CN103706508B - 一种复合材料上胶调整机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种复合材料上胶调整机构，包括支撑架、主动浸胶辊、胶量调节装置、前部角度调节装置、后部角度调节装置、胶液浸润装置、胶槽。主动浸胶辊通过轴承安装在支撑架上，正下方设置胶槽；胶量调节装置滑动安装在支撑架上，与主动浸胶辊之间的距离可调，用来刮去主动浸胶辊上的多余胶液。前部角度调节装置与后部角度调节装置均为安装在支撑架上的辊筒结构，且竖直方向位置可调，分别用来调节复合材料进入与离开主动浸胶辊的角度。胶液浸润装置为套接在直线轴承导轨上的浸润导辊筒，上下位置可调，调节对复合材料的挤压力。本发明的优点为：可精确控制缠绕加工时复合材料的含胶量，适应不同的工艺参数要求。

Description

一种复合材料上胶调整机构

技术领域

本发明属于复合材料加工技术领域，是一种复合材料加工设备，具体来说，是一种复合材料上胶调整机构。

背景技术

复合材料由于具有优异的力学性能，因此在各个领域得到了越来越广泛的应用，缠绕成型是复合材料加工成型的重要工艺，在复合材料缠绕成型过程中，含胶量对复合材料制品的强度和弯曲刚度等力学性能影响较大，如果缠绕过程中含胶量过大，会导致成型和固化过程中流胶严重，从而造成复合材料制品强度不足；如果含胶量过小，则层间的粘结力小，孔隙率增加，复合材料制品的强度降低。因此精确控制复合材料的含胶量对缠绕制品的质量具有至关重要的作用。

目前的上胶调整装置通常只具有刮胶调节功能，不能根据不同工艺需求方便、大幅度地调节纤维在浸胶辊上包角，此外胶液浸润装置往往通过自身重力压紧纤维，不能调节压紧力，以上因素致使整个上胶调整装置调节功能单一，胶量调节范围小、调节精度低，不能满足日益提高的复合材料性能要求。

发明内容

本发明的目的是为了精确控制复合材料的含胶量，提出一种复合材料上胶调整机构，通过调整各个零部件的位置调整复合材料的含胶量，能够适应不同的工艺参数变化时所要求的含胶量。

一种复合材料上胶调整机构，其特征在于：包括支撑架、主动浸胶辊、胶量调节装置、前部角度调节装置、后部角度调节装置、胶液浸润装置、胶槽；其中，支撑架上由前至后依次设置有胶量调节装置、主动浸胶辊与后部角度调节装置；而前部角度调节装置与胶液浸润装置分别设置于胶量调节装置与主动浸胶辊上方。

所述主动浸胶辊通过轴承座固定安装在支撑架上；主动浸胶辊正下方设置有胶槽。

所述胶量调节装置包括滑动连接件与胶量调节板，胶量调节板两端通过滑动连接件安装在支撑架两侧。胶量调节板沿支撑架前后方向滑动，实现与主动浸胶辊之间的距离调节；

所述前部角度调节装置与后部角度调节装置结构相同，均包括角度调节装置定轴和角度调节装置套筒；角度调节装置套筒通过轴承套接在角度调节装置定轴上。前部角度调节装置与后部角度调节装置的角度调节定轴均固定安装在支撑架上；且前部角度调节装置与后部角度调节装置在支撑架上竖直方向位置可调，实现复合材料进入与离开主动浸胶辊时的角度调节。

所述胶液浸润装置包括直线轴承安装座、直线轴承导轨、浸润导辊套筒和浸润导辊轴。其中，直线轴承导轨具有两根，分别竖直固定安装在支撑架两侧。浸润导辊轴的两端通过直线轴承安装座分别套在两根直线轴承导轨上。浸润导辊轴上通过轴承套接有浸润导辊套筒；浸润导辊套筒对复合材料的挤压力可调。

在复合材料缠绕加工前，首先根据材料性能和加工工艺要求，调节含胶量调节装置中胶量调节板与主动浸胶辊间距，即调整了实际附着在主动浸胶辊表面的胶量。其次分别调节前部角度调节装置与后部角度调节装置的竖直位置，从而调整了复合材料进出主动浸胶辊时的角度。再次调节胶液浸润装置中两直线轴承导轨上的弹簧的压缩量，使浸润导辊套筒与主动浸胶辊表面具有符合需求的均匀正压力；最后，将复合材料依次穿过前部角度调节装置套筒的下部、主动浸胶辊与胶液浸润装置之间以及后部角度调节装置套筒的下部，并将复合材料传导至后续的加工装置中，即可开始缠绕加工。

