CN106181408B - 一种一体成型防雷网及其制备装置及制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种一体成型防雷网，包括由一整张金属板经过切孔延展拉伸而成的本体，本体的纵横方向均为规律重复排列的菱形网孔。本发明还公开了一种一体成型防雷网的制备装置。本发明还公开了一种一体成型防雷网的制备方法。本发明一种一体成型防雷网，单一结构、一件成形，消除了编织网的瓦解和瞬间变阻；一通成型防雷网铺贴后，表面光滑，具有很好的气动性能；一体成型防雷网的雷电防护能力可达到200kA，可广泛用于飞机机身、机翼、方向舵、尾翼等和风力发电机叶片的雷电防护。
Description
技术领域
本发明属于雷电防护技术领域，具体涉及一种一体成型防雷网，还涉及上述一体成型防雷网的制备装置，还涉及上述一体成型防雷网的制备方法。
背景技术
随着航空航天领域的飞速发展，传统的全金属结构材料的时代已经结束，航空航天以及风电领域正在大量采用高强度、低质量的纤维增强复合材料，而这些材料的导电性却比铝小的多，当遭遇雷击时，不能将雷电迅速的导走，从而对材料造成损伤。因此必须特别注意雷电环境，采取措施提供导电路径将雷电迅速导走以确保飞行安全。
近年来，航空航天以及风电领域已经越来越重视雷电防护的问题，采取了一系列的雷电防护方法。在风电领域最常用的方法有：(1)采用金属叶尖、接闪器以及引下线系统；(2)采用粉末式或者片段式导流条和叶尖或者接闪器连接起来，扩大叶片的接闪面积；(3)采用既可以充当接闪器、又可以充当引下线的雷电防护网。在航空领域，一体成型防雷网作为一种雷电防护方法，与表面喷涂金属或者编织丝网相比，具有重量轻，雷电防护效果好的优势，因此在航空领域也有着重要的应用。
在专利《雷电防护网》(申请号：201010220841.5，申请日：2010.6.29，公开号：101949366，公开日：2011.1.19)中我们知晓了一种用金属丝编织而成的编织型雷电防护网，可以提供一定的雷电防护效果，然而编织丝网的缺点是纵横两个方向的金属丝之间的交接部分有比较大接触电阻，造成其导电性下降，从而减弱了编织金属丝网的雷电防护效果，同时编织型金属网的表面不平整，影响飞机以及叶片的气动性能。
发明内容
本发明的目的是提供一种一体成型防雷网，解决了现有编织雷电防护网防雷效果弱的问题。
本发明的目的还在于提供上述一体成型防雷网的制备装置。
本发明的目的还在于提供上述一体成型防雷网的制备方法。
本发明所采用的第一种技术方案是，一种一体成型防雷网，包括由一整张金属板经过切孔延展拉伸而成的本体，本体的纵横方向均为规律重复排列的菱形网孔。
本发明的第一种技术方案的特点还在于：
金属板为铝合金或铜合金或蒙乃尔合金或不锈钢或表面镀银的金属镍中的任意一种。
本发明所采用的第二种技术方案是，一种一体成型防雷网的制备装置，包括依次设置的送料装置、切口装置、拉伸装置、矫平装置，切口装置与拉伸装置之间设置有缓冲带。
本发明的第二种技术方案的特点还在于：
送料装置包括送料辊a和送料辊b，送料辊a和送料辊b在同一竖直线上并且水平对称。
切口装置包括工作台，工作台上设置有加工模具组及气动装置，加工模具组与气动装置连接。
加工模具组由两排横截面为菱形的模具组成，后一排模具和前一排模具错开半个长菱边尺寸。
