CN105666844A - 一种回转式多工位桨叶大梁带缠绕芯模工作台 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种回转式多工位桨叶大梁带缠绕芯模工作台，包括底座、多工位回转机构、辅助支撑机构和回转操作机构。本发明采用缠绕芯模多工位转换的形式，将多个缠绕芯模安装于多工位回转机构上，通过其转位实现工位的转换，免去人工装夹、拆卸与搬运环节，提高工作效率；本发明采用了高刚度的多工位回转机构，适应大长度缠绕芯模的装夹；通过在工作台中间底部设置辅助支撑机构可以确保其作业时不发生变形或变形控制在合理的范围内，确保缠绕精度；本发明通过手轮和插销定位等简单的人工操作，实现各工位之间的转换，降低了工人劳动强度。

Description

一种回转式多工位桨叶大梁带缠绕芯模工作台

技术领域

本发明属于纤维缠绕技术领域，涉及一种适用于直升机复合材料桨叶大梁带缠绕成型的缠绕芯模工作台。

背景技术

纤维缠绕成型指的是将纤维预浸带按照设计规律缠绕在特制外形缠绕芯模上，再通过固化与切割等后续处理，最终得到特定形状的成型构件。其制品具有比强度高、比模量大和耐疲劳性好等一系列优点。

直升机复合材料桨叶大梁带是一种纤维增强复合材料构件，是飞机旋翼系统中的主要承力单元，可通过纤维缠绕成型技术制得。由于桨叶内部空间限制，大梁带外形设计为呈细长状的复杂空间几何体。

对于不同规格型号桨叶，大梁带外形尺寸不同；对于某些内部分布有多条大梁带的单桨叶中，大梁带外形尺寸也不同。缠绕芯模的结构形式因大梁带而异，而缠绕机价格高昂、数量有限，因此，配合缠绕机的通用缠绕芯模工作台具有很高的实用性，实现对多种缠绕芯模的安装。

目前，适用于飞机桨叶大梁带的缠绕芯模工作台多为单工位，一次只能对单个缠绕芯模进行安装，存在以下不足：

(1)缠绕芯模外形呈细长状，长度大、刚度低，长时间往复搬运易发生变形，影响缠绕精度；

(2)缠绕芯模更换时，需要人工对缠绕芯模进行拆除，并重新安装新的缠绕芯模，操作繁琐、工艺准备时间长，影响整体工作效率；

(3)需要至少两名工人协同配合实现大长度缠绕芯模的搬运，劳动强度大。

为保证缠绕质量、提高工作效率，设计制造新型多工位飞机桨叶大梁带缠绕芯模工作台已经成为亟待解决的问题。

发明内容

为解决现有技术存在的上述问题，本发明针对直升机复合材料桨叶大梁带的缠绕成型，提供一种缠绕精度高、操作效率高、且操作方便的回转式多工位桨叶大梁带缠绕芯模工作台，该缠绕芯模工作台能够实现多个缠绕芯模的安装与工位转换，使缠绕芯模快速、准确和可靠的达到工作位置。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：一种回转式多工位复合材料桨叶大梁带缠绕芯模工作台，包括底座、多工位回转机构、辅助支撑机构和回转操作机构；所述的多工位回转机构的具有多个工位；

所述的底座的两端台面上设置有轴承座，多工位回转机构通过其自身两端的端轴安装在轴承座上，多工位回转机构与底座之间预留缠绕芯模安装空间，沿多工位回转机构周向均布有芯模安装台面，用于装夹缠绕芯模，芯模安装台面的数量即为工位数，辅助支撑机构位于多工位回转机构中部正下方，回转操作机构位于底座一端端部，对多工位回转机构进行转动和定位操作；

所述的多工位回转机构包括端轴、端轴连接座、台面支撑框架、直角连接件、芯模安装台面和连接铝排，其中若干个台面支撑框架在两个端轴连接座之间沿多工位回转机构轴向均布，台面支撑框架的外缘和端轴连接座的两侧法兰面外缘具有多边形结构形式，沿多工位回转机构周向均布的芯模安装台面通过直角连接件与台面支撑框架和端轴连接座连接；

