CN107081898A - 一种大型缠绕产品脱模方法及设备 - Google Patents

Abstract

本发明属于缠绕产品脱模技术领域，并具体公开了一种大型缠绕产品脱模方法及设备，其包括如下步骤：通过开合式模具收缩实现模具与产品的径向分离，该模具分别与机架和悬臂支架相连；产品由第二移动托车托起，并向悬臂支架方向移动，以使模具的一端露出；当模具露出一半长度以上时停止第二移动托车的移动，使第一移动托车移动至模具中间位置并托住模具；使模具与悬臂支架分离，并使悬臂支架向外移动，然后使第二移动托车移动以带动产品继续脱模，直至产品完全脱离模具，完成整个脱模工序；所述设备用于实现上述方法。本发明可有效解决超大超长的大型缠绕产品缠绕生产中的脱模问题，具有脱模方便快速、设备结构简单、操作便利等优点。

Description

一种大型缠绕产品脱模方法及设备

技术领域

本发明属于缠绕产品脱模技术领域，更具体地，涉及一种大型缠绕产品脱模方法及设备。

背景技术

缠绕制品是将连续纤维例如玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维、竹纤维、木纤维、竹木复合纤维等并利用缠绕技术制成的产品，如缠绕复合管、缠绕储罐、缠绕电杆、缠绕管廊等，竹缠绕复合材料是新兴生物基材料，采用粘附有树脂的竹篾缠绕制成。

随着竹缠绕技术的不断发展，其在铁路交通领域也得到了应用，例如采用竹材料并利用缠绕技术直接成形大型产品车厢，该缠绕车厢与铝合金型材车厢相比，具有整体重量轻，抗拉强度高，缓冲能力强，保温抗冻性能好等优点。在缠绕车厢制备完成之后需要实现车厢成品的脱模工序，现有技术中有如下的脱模工艺：一种是在模具表层增加脱模剂，成品完成后利用脱模机脱模(通常为龙门式液压卡板或者卡爪)，该工艺需将模具加工一定锥度；另一种是悬臂主轴配合开合模具实现脱模(参见CN105415698A)，该技术的模具与悬臂主轴连接一体，模具不可分离，产品生产完成后通过开合模具收缩来实现脱模。

然而进一步的研究表明，由于缠绕车厢为大型缠绕制品，长度达到几十米，相比以往小型的缠绕制品，其具有成品整体尺寸长、重量大的特点，因此采用上述现有的脱模工艺进行脱模时存在以下问题：采用脱模剂脱模，需要模具加工一定锥度，而对于用于成形长度达几十米成品的模具而言成形锥度困难，并且脱模阻力大，大型产品尤其是长度达几十米的产品难以实现脱模；采用悬臂主轴配合开合模具实现脱模，首先其难以支撑长度过大及过重的模具及产品，其次其只适合于长度较小的缠绕产品的顺利脱模，而无法实现大型产品尤其是长度达几十米的产品的脱模。

综上所述，研究设计一种适用于大型缠绕产品尤其是缠绕车体的脱模工艺及设备，是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种脱模方法及设备，其中结合大型缠绕产品的长度长、重量大的特点，相应设计了适用于大型缠绕产品的脱模方法及设备，并通过对具体脱模工序以及脱模设备中各部件的具体结构、布置方式等方面进行研究和设计，相应可有效解决超大超长的大型缠绕产品缠绕生产中的脱模问题，同时具有脱模方便快速、设备结构简单、操作便利等优点，因而尤其适用于长度达几十米的大型缠绕产品的脱模。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提出了一种大型缠绕产品脱模方法，其包括如下步骤：

(1)通过开合式模具收缩实现该开合式模具与缠绕在其上的大型缠绕产品内壁的径向分离，该开合式模具的一端与机架相连，另一端由悬臂支架支撑，其下方靠近所述机架处设置有第一移动托车；

(2)所述大型缠绕产品与开合式模具分离后，由设于所述开合式模具下方的多个第二移动托车托起，并随着所述多个第二移动托车向所述悬臂支架方向移动，从而使所述开合式模具靠近所述机架的一端露出，此时大型缠绕产品远离所述机架的一端套装在所述悬臂支架的外部；