拉伸装置包括依次相互平行排列的拉伸辊a、拉伸辊b、拉伸辊c，与拉伸辊a、拉伸辊b、拉伸辊c依次水平对称设置有拉伸辊d、拉伸辊e、拉伸辊f，拉伸辊d的两端分别同轴设置有齿轮b和齿轮g，拉伸辊e的两端分别同轴设置有齿轮d和齿轮h，拉伸辊f的两端分别同轴设置有齿轮f和齿轮i；
齿轮b和齿轮a啮合，齿轮a与主动力轮连接，齿轮d和齿轮c啮合，齿轮c与齿轮b同轴，齿轮f和齿轮e啮合，齿轮e与齿轮d同轴；
齿轮g、齿轮h、齿轮i分别与齿轮j、齿轮k、齿轮l啮合，齿轮j、齿轮k、齿轮l分别与拉伸辊a、拉伸辊b、拉伸辊c同轴；
拉伸辊a、拉伸辊b、拉伸辊c还分别与压力调节装置连接；
拉伸辊d、拉伸辊e、拉伸辊f设置在底座上；拉伸辊d、拉伸辊e、拉伸辊f的上方设置有工作平面，工作平面在拉伸辊d、拉伸辊e、拉伸辊f处开有缺口。
矫平装置包括矫平辊a和矫平辊b，矫平辊a和矫平辊b在同一竖直线上并且水平对称。
本发明所采用的第三种技术方案是：一种一体成型防雷网的制备方法，具体按照以下步骤实施：
步骤1：一体成型防雷网的前期处理
根据需要加工的宽度，将金属板在纵剪机上进行裁剪，然后将裁剪好的金属板在矫平机上进行2～3次往复式变形；
步骤2：一体成型防雷网的制备
一整张金属板通过送料装置的送料辊a和送料辊b送入切口装置，通过切口装置的气动装置调节加工模具组的下压量，使得加工模具组在金属板上加工出菱形网格，然后带有菱形网格的金属板通过拉伸装置，拉伸装置的拉伸辊a、拉伸辊b、拉伸辊c与拉伸辊d、拉伸辊e、拉伸辊f配合将菱形网格进行拉伸至所需的网孔尺寸，最后形成所需尺寸网孔的未矫平防雷网通过矫平装置的矫平辊a和矫平辊b对带有所需尺寸网孔的未矫平防雷网进行矫平并调整防雷网的厚度，得到一体成型的防雷网本体；
步骤3：一体成型防雷网的后期处理
对加工完成后的一体成型防雷网本体用酒精在超声波清洗机中进行清洗，然后在室温下干燥静止一段时间，待防雷网干燥后，对防雷网进行退火热处理，消除防雷网在加工过程中出现的内应力。
本发明的第三种技术方案的特点还在于：
采用的一种一体成型防雷网的制备装置的具体结构为：
包括依次设置的送料装置、切口装置、拉伸装置、矫平装置，切口装置与拉伸装置之间设置有缓冲带；
送料装置包括送料辊a和送料辊b，送料辊a和送料辊b在同一竖直线上并且水平对称；
切口装置包括工作台，工作台上设置有加工模具组及气动装置，加工模具组与气动装置连接；
拉伸装置包括依次相互平行排列的拉伸辊a、拉伸辊b、拉伸辊c，与拉伸辊a、拉伸辊b、拉伸辊c依次水平对称设置有拉伸辊d、拉伸辊e、拉伸辊f，拉伸辊d的两端分别同轴设置有齿轮b和齿轮g，拉伸辊e的两端分别同轴设置有齿轮d和齿轮h，拉伸辊f的两端分别同轴设置有齿轮f和齿轮i；
齿轮b和齿轮a啮合，齿轮a与主动力轮连接，齿轮d和齿轮c啮合，齿轮c与齿轮b同轴，齿轮f和齿轮e啮合，齿轮e与齿轮d同轴；
齿轮g、齿轮h、齿轮i分别与齿轮j、齿轮k、齿轮l啮合，齿轮j、齿轮k、齿轮l分别与拉伸辊a、拉伸辊b、拉伸辊c同轴；
拉伸辊a、拉伸辊b、拉伸辊c还分别与压力调节装置连接；
拉伸辊d、拉伸辊e、拉伸辊f设置在底座上；拉伸辊d、拉伸辊e、拉伸辊f的上方设置有工作平面，工作平面在拉伸辊d、拉伸辊e、拉伸辊f处开有缺口；
矫平装置包括矫平辊a和矫平辊b，矫平辊a和矫平辊b在同一竖直线上并且水平对称。