所述的辅助支撑机构用于升降托爪，使之与多工位回转机构底位的芯模安装台面接触，提供辅助支撑。

进一步地，所述的多工位回转机构的端轴位于多工位回转机构的两端，端轴的一侧伸入到端轴连接座的中心通孔中，通过键和螺母结构与其固连，端轴的另一侧通过轴承结构安装在底座端部的轴承座上，实现多工位回转机构与底座的连接。端轴连接座的外形为两侧有法兰盘的筒状体，在法兰盘上的部分非装配连接区域作镂空处理，降低结构转动惯量，轴端连接座的两侧法兰盘外缘呈多边形，多边形的边数为工位数的二倍，将多边形的边按均匀间隔分成两组，且每组的边数与工位数相等，其中周向均布的芯模安装台面通过直角连接件与台面支撑框架连接。台面支撑框架的外形为多边形片状结构，部分非装配连接区域作镂空处理，降低结构转动惯量，其外缘与端轴连接座的法兰盘外缘具有相同的多边形结构形式，多边形的边数为工位数的二倍，将多边形的边按均匀间隔分成两组，且每组的边数与工位数相等，其中周向均布的芯模安装台面通过直角连接件与台面支撑框架连接；直角连接件通过长形孔及螺栓结构微调在端轴连接座和台面支撑框架上的所处位置，实现对芯模安装台面和连接铝排的精确安装。芯模安装台面为铝合金型材，均布于多工位回转机构的外圆周，芯模安装台面长度大于所需装夹的缠绕芯模的轴向长度，其矩形截面具有高抗弯惯性矩，底面和顶面具有多列T形槽结构，芯模安装台面的底面通过T形槽结构与安装在端轴连接座和台面支撑框架上的直角连接件固接，顶面通过T形槽结构与所需装夹的缠绕芯模固接，实现多工位回转机构对缠绕芯模的安装。连接铝排通过直角连接件安装在端轴连接座和台面支撑框架的外缘上，每条连接铝排在长度方向上与沿轴向分布的多个台面支撑框架连接，在圆周上与芯模安装台面呈间隔均布，保证多工位回转机构的刚度。

所述的辅助支撑机构采用机械手动方式或液压缸系统自动方式或气压缸系统自动方式实现托爪的降低与升起，当进行工位转换时，托爪降低以便与转动的多工位回转机构及安装的缠绕芯模不发生空间干涉，当工位转换结束后，托爪升起后与位于多工位回转机构底位的芯模安装台面接触并提供辅助支撑，保证工位转换后多工位回转机构的刚度。

所述的回转操作机构由蜗杆减速机、手轮、分度定位盘和插销机构组成。其中蜗杆减速机安装在底座端部台面上，输入端与手轮连接，输出端与多工位回转机构中的端轴连接，实现人工对多工位回转机构的转动操控。分度定位盘固定在端轴连接座的法兰面外侧，在工位处开有销孔，插销机构中的插销座固定于销孔的正对位置，插销依次串接插销座和分度定位盘的销孔，实现对多工位回转机构转动的定位。

进一步地，所述的辅助支撑机构升起后，其上方的托爪与多工位回转机构中底端的芯模安装台面接触并提供支撑。

进一步地，所述的多工位回转机构的工位数为2-8个。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1、本发明采用缠绕芯模多工位转换的形式，将多个缠绕芯模固定安装于多工位回转机构上，通过多工位回转机构的转位实现工位的转换，免去缠绕芯模人工装夹、拆卸与搬运环节，提高了工作效率；