本发明的优点在于：

1、本发明复合材料上胶调整机构，通过部件的优化布局能够根据不同的工艺参数要求确定所需的含胶量；

2、本发明复合材料上胶调整机构，可有效保证复合材料胶液浸润均匀；

3、本发明复合材料上胶调整机构，可有效防止胶液溢出；

4、本发明复合材料上胶调整机构，结构简单，成本低，且便于维护。

附图说明

图1为本发明一种复合材料上胶调整机构整体结构示意图；

图2为本发明一种复合材料上胶调整机构中胶槽结构示意图；

图3为本发明一种复合材料上胶调整机构中胶量调节装置结构示意图；

图4为本发明一种复合材料上胶调整机构中前部角度调节装置剖视示意图；

图5为本发明一种复合材料上胶调整机构中后部角度调节装置示意图；

图6为本发明一种复合材料上胶调整机构的胶液浸润装置示意图。

图中：

1-支撑架2-主动浸胶辊3-胶量调节装置

4-前部角度调节装置5-后部角度调节装置6-胶液浸润装置

7-胶槽101-左侧架102-右侧架

301-滑台302-直线导轨303-胶量调节板

304-滑块305-调节旋钮306-下侧防污挡板

307-滑台防污挡板308-直线导轨防污挡板301a-动平台

301b-静平台401-角度调节装置支撑架402-前部角度调节装置定轴

403-前部角度调节装置套筒404-滑槽A

405-外突边缘501-后部角度调节装置定轴502-后部角度调节装置套筒

503-滑槽B504-外突边缘601-直线轴承安装座

602-直线轴承导轨603-弹簧604-调整螺母

605-浸润导辊套筒606-浸润导辊轴

具体实施方式

下面将结合附图对本发明作进一步的详细说明。

本发明是一种复合材料上胶调整机构，如图1所示，包括支撑架1、主动浸胶辊2、胶量调节装置3、前部角度调节装置4、后部角度调节装置5、胶液浸润装置6、胶槽7。其中，支撑架1具有左侧架101与右侧架102，左侧架101与右侧架102间，由前至后依次设置有胶量调节装置3、主动浸胶辊2与后部角度调节装置5；而前部角度调节装置4与胶液浸润装置6分别设置于胶量调节装置3与主动浸胶辊2上方。

所述主动浸胶辊2通过轴承座固定安装在左侧架101、右侧架102上，使主动浸胶辊2的轴线与水平面平行。主动浸胶辊2通过同步带传动，同步带由带减速器的伺服电机驱动，进而通过伺服电机驱动主动浸胶辊2转动。主动浸胶辊2可采用公开号为“CN103147241A”的发明专利“一种纤维缠绕设备用浸胶辊”中公开的浸胶辊。主动浸胶辊2正下方设置有胶槽7，如图2所示，胶槽7具有圆弧形截面(即胶槽7的内表面为圆弧面)，胶槽7内盛满胶液；胶槽7的圆弧面与主动浸胶辊表面配合设置，圆弧面距离主动浸胶辊2底面间距为10mm；由此，当主动浸胶辊2旋转时，可将胶液持续不断的从胶槽7浸润到主动浸胶辊2表面，为缠绕加工的复合材料挂上胶；且主动浸胶辊2带动胶液向上流动，并沿着胶槽7的圆弧面流动，从而提高胶液的流动性，防止胶液局部过热。

所述胶量调节装置包括滑台301、直线导轨302、胶量调节板303、滑块304，如图3所示。其中，滑台301具有动平台301a与静平台301b，静平台301a固定安装在左侧架101上；动平台301a与静平台301b间具有齿轮齿条结构，实现动平台301a在静平台301b上的滑动；且齿轮齿条结构中的齿轮通过连接轴与调节旋钮305固连；由此通过调节旋钮305可驱动动平台301a沿支撑架1前后方向滑动。直线导轨302固定安装在右侧架102上，直线导轨302上滑动安装有滑块304，滑块304可沿支撑架1前后方向滑动。上述滑台301与直线导轨302安装时，需要保证滑台301的动平台301a顶面与直线导轨302顶面平行。所述胶量调节板303为矩形板状结构，一端固定安装在滑台301的动平台上，另一端固定安装在滑块304上，并保证胶量调节板303的两端与主动浸胶辊2之间的距离相等；由此通过旋动调节旋钮305，实现胶量调节板303沿支撑架1前后方向运动，进而实现胶量调节板303与主动浸胶辊2之间的距离调节，使胶量调节板303刮去主动浸胶辊2表面多余的胶液，最终实现主动浸胶辊2表面的实际胶量调节。上述胶量调节板303的靠近主动浸胶辊的一侧具有圆弧面，且向下过渡为斜面，由此可防止残留在胶量调节板303的胶液流出。本发明中还在胶量调节板303的底面沿胶量调节板左右方向安装有下侧防污挡板306；在滑台301的动平台301a上安装有滑台防污挡板307；在滑块304上安装有直线导轨防污挡板308；由此通过下侧防污挡板306可将胶量调节板303刮下的多余胶液导回胶槽7内；滑台防污挡板307对滑台301的顶面与左右侧面进行遮挡；直线导轨防污挡板308对直线导轨顶面与左右侧面进行遮挡；进而通过下侧防污挡板306、滑台防污挡板307与直线导轨防污挡板308共同防止胶量调节板303刮下的多余胶液污染本发明上胶调整机构的结构部件。