(3)当所述开合式模具露出一半长度以上时停止所述第二移动托车的移动，然后使所述第一移动托车移动至该开合式模具的中间位置，并托住该开合式模具；

(4)使所述悬臂支架向远离所述机架的方向移动，以使其与所述大型缠绕产品分离，然后使多个所述第二移动托车继续移动以带动所述大型缠绕产品继续向远离所述机架的方向移动，直至所述大型缠绕产品完全脱离所述开合式模具，由此完成整个脱模工序。

作为进一步优选的，所述开合式模具多四瓣模具单元拼合而成，其内部设置有伸缩支撑机构以实现模具的撑开或闭合，并设置有伸缩开合缝纵梁，用于在所述开合式模具撑开后，填塞相邻两个所述模具单元之间的缝隙。

作为进一步优选的，所述模具单元共有四瓣，每瓣所述模具单元整体呈L型，四瓣L型模具单元拼合后组成具有厢形结构的开合式模具，该开合式模具的内部设置有与所述四瓣模具单元对应的四个伸缩支撑机构，当进行缠绕工艺时，每瓣模具单元均由各自的伸缩支撑机构撑开，当产品成型后每瓣模具单元再由各自的伸缩支撑机构收缩，以使开合式模具闭合。

作为进一步优选的，所述第二移动托车位于所述第一移动托车远离所述机架的一侧，其优选设置有两个。

作为进一步优选的，所述第一移动托车和第二移动托车设置在同一托车轨道上，两者结构相同，均包括与所述托车轨道滑动配合的移动机构以及设置在该移动机构上的托板。

作为进一步优选的，所述第一移动托车还包括带动其沿着所述轨道移动的驱动机构以及带动所述托板升降的升降机构。

作为进一步优选的，所述悬臂支架包括支架以及设置在该支架上的悬臂，当缠绕成型时，所述开合式模具架设在所述悬臂上以对该开合式模具进行支撑，当产品成型后，所述悬臂与所述开合式模具分离，便于产品的脱模。

作为进一步优选的，所述悬臂支架还包括与所述支架滑动配合的支架轨道以及带动该悬臂支架沿着该支架轨道移动的移动机构，该移动机构设置在所述支架轨道远离所述机架的一端。

作为进一步优选的，所述机架上设置有带动所述开合式模具旋转的旋转驱动机构。

按照本发明的另一方面，提供了一种用于实现所述大型缠绕产品脱模方法的设备，其包括开合式模具、机架和悬臂支架，其中所述开合式模具的一端与所述机架相连，另一端由所述悬臂支架支撑，通过该开合式模具的收缩实现其与大型缠绕产品的径向分离；该开合式模具的下方靠近所述机架处设置有第一移动托车，该第一移动托车远离所述机架的一侧设置有多个第二移动托车，所述多个第二移动托车用于当所述大型缠绕产品与所述开合式模具分离后支撑该大型缠绕产品，并带动该大型缠绕产品向所述悬臂支架方向移动，以使所述开合式模具靠近所述机架的一端露出，该第一移动托车用于当所述开合式模具露出一半长度以上时托住该开合式模具。

作为进一步优选的，所述大型缠绕产品优选为长度大于10米的两端开口的整体呈厢形结构的竹缠绕产品，具体为竹缠绕车体，该竹缠绕车体的腰部呈鼓形，其内部最大高度尺寸为2930mm，内部最大宽度尺寸为3200mm，厚度为50mm，长度为26m。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，主要具备以下的技术优点：

1.本发明根据大型缠绕产品长度长、重量大的特点，相应研究设计了适用于该大型缠绕产品的脱模工艺，其利用开合式模具自身的特点先实现径向脱模，再利用两种不同功能的托车结合悬臂支架实现轴向脱模，通过上述径向脱模结合轴向脱模最终实现成型产品与模具的有效分离，并且在轴向脱模过程中，在产品内壁与模具分离后，可保证产品内壁不与模具的任何部位接触，在保证产品内部质量的同时可保证产品的有效脱模，具有操作工序简单便利、适用性强等优点。