2、本发明采用了高刚度的多工位回转机构，适应大长度缠绕芯模的装夹，处于工位时不发生变形，保证了缠绕精度；

3、本发明通过手轮和插销定位等简单的人工操作，实现各工位之间的转换，降低了工人劳动强度；

4、本发明适用于多种规格型号飞机大梁带缠绕芯模的安装，此外，具备扩展性，通过改变多工位回转机构中芯模安装台面的结构尺寸，可适用于其它类似结构构件的多工位安装。

附图说明

图1是多工位飞机桨叶大梁带缠绕芯模工作台的结构示意图。

图2是多工位飞机桨叶大梁带缠绕芯模工作台的剖切结构示意图。

图3是图2中A处的剖视图。

图中：1、底座，2、多工位回转机构，3、辅助支撑机构，4、回转操作机构，5、轴承座，6、端轴，7、芯模安装台面，8、托爪，9、端轴连接座，10、台面支撑框架，11、直角连接件，12、连接铝排，13、蜗杆减速机，14、手轮，15、分度定位盘，16、插销机构。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行进一步地描述。

如图1-3所示，一种回转式多工位复合材料桨叶大梁带缠绕芯模工作台，包括底座1、多工位回转机构2、辅助支撑机构3和回转操作机构4；所述的多工位回转机构2的具有多个工位；

所述的底座1的两端台面上设置有轴承座5，多工位回转机构2通过其自身两端的端轴6安装在轴承座5上，多工位回转机构2与底座1之间预留缠绕芯模安装空间，沿多工位回转机构2周向均布有芯模安装台面7，用于装夹缠绕芯模，芯模安装台面的数量即为工位数，辅助支撑机构3位于多工位回转机构2中部正下方，回转操作机构4位于底座1一端端部，对多工位回转机构2进行转动和定位操作；

所述的多工位回转机构2包括端轴6、端轴连接座9、台面支撑框架10、直角连接件11、芯模安装台面7和连接铝排12，其中若干个台面支撑框架10在两个端轴连接座9之间沿多工位回转机构2轴向均布，台面支撑框架10的外缘和端轴连接座9的两侧法兰面外缘具有多边形结构形式，沿多工位回转机构2周向均布的芯模安装台面7通过直角连接件11与台面支撑框架10和端轴连接座9连接，保证多工位回转机构2的刚度；

所述的辅助支撑机构3用于升降托爪8，使之与多工位回转机构2底位的芯模安装台面7接触，提供辅助支撑。

进一步地，所述的多工位回转机构2的端轴6位于多工位回转机构2的两端，端轴6的一侧伸入到端轴连接座9的中心通孔中，通过键和螺母结构与其固连，端轴6的另一侧通过轴承结构安装在底座1端部的轴承座5上，实现多工位回转机构2与底座1的连接。端轴连接座9的外形为两侧有法兰盘的筒状体，在法兰盘上的部分非装配连接区域作镂空处理，降低结构转动惯量，轴端连接座9的两侧法兰盘外缘呈多边形，多边形的边数为工位数的二倍，将多边形的边按均匀间隔分成两组，且每组的边数与工位数相等，其中周向均布的芯模安装台面7通过直角连接件11与台面支撑框架10连接。台面支撑框架10的外形为多边形片状结构，部分非装配连接区域作镂空处理，降低结构转动惯量，其外缘与端轴连接座9的法兰盘外缘具有相同的多边形结构形式，多边形的边数为工位数的二倍，将多边形的边按均匀间隔分成两组，且每组的边数与工位数相等，其中周向均布的芯模安装台面7通过直角连接件11与台面支撑框架10连接；直角连接件11通过长形孔及螺栓结构微调在端轴连接座9和台面支撑框架10上的所处位置，实现对芯模安装台面7和连接铝排12的精确安装。芯模安装台面7为铝合金型材，均布于多工位回转机构2的外圆周，芯模安装台面7长度大于所需装夹的缠绕芯模的轴向长度，其矩形截面具有高抗弯惯性矩，底面和顶面具有多列T形槽结构，芯模安装台面7的底面通过T形槽结构与安装在端轴连接座9和台面支撑框架10上的直角连接件11固接，顶面通过T形槽结构与所需装夹的缠绕芯模固接，实现多工位回转机构2对缠绕芯模的安装。连接铝排12通过直角连接件11安装在端轴连接座9和台面支撑框架10的外缘上，每条连接铝排12在长度方向上与沿轴向分布的多个台面支撑框架10连接，在圆周上与芯模安装台面7呈间隔均布。