所述前部角度调节装置4包括角度调节装置支撑架401、前部角度调节装置定轴402和前部角度调节装置套筒403，如图1、图4所示；其中，角度调节装置支撑架401固定安装在右侧架102上；在角度调节装置支撑架401上开设有竖直滑槽A404。前部角度调节装置定轴402水平设置，轴线与主动浸胶辊2轴线平行；前部角度调节装置定轴402的固定端穿过滑槽A404后与定位螺母A螺纹连接；通过拧紧定位螺母A使角度调节装置支撑架401与前部角度调节定轴402的固定端处设计的台阶面配合，将前部角度调节装置定轴402固定在角度调节装置支撑架401上。前部角度调节装置定轴402上通过轴承套接有前部角度调节装置套筒403。当松脱定位螺母A后，即可使前部角度调节装置定轴402沿滑槽A404移动，实现前部角度调节装置4在竖直方向上的位置调节，进而调节复合材料进入主动浸胶辊2时的角度。上述结构中，前部角度调节装置套筒403的长度大于主动浸胶辊2的长度，且两端分别位于主动浸胶辊2两端外侧；同时，在前部角度调节装置套筒403两端面周向上设计有外突边缘405，由此可防止多余的胶液溢出。

所述后部角度调节装置5包括后部角度调节装置定轴501和后部角度调节装置套筒502，结构与前部角度调节装置4相同，如图1、图5所示。其中，后部角度调节装置定轴501水平设置，轴线与主动浸胶辊2轴线平行。后部角度调节装置定轴501固定端穿过右侧架102上竖直开设滑槽B503后与定位螺母B螺纹连接；通过拧紧定位螺母B使支撑架1与后部角度调节装置定轴501固定端处设计的台阶面配合，将后部角度调节装置定轴501固定在右侧架102上。后部角度调节装置定轴501上通过轴承套接有后部角度调节装置套筒502。当松脱定位螺母B后，即可使后部角度调节装置定轴501沿滑槽B503移动，实现后部角度调节装置5在竖直方向上的位置调节，进而调节复合材料离开主动浸胶辊2时的角度。同样，上述结构中，后部角度调节装置套筒502的长度大于主动浸胶辊2的长度，且两端分别位于主动浸胶辊2两端外侧；同时，后部角度调节装置套筒502两端面周向上设计有外突边缘504，可防止多余的胶液溢出。

所述胶液浸润装置6包括直线轴承安装座601、直线轴承导轨602、弹簧603、调整螺母604、浸润导辊套筒605和浸润导辊轴606，如图6所示。其中，直线轴承导轨602具有两根，分别通过直线轴承安装板607竖直固定安装在左侧架101与右侧架102上，且相互平行；两根直线轴承导轨602用于支撑整个胶液浸润装置6。两根直线轴承导轨602上均套有一个直线轴承安装座601；两个直线轴承安装座601间固定连接有一根水平设置的浸润导辊轴606，浸润导辊轴606上通过轴承套接有浸润导辊套筒605。上述两个直线轴承导轨602的顶部螺纹连接有调节螺母604，且两个直线轴承导轨602上还套有弹簧603，弹簧603位于调节螺母604与直线轴承安装座601间。通过上述结构，浸润导辊套筒605通过自身的重力以及弹簧303所施加的压力使浸润导辊筒605压紧在主动浸胶辊2的表面，从而使通过的复合材料受到一定的挤压力而浸润均匀。上述复合材料所受的挤压力通过调整调节螺母604在直线轴承导轨602轴向上的位置，进而调节弹簧603的压缩量实现。