本发明的有益效果是：本发明一种一体成型防雷网，单一结构、一件成形，消除了编织网的瓦解和瞬间变阻；一通成型防雷网铺贴后，表面光滑，具有很好的气动性能；一体成型防雷网的雷电防护能力可达到200kA，可广泛用于飞机机身、机翼、方向舵、尾翼等和风力发电机叶片的雷电防护。
附图说明
图1是本发明一种一体成型防雷网的结构示意图；
图2是图1中A区域的局部放大图；
图3是本发明一种一体成型防雷网的制备装置的简易结构示意图；
图4是本发明一种一体成型防雷网的制备装置中切口装置的结构示意图；
图5是本发明一种一体成型防雷网的制备装置中加工模具组的结构示意图；
图6是本发明一种一体成型防雷网的制备装置中模具的局部放大图一；
图7是本发明一种一体成型防雷网的制备装置中模具的局部放大图二；
图8是本发明一种一体成型防雷网的制备装置中拉伸装置前视图；
图9是本发明一种一体成型防雷网的制备装置中拉伸装置俯视图；
图10是本发明一种一体成型防雷网的制备装置中拉伸装置后视图；
图11是本发明一种一体成型防雷网的制备方法中一体成型防雷网成型过程图。
图中，1.本体，2.送料辊a，3.加工模具组，4.压力调节装置，5.拉伸辊a，6.拉伸辊b，7.拉伸辊c，8.缓冲带，9.矫平辊a，10.送料辊b，11.拉伸辊d，12.拉伸辊e，13.拉伸辊f，14.矫平辊b，15.气动装置，16.工作台，17.工作平面，18.主动力轮，19.齿轮a，20.齿轮b，21.齿轮c，22.齿轮d，23.齿轮e，24.齿轮f，25.齿轮g，26.齿轮h，27.齿轮i，28.齿轮j，29.齿轮k，30.齿轮l，31.底座。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明一种一体成型防雷网，结构如图1所示，包括由一整张金属板经过切孔延展拉伸而成的本体1，本体1的纵横方向均为规律重复排列的菱形网孔，图1中A区域的局部放大图即一个菱形网孔的结构如图2所示。
制作一体成型防雷网的金属板为铝合金或铜合金或蒙乃尔合金或不锈钢或表面镀银的金属镍中的任意一种。
一体成型防雷网总长度可根据需求进行加工。
一体成型防雷网总宽度为500mm～1200mm。
一体成型防雷网的厚度为0.05mm～0.40mm。
一体成型防雷网长菱边为1.2～4.0mm。
一体成型防雷网短菱边为0.6～2.5mm。
一体成型防雷网的梗宽为0.1～0.3mm。
本发明一种一体成型防雷网的制备装置，装置的简易结构示意图如图3所示，包括依次设置的送料装置、切口装置、拉伸装置、矫平装置，切口装置与拉伸装置之间设置有缓冲带8。
送料装置包括送料辊a2和送料辊b10，送料辊a2和送料辊b10在同一竖直线上并且水平对称。
切口装置如图4所示，包括工作台16，工作台16上设置有加工模具组3及气动装置15，加工模具组3与气动装置15连接。
加工模具组3如图5所示由两排横截面为菱形的模具组成，后一排模具和前一排模具错开半个长菱边尺寸，如图6、7所示为两种横截面为菱形的模具的局部放大图。
拉伸装置前视图如图8所示，俯视图如图9所示，后视图如图10所示，包括依次相互平行排列的拉伸辊a5、拉伸辊b6、拉伸辊c7，与拉伸辊a5、拉伸辊b6、拉伸辊c7依次水平对称设置有拉伸辊d11、拉伸辊e12、拉伸辊f13，拉伸辊d11的两端分别同轴设置有齿轮b20和齿轮g25，拉伸辊e12的两端分别同轴设置有齿轮d22和齿轮h26，拉伸辊f13的两端分别同轴设置有齿轮f24和齿轮i27；