所述的辅助支撑机构3采用机械手动方式或液压缸系统自动方式或气压缸系统自动方式实现托爪8的降低与升起，当进行工位转换时，托爪8降低以便与转动的多工位回转机构2及安装的缠绕芯模不发生空间干涉，当工位转换结束后，托爪8升起后与位于多工位回转机构2底位的芯模安装台面7接触并提供辅助支撑，保证工位转换后多工位回转机构2的刚度。

所述的回转操作机构4由蜗杆减速机13、手轮14、分度定位盘15和插销机构16组成。其中蜗杆减速机13安装在底座1端部台面上，输入端与手轮14连接，输出端与多工位回转机构2中的端轴6连接，实现人工对多工位回转机构2的转动操控。分度定位盘15固定在端轴连接座9的法兰面外侧，在工位处开有销孔，插销机构16中的插销座固定于销孔的正对位置，插销依次串接插销座和分度定位盘15的销孔，实现对多工位回转机构2转动的定位。

进一步地，所述的辅助支撑机构3升起后，其上方的托爪8与多工位回转机构2中底端的芯模安装台面7接触并提供支撑。

进一步地，所述的多工位回转机构2的工位数为2-8个。

本发明的工作方法如下：应用多工位飞机桨叶大梁带缠绕芯模工作台，对缠绕芯模进行安装与工位转换过程为：将多个待安装的缠绕芯模通过螺纹结构固定在沿多工位回转机构2轴向均布的芯模安装台面7的T形槽上，操纵辅助支撑机构3，将托爪8收回至低位，转动回转操作机构4中的手轮14，带动多工位回转机构2旋转，使指定的缠绕芯模到达至工作位置，操作插销机构16进行定位，操纵辅助支撑机构3伸出，使托爪8与多工位回转机构2中底端的芯模安装台面7接触并提供支撑，从而完成缠绕芯模的安装与工位转换。

Claims (4)

1.一种回转式多工位桨叶大梁带缠绕芯模工作台，其特征在于：包括底座(1)、多工位回转机构(2)、辅助支撑机构(3)和回转操作机构(4)；所述的多工位回转机构(2)的具有多个工位；

所述的底座(1)的两端台面上设置有轴承座(5)，多工位回转机构(2)通过其自身两端的端轴(6)安装在轴承座(5)上，多工位回转机构(2)与底座(1)之间预留缠绕芯模安装空间，沿多工位回转机构(2)周向均布有芯模安装台面(7)，用于装夹缠绕芯模，芯模安装台面的数量即为工位数，辅助支撑机构(3)位于多工位回转机构(2)中部正下方，回转操作机构(4)位于底座(1)一端端部，对多工位回转机构(2)进行转动和定位操作；

所述的多工位回转机构(2)包括端轴(6)、端轴连接座(9)、台面支撑框架(10)、直角连接件(11)、芯模安装台面(7)和连接铝排(12)，其中若干个台面支撑框架(10)在两个端轴连接座(9)之间沿多工位回转机构(2)轴向均布，台面支撑框架(10)的外缘和端轴连接座(9)的两侧法兰面外缘具有多边形结构形式，沿多工位回转机构(2)周向均布的芯模安装台面(7)通过直角连接件(11)与台面支撑框架(10)和端轴连接座(9)连接；

