CN106393659A - 蒸汽内固化冷却水脱模制造锥状电杆的设备及生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于制造复合材料电杆的技术领域，特指一种蒸汽内固化冷却水脱模制造锥状电杆的设备及生产方法，锥状模芯下方的导轨上可移动设置有模具抬升机构，锥状模芯的大头端居中设置有与锥状模芯内腔连通的导管，导管通过转接头分别与蒸汽供气管、冷却水供水管及压缩空气供气管连通，蒸汽供气管、冷却水供水管及压缩空气供气管上均设置有阀门，支架二的导轨上滑动设置有数控纤维缠绕机，优点是：与传统的设备相比结构紧凑，体积小，大大缩小了占地面积，实现自动化生产纤维复合材料电杆，纤维复合材料电杆的固化和脱模工序简单，生产效率高，劳动强度低，并且生产出来的产品的绝缘性好，强度高，韧性优。

Description

蒸汽内固化冷却水脱模制造锥状电杆的设备及生产方法

技术领域

本发明属于制造复合材料电杆的技术领域，特指一种蒸汽内固化冷却水脱模制造锥状电杆的设备及生产方法。

背景技术

现有用来制造复合材料电杆的设备主要由锥状模具、数控纤维缠绕机、固化炉、脱模机以及模具吊装转运机构五部分组成，其生产过程是：数控纤维缠绕机根据铺层工艺条件将浸渍胶液的纤维缠绕到锥状模具上，缠绕完毕，松开模具，再通过吊装转运机构将其吊入固化炉内，当固化炉内的产品固化完成后，再用吊装转运机构将其吊入脱模机上脱模，接着将脱模完成的模具吊到缠绕机上，装卡缠绕，如此循环。上述设备的缺点主要体现在如下几个方面：1、模具的长度一般为13m—16m之间、重量在1000kg左右，导致模具吊装和转运非常的不方便，再加上粘稠的胶液，给三次装卸带来极大不方便，并严重浪费人工和时间等。2、固化炉采用电加热空气来加热模具表面的成型物，不仅热效极低，同时固化时间长、固化同步性差，严重影响生产效率，并且由外至里的固化方式严重阻止了成型物气泡的向外迁移，影响产品的绝缘性能和机械性能。3、一般采用机械方式将成型的电杆从模具上顶出来，而纤维复合材料的轴向压缩强度并不变，这种强力脱模方式会损伤产品的性能，会降低复合材料结构的完整性和稳定性，导致复合材料电杆在极端天气下出现开裂和折断的情形。4、设备占地面积大，物流不畅，生产效率低，劳动强度大，产品一致性差。

发明内容

本发明的目的是提供一种蒸汽内固化冷却水脱模制造锥状电杆的设备及生产方法。

本发明的目的是这样实现的：

蒸汽内固化冷却水脱模制造锥状电杆的设备，包括平行设置的支架一与支架二，支架一与支架二上均轴向设置有导轨，支架一的一端设有可驱动锥状模芯转动的床头，所述支架一的导轨上滑动设置有脱模车，与床头相对的脱模车的一端设有尾座，尾座与床头之间设有中空的锥状模芯，锥状模芯为大、小头端均封闭且大头端与床头连接、小头端支承在尾座上，锥状模芯下方的导轨上可移动设置有模具抬升机构，锥状模芯的大头端居中设置有与锥状模芯内腔连通的导管，导管通过转接头分别与蒸汽供气管、冷却水供水管及压缩空气供气管连通，蒸汽供气管、冷却水供水管及压缩空气供气管上均设置有阀门，支架二的导轨上滑动设置有数控纤维缠绕机，支架二上设有电机并通过传动机构驱动数控纤维缠绕机沿导轨往复移动。