齿轮b20和齿轮a19啮合，齿轮a19与主动力轮18连接，齿轮d22和齿轮c21啮合，齿轮c21与齿轮b20同轴，齿轮f24和齿轮e23啮合，齿轮e23与齿轮d22同轴；
齿轮g25、齿轮h26、齿轮i27分别与齿轮j28、齿轮k29、齿轮l30啮合，齿轮j28、齿轮k29、齿轮l30分别与拉伸辊a5、拉伸辊b6、拉伸辊c7同轴；
拉伸辊a5、拉伸辊b6、拉伸辊c7还分别与压力调节装置4连接；
拉伸辊d11、拉伸辊e12、拉伸辊f13设置在底座31上；拉伸辊d11、拉伸辊e12、拉伸辊f13的上方设置有工作平面17，工作平面17在拉伸辊d11、拉伸辊e12、拉伸辊f13处开有缺口。
矫平装置包括矫平辊a9和矫平辊b14，矫平辊a9和矫平辊b14在同一竖直线上并且水平对称。
一种一体成型防雷网的制备方法，如图11所示为一体成型防雷网成型过程图，具体按照以下步骤实施：
以加工最终网孔尺寸为A×B，宽度W，长菱边垂直于长度方向的一体成型防雷网为例。
步骤1：一体成型防雷网的前期处理
将金属板在纵剪机上进行裁剪，裁成宽度为W的金属板，然后将裁剪好的金属板在矫平机上进行2～3次往复式变形，这样不仅可以矫平金属板，更重要的事可以增加金属板的韧性，保证防雷网加工过程中不会出现断裂现象。
步骤2：一体成型防雷网的制备
一整张金属板通过送料装置的送料辊a2和送料辊b10送入切口装置，送料辊a2和送料辊b10为整个一体成型防雷网加工过程提供动力，切口装置的加工模具组3为一体防雷网加工所用的模具，加工模具组3由很多菱形的刀头模具组成，要加工多少网孔，加工模具组3上就会有多少个菱形刀头模具。通过气动装置15调节加工模具组3的下压量，使得加工模具组3在金属板上加工不同尺寸L1×L2的菱形网格。要加工A×B的网孔，调到刀头模具下压量使L1等于A，通过加工模具组3，可加工出尺寸为A×L2的网孔，如图4中切孔段，然后带有菱形网格的金属板通过拉伸装置，拉伸装置的拉伸辊a5、拉伸辊b6、拉伸辊c7与拉伸辊d11、拉伸辊e12、拉伸辊f13配合将菱形网格进行拉伸至防雷网的短菱边L2拉伸到B，以形成网孔尺寸为A×B、宽度为W的未矫平防雷网，最后形成所需尺寸网孔的未矫平防雷网通过矫平装置的矫平辊a9和矫平辊b14对带有所需尺寸网孔的未矫平防雷网进行矫平并调整防雷网的厚度，得到一体成型的防雷网本体1。
在防雷网的拉伸过程中，拉伸辊a5、拉伸辊b6、拉伸辊c7有不同的转动速度，拉伸辊d11、拉伸辊e12、拉伸辊f13分别位于拉伸辊a5、拉伸辊b6、拉伸辊c7的正下方，和拉伸辊a5、拉伸辊b6、拉伸辊c7对称，具有和拉伸辊a5、拉伸辊b6、拉伸辊c7相同的速度。当防雷网被输送到拉伸辊a5、拉伸辊d11时，防雷网就会被拉伸辊a5、拉伸辊d11夹紧，当防雷网向前递进时，防雷网前缘就会被以更快速度转动的拉伸辊b6、拉伸辊e12夹紧，这样就会在拉伸辊a5、拉伸辊d11和拉伸辊b6、拉伸辊e12之间形成由速度差所产生的张力，从而将防雷网孔拉伸。拉伸辊c7、拉伸辊f13以相同的原理将防雷网进一步拉大，以形成最终所需要的网孔尺寸。在防雷网在不断地拉伸过程中，防雷网也在不断的被矫平，矫平辊a9、b15可对最终的产品进行矫平并调整防雷网的厚度。