所述的辅助支撑机构(3)用于升降托爪(8)，使之与多工位回转机构(2)底位的芯模安装台面(7)接触，提供辅助支撑。

2.根据权利要求1所述的一种回转式多工位桨叶大梁带缠绕芯模工作台，其特征在于：所述的多工位回转机构(2)的端轴(6)位于多工位回转机构(2)的两端，端轴(6)的一侧伸入到端轴连接座(9)的中心通孔中，通过键和螺母结构与其固连，端轴(6)的另一侧通过轴承结构安装在底座(1)端部的轴承座(5)上，实现多工位回转机构(2)与底座(1)的连接。端轴连接座(9)的外形为两侧有法兰盘的筒状体，在法兰盘上的部分非装配连接区域作镂空处理，降低结构转动惯量，轴端连接座(9)的两侧法兰盘外缘呈多边形，多边形的边数为工位数的二倍，将多边形的边按均匀间隔分成两组，且每组的边数与工位数相等，其中周向均布的芯模安装台面(7)通过直角连接件(11)与台面支撑框架(10)连接。台面支撑框架(10)的外形为多边形片状结构，部分非装配连接区域作镂空处理，降低结构转动惯量，其外缘与端轴连接座(9)的法兰盘外缘具有相同的多边形结构形式，多边形的边数为工位数的二倍，将多边形的边按均匀间隔分成两组，且每组的边数与工位数相等，其中周向均布的芯模安装台面(7)通过直角连接件(11)与台面支撑框架(10)连接；直角连接件(11)通过长形孔及螺栓结构微调在端轴连接座(9)和台面支撑框架(10)上的所处位置，实现对芯模安装台面(7)和连接铝排(12)的精确安装。芯模安装台面(7)为铝合金型材，均布于多工位回转机构(2)的外圆周，芯模安装台面(7)长度大于所需装夹的缠绕芯模的轴向长度，其矩形截面具有高抗弯惯性矩，底面和顶面具有多列T形槽结构，芯模安装台面(7)的底面通过T形槽结构与安装在端轴连接座(9)和台面支撑框架(10)上的直角连接件(11)固接，顶面通过T形槽结构与所需装夹的缠绕芯模固接，实现多工位回转机构(2)对缠绕芯模的安装。连接铝排(12)通过直角连接件(11)安装在端轴连接座(9)和台面支撑框架(10)的外缘上，每条连接铝排(12)在长度方向上与沿轴向分布的多个台面支撑框架(10)连接，在圆周上与芯模安装台面(7)呈间隔均布，保证多工位回转机构(2)的刚度；

所述的辅助支撑机构(3)采用机械手动方式或液压缸系统自动方式或气压缸系统自动方式实现托爪(8)的降低与升起，当进行工位转换时，托爪(8)降低以便与转动的多工位回转机构(2)及安装的缠绕芯模不发生空间干涉，当工位转换结束后，托爪(8)升起后与位于多工位回转机构(2)底位的芯模安装台面(7)接触并提供辅助支撑，保证工位转换后多工位回转机构(2)的刚度；

所述的回转操作机构(4)由蜗杆减速机(13)、手轮(14)、分度定位盘(15)和插销机构(16)组成；其中蜗杆减速机(13)安装在底座(1)端部台面上，输入端与手轮(14)连接，输出端与多工位回转机构(2)中的端轴(6)连接，实现人工对多工位回转机构(2)的转动操控；分度定位盘(15)固定在端轴连接座(9)的法兰面外侧，在工位处开有销孔，插销机构(16)中的插销座固定于销孔的正对位置，插销依次串接插销座和分度定位盘(15)的销孔，实现对多工位回转机构(2)转动的定位。

3.根据权利要求1所述的一种回转式多工位桨叶大梁带缠绕芯模工作台，其特征在于：所述的辅助支撑机构(3)升起后，其上方的托爪(8)与多工位回转机构(2)中底端的芯模安装台面(7)接触并提供支撑。

4.根据权利要求1所述的一种回转式多工位桨叶大梁带缠绕芯模工作台，其特征在于：所述的多工位回转机构(2)的工位数为2-8个。