上述技术方案中，所述的导管从锥状模芯的大头端伸入并固定在锥状模芯的小头端，中空腔内的导管上轴向间隔均布有径向的排气孔。

上述技术方案中，所述锥状模芯的内腔为与锥状模芯等比例缩小的锥形空腔。

上述技术方案中，所述的锥状模芯并列设置有两根以上。

上述技术方案中，所述脱模车的上端设有滑轨及滑动设置在滑轨上的滑块，滑块上设置有可抓取锥状模芯上成型出的锥状电杆的机械手，尾座对侧的脱模车上设有电机并通过传动机构驱动滑块沿滑轨轴向移动。

上述技术方案中，所述脱模车下方导轨上滑动设置有两个以上的锁紧块，每个锁紧块上固连有导杆，导杆的外端贯穿脱模车并通过螺母锁紧固定。

上述技术方案中，所述模具抬升机构的具体结构为：锥状模芯下方的导轨上滑动设置有底座与锁紧块，锁紧块上固连有导杆，导杆的外端贯穿底座并通过螺母锁紧固定，底座上固定有电动推杆或气缸，电动推杆或气缸的活动杆的外端上连接有托轮。

上述技术方案中，所述的尾座的具体结构为：与床头相对的脱模车一端的上表面设有安装座，安装座上设置有一对U形架，两U形架之间的间距可调，每个U形架上均设有滚轮，锥状阀芯的小头端支承在两滚轮之间。

上述技术方案中，所述的安装座内侧的脱模车上设有可用来支承锥状电杆的托轮，托轮的外径由两侧向中部逐渐缩小。

一种蒸汽内固化冷却水脱模制造锥状电杆的设备的生产方法，包括以下步骤：

(1)先根据需要生产电杆的长度来调节脱模车与床头之间的距离，再将相应长度的锥状模芯安装在床头与尾座上，最后移动抬升机构使其位于锥状模芯小头端的下方；

(2)启动床头与数控纤维缠绕车，床头驱动锥状模芯转动，电机通过传动机构驱动数控纤维缠绕车沿支架二上的导轨来回往复移动，并将浸渍有胶液的纤维在锥状模芯的两端之间往复缠绕；

(3)关闭冷却水阀门及压缩空气阀门，打开蒸汽阀门通过导管将高温高压水蒸汽注入到锥状模芯的内腔内，高温高压水蒸汽与锥状模芯的内腔的侧壁接触遇冷液化，高温高压水蒸汽液化后放出的热量传递给锥状模芯并通过锥状模芯来加热锥状模芯外表面铺覆的胶液和纤维，胶液在50℃—200℃温度范围内交联固化并与纤维一起成型出锥状电杆；

(4)关闭蒸汽阀门、打开压缩空气阀门，通过导管将压缩空气注入到锥状模芯的内腔内并将锥状模芯的内腔内的液化水从锥状模芯上设置的排水口排出；

(5)关闭压缩空气阀门，打开冷却水阀门，通过导管将冷却水注入到锥状模芯的内腔内，冷却水与锥状模芯的内腔的内壁接触，对锥状模芯进行快速冷却和降温，锥状模芯冷却后体积缩小使锥状模芯的外表面与成型出的锥状电杆的内壁分离；

(6)模具抬升机构将锥状模芯向上顶起使锥状电杆的小头端抬升的高度高于滚轮顶端的高度，脱模车滑块上的机械手向外伸出并夹紧纤锥状电杆，启动电机驱动滑块沿滑轨轴向移动将锥状电杆从锥状模芯上拖出。

本发明相比现有技术突出且有益的技术效果是：

1、本发明与传统的设备相比结构紧凑，体积小，大大缩小了占地面积，实现自动化生产纤维复合材料电杆，纤维复合材料电杆的固化和脱模工序简单，生产效率高，劳动强度低，并且生产出来的产品的绝缘性好，强度高，韧性优。

附图说明

图1是本发明的立体结构示意图。

图2是本发明的局部立体结构示意图之一。

图3是本发明的图1中A部的放大结构示意图。

图4是本发明的局部立体结构示意图之二。

图5是本发明的图1中B部的放大结构示意图。

图6是本发明的锥状模芯内设置导管的剖面结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图以具体实施例对本发明作进一步描述，参见图1—6：