拉伸过程中，压力调节装置4可以调节拉伸辊a5、拉伸辊b6、拉伸辊c7的下压量。主动力轮18带动齿轮a19，齿轮a19带动齿轮b20，从而使拉伸辊d11以速度v1转动，拉伸辊d11带动齿轮g25，齿轮g25带动齿轮j28，齿轮j28带动拉伸辊a5以速度v1转动，齿轮b20的同轴齿轮c21带动齿轮d22转动，从而使拉伸辊e12以比v1快的速度v2转动，拉伸辊e12带动齿轮h26，齿轮h26带动齿轮k29，齿轮k29带动拉伸辊b6以速度v2转动。同理拉伸辊c7和拉伸辊f13以比v2快的速度v3转动，使防雷网被拉伸到最终的尺寸。
由于一体成型防雷网的加工模具组3是一个上下往复式的加工过程，中间会有间隔过程，而后续的防雷网拉伸过程是一个连续性的过程。所以在切口模具组a和拉伸辊a5之间有一个缓冲带8，有一定的防雷网余量，以保证整个加工过程的连续性。
步骤3：一体成型防雷网的后期处理
加工完成后的一体成型防雷网本体1必须进行用超声波清洗机清洗加工过程中的油污，然后在室温下干燥静止一段时间，待防雷网干燥后，对防雷网进行退火热处理，消除防雷网在加工过程中出现的内应力。
Claims (5)
1.一种一体成型防雷网，其特征在于，包括由一整张金属板经过切孔延展拉伸而成的本体(1)，本体(1)的纵横方向均为规律重复排列的菱形网孔；所述金属板为铝合金或铜合金或蒙乃尔合金或不锈钢或表面镀银的金属镍中的任意一种；
所述菱形网孔长菱边为1.2～4.0mm、短菱边为0.6～2.5mm、梗宽为0.1～0.3mm。
2.一种一体成型防雷网的制备装置，其特征在于，包括依次设置的送料装置、切口装置、拉伸装置、矫平装置，切口装置与拉伸装置之间设置有缓冲带(8)；
所述切口装置包括工作台(16)，工作台(16)上设置有加工模具组(3)及气动装置(15)，加工模具组(3)与气动装置(15)连接，所述加工模具组(3)由两排横截面为菱形的模具组成，后一排模具和前一排模具错开半个长菱边尺寸；
所述拉伸装置包括依次相互平行排列的拉伸辊a(5)、拉伸辊b(6)、拉伸辊c(7)，与拉伸辊a(5)、拉伸辊b(6)、拉伸辊c(7)依次水平对称设置有拉伸辊d(11)、拉伸辊e(12)、拉伸辊f(13)，拉伸辊d(11)的两端分别同轴设置有齿轮b(20)和齿轮g(25)，拉伸辊e(12)的两端分别同轴设置有齿轮d(22)和齿轮h(26)，拉伸辊f(13)的两端分别同轴设置有齿轮f(24)和齿轮i(27)；
齿轮b(20)和齿轮a(19)啮合，齿轮a(19)与主动力轮(18)连接，齿轮d(22)和齿轮c(21)啮合，齿轮c(21)与齿轮b(20)同轴，齿轮f(24)和齿轮e(23)啮合，齿轮e(23)与齿轮d(22)同轴；
齿轮g(25)、齿轮h(26)、齿轮i(27)分别与齿轮j(28)、齿轮k(29)、齿轮l(30)啮合，齿轮j(28)、齿轮k(29)、齿轮l(30)分别与拉伸辊a(5)、拉伸辊b(6)、拉伸辊c(7)同轴；
拉伸辊a(5)、拉伸辊b(6)、拉伸辊c(7)还分别与压力调节装置(4)连接；
拉伸辊d(11)、拉伸辊e(12)、拉伸辊f(13)设置在底座(31)上；拉伸辊d(11)、拉伸辊e(12)、拉伸辊f(13)的上方设置有工作平面(17)，工作平面(17)在拉伸辊d(11)、拉伸辊e(12)、拉伸辊f(13)处开有缺口。
3.根据权利要求2所述的一种一体成型防雷网的制备装置，其特征在于，所述送料装置包括送料辊a(2)和送料辊b(10)，送料辊a(2)和送料辊b(10)在同一竖直线上并且水平对称。
4.根据权利要求2所述的一种一体成型防雷网的制备装置，其特征在于，所述矫平装置包括矫平辊a(9)和矫平辊b(14)，矫平辊a(9)和矫平辊b(14)在同一竖直线上并且水平对称。