2.通过本发明的脱模方法可实现长度大于10米的两端开口的整体呈厢形结构的缠绕产品的有效脱模，例如实现竹缠绕车体等大型缠绕产品的脱模，优选可实现整体呈厢形结构，且腰部呈鼓形，内部最大高度尺寸为2930mm，内部最大宽度尺寸为3200mm，厚度为50mm，长度为26m的竹缠绕高铁车厢的脱模。

3.本发明根据大型缠绕产品长度长、重量大的特点，相应研究设计了适用于该大型缠绕产品的脱模设备，其改变现有模具一端与机架固连，另一端架设在机架上的支撑方式，通过设置与模具可分离的悬臂支架，使得长度达数十米的模具在成形过程中除了一端机架的支撑外，还可在另一端通过悬臂支架实现支撑，避免出现模具晃动、变形、移位、向下倾斜等问题进而影响产品的成形质量及脱模效果，保证缠绕过程的稳定性，此外该悬臂支架与模具设计成可分离式，且该悬臂支架为可移动式，可保证成形产品的有效脱模。

4.本发明根据缠绕高铁车厢这一特定的成型对象，专门研究设计了由四瓣模具单元拼合而成的开合式模具，具体的将每瓣模具单元整体设计成L型，四瓣L型模具单元拼合后组成具有厢形结构的开合式模具，该开合式模具的内部设置有伸缩支撑机构以实现模具的撑开或闭合，当进行缠绕时，模具由伸缩支撑机构撑开，当产品成型后模具由伸缩支撑机构闭合，由此成型的缠绕产品的口径大于闭合后模具的口径，通过模具的收缩即可实现产品与模具的有效分离，本发明通过上述设计的开合式模具，使得模具沿对角线方向撑开，便于操作，适用于厢形结构(长方体结构)等大型缠绕产品的成形，该开合式模具制作简单，工艺方便。

5.本发明通过设置两种具有不同功能的第一移动托车和第二移动托车，当产品与模具径向分离时，利用第二移动托车实现成型产品的支撑及水平移动，当模具露出一半长度以上时，利用第一移动托车在模具的中间部位实现模具的可靠支撑，防止在悬臂支架退出后长模具的一端在无悬臂支架支撑的情况下产生晃动并发生向下倾斜的现象而阻碍产品的顺利脱模。

附图说明

图1是未脱模时本发明的大型缠绕产品脱模设备的状态图；

图2是脱模后本发明的大型缠绕产品脱模设备的状态图；

图3是本发明的开合式模具的端面图；

图4是本发明的缠绕高铁车厢的侧视图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

如图1所示，本发明实施例提供的一种大型缠绕产品脱模设备，其包括开合式模具1、机架2和悬臂支架3，其中开合式模具1的一端与机架2相连，另一端由悬臂支架3支撑，通过该开合式模具的收缩可实现模具与大型缠绕产品的径向分离；该开合式模具1的下方靠近机架2处设置有第一移动托车4，该第一移动托车4远离机架2的一侧设置有多个第二移动托车5，多个第二移动托车5用于当大型缠绕产品与开合式模具分离后支撑该大型缠绕产品，并带动该大型缠绕产品向悬臂支架方向移动，以使开合式模具1靠近机架2的一端露出，该第一移动托车4用于当开合式模具露出一半长度以上时托住该开合式模具。

在一个实施例中，如图1所示，开合式模具整体呈厢形结构，其长度达十米以上，例如20米，可用于成形厢形结构的长度较长的并且两端开口的大型竹缠绕产品，例如竹缠绕车体，优选为竹缠绕高铁车厢。