蒸汽内固化冷却水脱模制造锥状电杆的设备，包括平行设置的支架一1与支架二2，支架一1与支架二2上均轴向设置有导轨3，支架一1的一端设有可驱动锥状模芯4转动的床头5，所述支架一1的导轨3上滑动设置有脱模车6，与床头5相对的脱模车6的一端设有尾座7，尾座7与床头5之间设有中空的锥状模芯4，锥状模芯4为大、小头端均封闭且大头端与床头5连接、小头端支承在在尾座7上，锥状模芯4下方的导轨3上可移动设置有模具抬升机构，锥状模芯4的大头端居中设置有与锥状模芯4内腔连通的导管11，导管11通过转接头分别与蒸汽供气管、冷却水供水管及压缩空气供气管连通，蒸汽供气管、冷却水供水管及压缩空气供气管上均设置有阀门，支架二2的导轨3上滑动设置有数控纤维缠绕机9，支架二2上设有电机10并通过传动机构驱动数控纤维缠绕机9沿导轨3往复移动。

上述的导管从锥状模芯4的大头端伸入并固定在锥状模芯4的小头端，中空腔内的导管上轴向间隔均布有径向的排气孔12，高温高压蒸汽或冷却水通过导管11上的排气孔12进入到锥状模芯4的内腔内，使锥状模芯4的内腔的内壁的各部位受热或受冷均匀。

上述锥状模芯4的内腔为与锥状模芯等比例缩小的锥形空腔，锥状模芯4的各部位厚度均匀，有助于锥状模芯4受热或受冷均匀。

上述的锥状模芯4并列设置有两根以上。

上述脱模车6的上端设有滑轨13及滑动设置在滑轨上13的滑块14，滑块14上设置有可抓取锥状模芯4上成型出的锥状电杆的机械手，尾座7对侧的脱模车6上设有电机15并通过传动机构驱动滑块14沿滑轨13轴向移动，传动机构为皮带传动机构或链条传动机构，滑块14固连在皮带或链条上。

上述脱模车6下方导轨3上滑动设置有两个以上的锁紧块16，每个锁紧块16上固连有导杆17，导杆17的外端贯穿脱模车6并通过螺母18锁紧固定，在生产过程中需要更换不同长度的锥状模芯4，旋松螺母18后移动脱模车6，调整脱模车6与床头5之间的距离后，再旋紧螺母18通过锁紧块16将脱模车6锁紧固定。

上述模具抬升机构的具体结构为：锥状模芯4下方的导轨3上滑动设置有底座19与锁紧块20，锁紧块20上固连有导杆21，导杆21的外端贯穿底座19并通过螺母22锁紧固定，底座19上固定有电动推杆23或气缸，电动推杆23或气缸的活动杆的外端上连接有托轮24，旋松螺母22后可移动底座19，调节底座19在导轨3上的位置，旋紧螺母22后通过锁紧块20将底座19锁紧固定，气缸或电动推杆23动作通过托轮24将锥状模芯4的小头端向上抬升。

上述的尾座的具体结构为：与床头5相对的脱模车6一端的上表面设有安装座25，安装座25上设置有一对U形架26，两U形架26之间的间距可调，可根据不同尺寸的锥状模芯4来调整两U形架26之间的间距，每个U形架26上均设有滚轮27，锥状阀芯4的小头端支承在两滚轮27之间，。

上述的安装座25内侧的脱模车6上设有可用来支承锥状电杆的托轮8，托轮8的外径由两侧向中部逐渐缩小，滑块14移动将锥状电杆从锥状模芯4上拖出时，托轮8用来支承锥状电杆，避免锥状电杆与脱模车6的上表面接触，托轮8还能对锥状电杆起到限位的作用，防止锥状电杆从托轮8上偏离。