5.一种一体成型防雷网的制备方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施：
步骤1：一体成型防雷网的前期处理
根据需要加工的宽度，将金属板在纵剪机上进行裁剪，然后将裁剪好的金属板在矫平机上进行2～3次往复式变形；
步骤2：一体成型防雷网的制备
一整张金属板通过送料装置的送料辊a(2)和送料辊b(10)送入切口装置，通过切口装置的气动装置(15)调节加工模具组(3)的下压量，使得加工模具组(3)在金属板上加工出菱形网格，然后带有菱形网格的金属板通过拉伸装置，拉伸装置的拉伸辊a(5)、拉伸辊b(6)、拉伸辊c(7)与拉伸辊d(11)、拉伸辊e(12)、拉伸辊f(13)配合将菱形网格进行拉伸至所需的网孔尺寸，最后形成所需尺寸网孔的未矫平防雷网通过矫平装置的矫平辊a(9)和矫平辊b(14)对带有所需尺寸网孔的未矫平防雷网进行矫平并调整防雷网的厚度，得到一体成型的防雷网本体(1)；
步骤3：一体成型防雷网的后期处理
对加工完成后的一体成型防雷网本体(1)用酒精在超声波清洗机中进行清洗，然后在室温下干燥静止一段时间，待防雷网干燥后，对防雷网进行退火热处理，消除防雷网在加工过程中出现的内应力；
采用的一种一体成型防雷网的制备装置的具体结构为：
包括依次设置的送料装置、切口装置、拉伸装置、矫平装置，切口装置与拉伸装置之间设置有缓冲带(8)；
所述送料装置包括送料辊a(2)和送料辊b(10)，送料辊a(2)和送料辊b(10)在同一竖直线上并且水平对称；
所述切口装置包括工作台(16)，工作台(16)上设置有加工模具组(3)及气动装置(15)，加工模具组(3)与气动装置(15)连接；
所述拉伸装置包括依次相互平行排列的拉伸辊a(5)、拉伸辊b(6)、拉伸辊c(7)，与拉伸辊a(5)、拉伸辊b(6)、拉伸辊c(7)依次水平对称设置有拉伸辊d(11)、拉伸辊e(12)、拉伸辊f(13)，拉伸辊d(11)的两端分别同轴设置有齿轮b(20)和齿轮g(25)，拉伸辊e(12)的两端分别同轴设置有齿轮d(22)和齿轮h(26)，拉伸辊f(13)的两端分别同轴设置有齿轮f(24)和齿轮i(27)；
齿轮b(20)和齿轮a(19)啮合，齿轮a(19)与主动力轮(18)连接，齿轮d(22)和齿轮c(21)啮合，齿轮c(21)与齿轮b(20)同轴，齿轮f(24)和齿轮e(23)啮合，齿轮e(23)与齿轮d(22)同轴；
齿轮g(25)、齿轮h(26)、齿轮i(27)分别与齿轮j(28)、齿轮k(29)、齿轮l(30)啮合，齿轮j(28)、齿轮k(29)、齿轮l(30)分别与拉伸辊a(5)、拉伸辊b(6)、拉伸辊c(7)同轴；
拉伸辊a(5)、拉伸辊b(6)、拉伸辊c(7)还分别与压力调节装置(4)连接；
拉伸辊d(11)、拉伸辊e(12)、拉伸辊f(13)设置在底座(31)上；拉伸辊d(11)、拉伸辊e(12)、拉伸辊f(13)的上方设置有工作平面(17)，工作平面(17)在拉伸辊d(11)、拉伸辊e(12)、拉伸辊f(13)处开有缺口；
所述矫平装置包括矫平辊a(9)和矫平辊b(14)，矫平辊a(9)和矫平辊b(14)在同一竖直线上并且水平对称。
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