由于要成形竹缠绕高铁车厢，也即成形的大型缠绕产品的外形结构为厢形，因此由两半圆模具拼合而成的哈夫开合式模具已不再适用，需对成形模具的结构进行重新研究和设计，本发明通过多次研究设计与调整，优选将开合式模具设计成由四瓣模具单元拼合而成，如图1和图3所示，每瓣模具单元整体呈L型，四瓣L型模具单元11,12,13,14拼合后组成具有厢形结构(长方体结构)的开合式模具，该开合式模具的内部设置有伸缩支撑机构例如液压伸缩支撑机构以实现模具的撑开或闭合，例如每瓣模具单元均设置有独立的伸缩支撑机构17，当进行产品的缠绕工艺时，每瓣模具单元均在各自的伸缩支撑机构的带动下沿图3所示的箭头方向撑开，即对向的两瓣模具单元的撑开方向相反，并且两者的撑开方向在同一直线上，该直线与模具的轴线垂直相交，也即模具沿着对角线方向撑开，当产品成型后每瓣模具单元再由各自的伸缩支撑机构收缩(与各自的撑开方向相反)，以使模具闭合，由此成型的缠绕产品的口径大于闭合后模具的口径，通过模具的收缩即可实现产品与模具的有效分离，通过上述设计的开合式模具，使得模具沿着对角线方向撑开，便于操作，适用于厢形结构(长方体结构)等大型缠绕产品的成形，该开合式模具制作简单，工艺方便。需要说明的是，撑开后的四瓣模具单元组合成的整体形状仍然为厢形结构，只不过该厢形结构的尺寸略大于模具闭合后形成的厢形结构的尺寸。

由于各个模具单元撑开后，相邻两个模具单元之间存在缝隙，为了保证成形产品的质量与形状，如图3所示，开合式模具内还设置有伸缩开合缝纵梁15，由于开合式模具由四瓣模具单元拼合而成，其共存在四条缝隙，因此伸缩开合缝纵梁15也设置有四个，每个伸缩开合缝纵梁对应一条缝隙，并且每个伸缩开合缝纵梁均由各自的油缸16驱动，当开合式模具撑开时，伸缩开合缝纵梁在各自油缸的带动下顶出填塞各自对应的缝隙，当缠绕工艺结束后，首先伸缩开合缝纵梁在各自油缸的带动下收回，然后再收缩各个模具单元。伸缩开合缝纵梁的各个油缸以及驱动组件中的驱动源安装在支撑杆上，该支撑杆设于开合式模具的内部。

如图1所示，第二移动托车位于第一移动托车远离机架的一侧，该第二移动托车优选设置有两个，以实现缠绕产品的稳定有效的支撑。具体的，第一移动托车和第二移动托车设置在同一托车轨道6上，并可沿托车轨道水平移动，以实现位置的调整，第一移动托车、第二移动托车两者的结构相同，均包括与托车轨道滑动配合的移动机构以及设置在该移动机构上的托板，移动机构由驱动机构带动沿着托车轨道水平移动，本发明的托板优选V型托板，以实现其与产品以及模具表面的贴合，保证有效支撑。

为了实现托板的上下运动，以保证产品和模具的有效支撑，该第一移动托车和第二移动托车还包括带动托板升降的升降机构。所述的升降机构具体可以为液压升降机构或其他能够实现升降功能的常用结构，具体本发明不做进一步限制，都在本发明的保护范围之内。

进一步的，悬臂支架包括支架以及设置在该支架上的悬臂，当缠绕成型时，开合式模具架设在悬臂上以对该开合式模具进行支撑，当产品成型后，悬臂与开合式模具分离，便于产品的脱模。本发明将悬臂支架和开合式模具设计成可分离的连接，便于成型结束后悬臂支架与模具的有效分离，保证产品的顺利脱模。

具体的，悬臂支架还包括与支架滑动配合的支架轨道7以及带动该悬臂支架沿着该支架轨道7移动的移动机构8，该移动机构8设置在支架轨道7远离机架2的一端。移动机构可选用现有技术中常用的机构，如牵引机、卷扬机等，具体采用何种结构，本发明对此不做进一步限制，都在保护范围内。

此外，机架上还设置有带动开合式模具旋转的旋转驱动机构，缠绕过程中开合式模具通过旋转驱动机构的驱动进行旋转，实现产品的有效可靠缠绕。旋转驱动机构为现有技术中的常见结构，如具体可以为电机驱动齿轮旋转，齿轮带动与之啮合的回转支承旋转，回转支承带动与之连接的模具旋转，具体采用何种结构，本发明对此不做进一步限制，都在保护范围内。

本发明还提供了一种大型缠绕产品多的脱模方法，包括如下步骤：

(1)未脱模时的脱模设备的初始状态如图1所示，通过开合式模具收缩实现该开合式模具与缠绕在其上的大型缠绕产品(图中未示出)内壁的径向分离(即径向脱模)，缠绕产品内壁与模具外壁分离后，其内壁一直悬空不与模具任何部位接触，该开合式模具的一端与机架相连，另一端由悬臂支架支撑，开合式模具下方靠近机架处设置有第一移动托车；