一种蒸汽内固化冷却水脱模制造锥状电杆的设备的生产方法，包括以下步骤：

(1)先根据需要生产电杆的长度来调节脱模车6与床头5之间的距离，再将相应长度的锥状模芯4安装在床头5与尾座7上，最后移动抬升机构使其位于锥状模芯4小头端的下方；

(2)启动床头5与数控纤维缠绕车9，床头5驱动锥状模芯4转动，电机10通过传动机构驱动数控纤维缠绕车9沿支架二2上的导轨3来回往复移动，并将浸渍有胶液纤维在锥状模芯4的两端之间往复缠绕；

(3)关闭冷却水阀门及压缩空气阀门，打开蒸汽阀门通过导管11将高温高压水蒸汽注入到锥状模芯4的内腔内，高温高压水蒸汽与锥状模芯4的内腔的侧壁接触遇冷液化，高温高压水蒸汽液化后放出的热量传递给锥状模芯4并通过锥状模芯4来加热锥状模芯4外表面铺覆的胶液和纤维，胶液在50℃—200℃温度范围内交联固化并与纤维一起成型出锥状电杆；

(4)关闭蒸汽阀门、打开压缩空气阀门，通过导管11将压缩空气注入到锥状模芯4的内腔内并将锥状模芯4的内腔内的液化水从锥状模芯4上设置的排水口排出，将锥状模芯4中空腔内的液化水排出后，方便锥状模芯4受热；

(5)关闭压缩空气阀门，打开冷却水阀门，通过导管11将冷却水注入到锥状模芯4的内腔内，冷却水与锥状模芯4的内腔的内壁接触，对锥状模芯4进行快速冷却和降温，锥状模芯4冷却后体积缩小使锥状模芯4的外表面与成型出的锥状电杆的内壁分离，锥状模芯4由金属制成，金属的热膨胀系数与纤维复合材料电杆的热膨胀系数的差异较大，因此锥状模芯4冷却降温后体积缩小，使锥状模芯4的外表面与锥状电杆的内侧壁分离即可对锥状电杆进行脱模；

(6)模具抬升机构将锥状模芯4向上顶起使锥状电杆的小头端抬升的高度高于滚轮28顶端的高度，脱模车6滑块14上的机械手向外伸出并夹紧锥状电杆，启动电机15驱动滑块14沿滑轨13轴向移动将锥状电杆从锥状模芯4上拖出。

上述的锥状模芯4为两根，数控纤维缠绕机9先对其中一根锥状模芯4进行往复缠绕，一根锥状模芯4缠绕完成后对其进行内固化与脱模，在对一根锥状模芯进行内固化与脱模的同时数控纤维缠绕机9对另一根锥状模芯4进行缠绕，一根锥状模芯4上的电杆内固化和脱模完成后对另一根锥状模芯4进行内固化与脱模，往复循环，锥状电杆的生产效果高。

上述实施例仅为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.蒸汽内固化冷却水脱模制造锥状电杆的设备，包括平行设置的支架一与支架二，支架一与支架二上均轴向设置有导轨，支架一的一端设有可驱动锥状模芯转动的床头，其特征在于：所述支架一的导轨上滑动设置有脱模车，与床头相对的脱模车的一端设有尾座，尾座与床头之间设有中空的锥状模芯，锥状模芯为大、小头端均封闭且大头端与床头连接、小头端支承在尾座上，锥状模芯下方的导轨上可移动设置有模具抬升机构，锥状模芯的大头端居中设置有与锥状模芯内腔连通的导管，导管通过转接头分别与蒸汽供气管、冷却水供水管及压缩空气供气管连通，蒸汽供气管、冷却水供水管及压缩空气供气管上均设置有阀门，支架二的导轨上滑动设置有数控纤维缠绕机，支架二上设有电机并通过传动机构驱动数控纤维缠绕机沿导轨往复移动。

2.根据权利要求1所述的蒸汽内固化冷却水脱模制造锥状电杆的设备，其特征在于：所述的导管从锥状模芯的大头端伸入并固定在锥状模芯的小头端，中空腔内的导管上轴向间隔均布有径向的排气孔。

