺栓与导柱底座3相连，另一端通过螺栓与顶板2相连。导柱5的作用是为了限制滑块6的自由度，使滑块6只能带动上热压板8沿竖直方向来回移动。顶板2为长方形钢板，在其窄边两侧的中心位置开有正方形凹槽，在正方形凹槽的四角有四个沉头通孔，与气缸10的安装孔相对应，用于固定气缸10。正方形凹槽的中心处设有一个通孔，使活塞杆11能够从该通孔中伸出，所使用的加压气缸10为双作用单活塞杆气缸。在顶板2上另有四个沉头通孔，与导柱5端面的螺纹盲孔相对应，用于将顶板2固定在导柱5上。滑块6上有两个比导柱5直径略大的通孔，使得滑块6可以在导柱5上上下移动。滑块6的上表面有一个沉头的通孔，通过螺钉和活塞杆11固连。滑块6的下表面设有一对螺纹孔，与上热压板8两侧的沉头通孔对应，用于连接上热压板8。
在热压搭接过程中，加热板7通电将下热压板9加热到所需温度后，将需搭接的两段预浸胶带重叠一定的长度后水平放在下热压板9上，气缸10的无杆腔进气，活塞杆11带动滑块6和上热压板8沿垂直方向下压，由于上热压板8与下热压板9之间的挤压力使得两段预浸胶带紧密贴合。保持一段时间后，使冷却气体从上热压板8和下热压板9上的X型凹槽中吹出，对热压过的预浸胶带进行冷却。最后，气缸10的有杆腔进气，活塞杆11带动滑块6和上热压板8沿垂直方向上抬，再抽出搭接完成后的预浸胶带，热压搭接过程结束。

Claims (7)

1.一种用于树脂基复合材料预浸胶带续带的搭接装置，其特征在于包括底板（1）、顶板（2）、导柱底座（3）、垫块（4）、导柱（5）、滑块（6）、加热板（7）、上热压板（8）、下热压板（9）、气缸（10）和活塞杆（11）；所述底板（1）是长方形结构，底板（1）长方形的窄边两端固定有垫块（4），底板（1）长方形的宽边两端固定有导柱底座（3），垫块（4）与导柱底座（3）围成一个长方形空腔，下热压板（9）固定在垫块（4）上，加热板（7）固定在下热压板（9）的下表面；导柱（5）是圆柱体，共有四根，导柱的下端通过螺栓与导柱底座（3）固连，导柱的上端通过螺栓与顶板（2）固连；滑块（6）有两个，滑块（6）上有比导柱（5）直径略大的通孔，两个滑块（6）分别套在两对导柱（5）上，滑块（6）沿导柱（5）可以上下移动；滑块（6）通过螺钉与活塞杆（11）固连；上热压板（8）固定在滑块（6）的下表面；所述顶板（2）是长方形结构，顶板（2）长方形的窄边两端的中心位置开有正方形凹槽，用于固定气缸（10）；正方形凹槽的中心处开有一个通孔，活塞杆（11）从通孔穿过分别与两个滑块（6）固连。
2.根据权利要求1所述的用于树脂基复合材料预浸胶带续带的搭接装置，其特征在于：所述底板（1）的材料是钢板。
3.根据权利要求1所述的用于树脂基复合材料预浸胶带续带的搭接装置，其特征在于：所述顶板（2）的材料是钢板。
4.根据权利要求1所述的用于树脂基复合材料预浸胶带续带的搭接装置，其特征在于：所述加热板（7）是长方形片状云母电加热板。
5.根据权利要求4所述的用于树脂基复合材料预浸胶带续带的搭接装置，其特征在于：所述加热板（7）外表面是镀锌板或不锈钢板任一种。
6.根据权利要求1所述的用于树脂基复合材料预浸胶带续带的搭接装置，其特征在于：所述下热压板（9）上表面的中心部位开有两道凹槽，两道凹槽呈X型交叉，交叉点位于下热压板（9）的中心点，在交叉点处设置有盲孔，该盲孔与下热压板（9）侧面的深孔（12）导通。
7.根据权利要求1所述的用于树脂基复合材料预浸胶带续带的搭接装置，其特征在于：所述上热压板（8）下表面的中心部位开有两道凹槽，两道凹槽呈X型交叉，交叉点位于上热压板（8）的中心点，在交叉点处设置有盲孔，该盲孔与上热压板（8）侧面的深孔（12）导通。
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