通过上述结构构成本发明整体复合材料上胶调整机构。在复合材料缠绕加工前，首先根据材料性能和加工工艺要求，调节含胶量调节装置3中胶量调节板303与主动浸胶辊2间距，即调整了实际附着在主动浸胶辊2表面的胶量。其次分别调节前部角度调节装置4与后部角度调节装置5的竖直位置，从而调整了复合材料进出主动浸胶辊2时的角度。再次调节胶液浸润装置6中两直线轴承导轨602上的弹簧603的压缩量，使浸润导辊套筒605与主动浸胶辊2表面具有符合需求的均匀正压力；最后，将复合材料依次穿过前部角度调节装置套筒403的下部、主动浸胶辊2与胶液浸润装置6之间以及后部角度调节装置套筒502的下部，并将复合材料传导至后续的加工装置中，即可开始缠绕加工。

Claims (10)

1.一种复合材料上胶调整机构，其特征在于：包括支撑架、主动浸胶辊、胶量调节装置、前部角度调节装置、后部角度调节装置、胶液浸润装置、胶槽；其中，支撑架上由前至后依次设置有胶量调节装置、主动浸胶辊与后部角度调节装置；而前部角度调节装置与胶液浸润装置分别设置于胶量调节装置与主动浸胶辊上方；

所述主动浸胶辊通过轴承座固定安装在支撑架上；主动浸胶辊正下方设置有胶槽；

所述胶量调节装置包括滑动连接件与胶量调节板，胶量调节板两端通过滑动连接件安装在支撑架两侧；胶量调节板沿支撑架前后方向滑动，实现与主动浸胶辊之间的距离调节；

所述前部角度调节装置与后部角度调节装置结构相同，均包括角度调节装置定轴和角度调节装置套筒；角度调节装置套筒通过轴承套接在角度调节装置定轴上；前部角度调节装置与后部角度调节装置的角度调节定轴均固定安装在支撑架上；且前部角度调节装置与后部角度调节装置在支撑架上竖直方向位置可调，实现复合材料进入与离开主动浸胶辊时的角度调节；

所述胶液浸润装置包括直线轴承安装座、直线轴承导轨、弹簧、调整螺母、浸润导辊套筒和浸润导辊轴；其中，直线轴承导轨具有两根，分别竖直固定安装在支撑架两侧；浸润导辊轴的两端通过直线轴承安装座分别套在两根直线轴承导轨上；浸润导辊轴上通过轴承套接有浸润导辊套筒；浸润导辊套筒对复合材料的挤压力可调。

2.如权利要求1所述一种复合材料上胶调整机构，其特征在于：所述主动浸胶辊通过同步带传动，同步带由带减速器的伺服电机驱动，进而通过伺服电机驱动主动浸胶辊转动。

3.如权利要求1所述一种复合材料上胶调整机构，其特征在于：所述胶槽具有圆弧形截面。

4.如权利要求1所述一种复合材料上胶调整机构，其特征在于：本发明中还在胶量调节板的底面沿胶量调节板左右方向安装有下侧防污挡板，通过下侧防污挡板可将胶量调节板刮下的多余胶液导回胶槽内。

5.如权利要求1所述一种复合材料上胶调整机构，其特征在于：所述滑动连接件包括滑台、直线导轨与滑块；其中，滑台具有动平台与静平台，静平台固定安装支撑架左侧；动平台与胶量调节板一端固连；直线导轨固定安装在支撑架右侧，直线导轨上滑动安装有滑块；滑块与胶量调节板另一端固连。

6.如权利要求5所述一种复合材料上胶调整机构，其特征在于：所述滑台中动平台与静平台间具有齿轮齿条结构，且齿轮齿条结构中的齿轮通过连接轴与调节旋钮固连；通过旋动调节旋钮驱动动平台沿支撑架前后方向滑动。

7.如权利要求5所述一种复合材料上胶调整机构，其特征在于：所述滑台的动平台上安装有滑台防污挡板；在滑块上安装有直线导轨防污挡板；滑台防污挡板对滑台的顶面与左右侧面进行遮挡；直线导轨防污挡板对直线导轨顶面与左右侧面进行遮挡。

8.如权利要求1所述一种复合材料上胶调整机构，其特征在于：上述胶量调节板的靠近主动浸胶辊的一侧具有圆弧面，且向下过渡为斜面。

9.如权利要求1所述一种复合材料上胶调整机构，其特征在于：所述前部角度调节装置与后部角度调节装置中的角度调节装置定轴一端通过螺母配合，实现在机架上开设的竖直凹槽内上下滑动或锁紧，进而实现前部角度调节装置与后部角度调节装置的上下位置调节目的。

10.如权利要求1所述一种复合材料上胶调整机构，其特征在于：所述胶液浸润装置中两个直线轴承导轨的顶部螺纹连接有调节螺母，且两个直线轴承导轨上还套有弹簧，弹簧位于调节螺母与直线轴承安装座间，通过调整调节螺母在直线轴承导轨轴向上的位置，进而调节弹簧的压缩量实现浸润导辊筒对复合材料的挤压力。