3.根据权利要求1所述的蒸汽内固化冷却水脱模制造锥状电杆的设备，其特征在于：所述锥状模芯的内腔为与锥状模芯等比例缩小的锥形空腔。

4.根据权利要求1所述的蒸汽内固化冷却水脱模制造锥状电杆的设备，其特征在于：所述的锥状模芯并列设置有两根以上。

5.根据权利要求1所述的蒸汽内固化冷却水脱模制造锥状电杆的设备，其特征在于：所述脱模车的上端设有滑轨及滑动设置在滑轨上的滑块，滑块上设置有可抓取锥状模芯上成型出的锥状电杆的机械手，尾座对侧的脱模车上设有电机并通过传动机构驱动滑块沿滑轨轴向移动。

6.根据权利要求1所述的蒸汽内固化冷却水脱模制造锥状电杆的设备，其特征在于：所述脱模车下方导轨上滑动设置有两个以上的锁紧块，每个锁紧块上固连有导杆，导杆的外端贯穿脱模车并通过螺母锁紧固定。

7.根据权利要求1所述的蒸汽内固化冷却水脱模制造锥状电杆的设备，其特征在于：所述模具抬升机构的具体结构为：锥状模芯下方的导轨上滑动设置有底座与锁紧块，锁紧块上固连有导杆，导杆的外端贯穿底座并通过螺母锁紧固定，底座上固定有电动推杆或气缸，电动推杆或气缸的活动杆的外端上连接有托轮。

8.根据权利要求1所述的蒸汽内固化冷却水脱模制造锥状电杆的设备，其特征在于：所述的尾座的具体结构为：与床头相对的脱模车一端的上表面设有安装座，安装座上设置有一对U形架，两U形架之间的间距可调，每个U形架上均设有滚轮，锥状阀芯的小头端支承在两滚轮之间。

9.根据权利要求8所述的蒸汽内固化冷却水脱模制造锥状电杆的设备，其特征在于：所述的安装座内侧的脱模车上设有可用来支承锥状电杆的托轮，托轮的外径由两侧向中部逐渐缩小。

10.根据权利要求1—9任一项所述的蒸汽内固化冷却水脱模制造锥状电杆的设备的生产方法，其特征在于：包括以下步骤：

(1)先根据需要生产电杆的长度来调节脱模车与床头之间的距离，再将相应长度的锥状模芯安装在床头与尾座上，最后移动抬升机构使其位于锥状模芯小头端的下方；

(2)启动床头与数控纤维缠绕车，床头驱动锥状模芯转动，电机通过传动机构驱动数控纤维缠绕车沿支架二上的导轨来回往复移动，并将浸渍有胶液的纤维在锥状模芯的两端之间往复缠绕；

(3)关闭冷却水阀门及压缩空气阀门，打开蒸汽阀门通过导管将高温高压水蒸汽注入到锥状模芯的内腔内，高温高压水蒸汽与锥状模芯的内腔的侧壁接触遇冷液化，高温高压水蒸汽液化后放出的热量传递给锥状模芯并通过锥状模芯来加热锥状模芯外表面铺覆的胶液和纤维，胶液在50℃—200℃温度范围内交联固化并与纤维一起成型出锥状电杆；

(4)关闭蒸汽阀门、打开压缩空气阀门，通过导管将压缩空气注入到锥状模芯的内腔内并将锥状模芯的内腔内的液化水从锥状模芯上设置的排水口排出；

(5)关闭压缩空气阀门，打开冷却水阀门，通过导管将冷却水注入到锥状模芯的内腔内，冷却水与锥状模芯的内腔的内壁接触，对锥状模芯进行快速冷却和降温，锥状模芯冷却后体积缩小使锥状模芯的外表面与成型出的锥状电杆的内壁分离；

(6)模具抬升机构将锥状模芯向上顶起使锥状电杆的小头端抬升的高度高于滚轮顶端的高度，脱模车滑块上的机械手向外伸出并夹紧纤锥状电杆，启动电机驱动滑块沿滑轨轴向移动将锥状电杆从锥状模芯上拖出。