(2)大型缠绕产品与开合式模具分离后，由设于开合式模具下方的多个第二移动托车托住，具体的多个第二移动托车上升托住与开合式模具分离的大型缠绕产品，然后大型缠绕产品随着多个第二移动托车向悬臂支架方向移动，从而使开合式模具靠近机架的一端露出，而悬臂支架不动，此时大型缠绕产品远离机架的一端(即靠近悬臂支架的一端)套装在悬臂支架的外部；

(3)当开合式模具露出一半长度以上时停止第二移动托车的移动，然后使第一移动托车移动至该开合式模具的中间位置的下方，并上升然后托住该开合式模具，由于成形时模具由悬臂支架支撑，而成形后需要进行脱模，为了便于悬臂支架的退出，此处先采用第一移动托车进行模具的支撑，以便于悬臂支架后续的移出，而之所以使模具露出一半长度以上时停止第二移动托车的移动，是为了便于第一移动托车能够移动到模具中间位置的下方，在中间部位实现模具的可靠支撑，防止在悬臂支架退出后长模具的一端在无悬臂支架支撑的情况下产生晃动并发生向下倾斜的现象而阻碍产品的顺利脱模；

(4)当第一移动托车托住开合式模具时，使悬臂支架向远离机架的方向移动，以使与大型缠绕产品分离，并预留至少可以将缠绕产品脱出的空间，也即退出后的悬臂支架靠近机架的一端到开合式模具靠近悬臂支架的一端的距离至少为缠绕产品的长度，为了便于操作，最好比缠绕产品的长度再长1～2米，然后使多个第二移动托车继续移动以带动缠绕产品继续向远离机架(即靠近悬臂支架)的方向移动，直至缠绕产品完全脱离开合式模具，由此完成整个脱模工序，脱模设备最终状态如图2所示。完成脱模工序的缠绕产品再通过吊装机械吊运走即可。

本发明通过第一移动托车、第二移动托车结合悬臂支架可实现缠绕产品的轴向脱模，在轴向脱模的初始过程中(即悬臂支架未与模具分离时，也即步骤(2)+步骤(3))，由于悬臂支架始终支撑着模具，且第二移动托车也始终支撑着产品，由此保证产品内壁与模具内壁分离后一直悬空，不与模具任何部位接触，在保证产品内部质量的同时，可保证产品的顺利脱出；在轴向脱模的后续过程中(即悬臂支架与模具分离，也即步骤(4))，此时模具由第一移动托车支撑，且第二移动托车始终支撑着产品，因此即使悬臂支架与模具分离，仍然可以保证产品内壁一直悬空不与模具任何部位接触，由此就保证了整个成型产品的顺利脱模，并且产品的内部不会造成任何损伤。

通过本发明的上述脱模方法可实现长度大于10米的两端开口的整体呈厢形结构的缠绕产品的有效脱模，例如实现竹缠绕车体等大型竹缠绕产品的脱模，优选可实现竹缠绕高铁车厢的脱模，如图4所示，该竹缠绕高铁车厢整体呈厢形结构，且腰部呈鼓形，其内部最大高度H尺寸为2930mm，内部最大宽度L尺寸为3200mm，厚度m为50mm，长度为26m。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种大型缠绕产品脱模方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)通过开合式模具收缩实现该开合式模具与缠绕在其上的大型缠绕产品内壁的径向分离，该开合式模具的一端与机架相连，另一端由悬臂支架支撑，其下方靠近所述机架处设置有第一移动托车；

(2)所述大型缠绕产品与开合式模具分离后，由设于所述开合式模具下方的多个第二移动托车托起，并随着所述多个第二移动托车向所述悬臂支架方向移动，从而使所述开合式模具靠近所述机架的一端露出，此时大型缠绕产品远离所述机架的一端套装在所述悬臂支架的外部；

(3)当所述开合式模具露出一半长度以上时停止所述第二移动托车的移动，然后使所述第一移动托车移动至该开合式模具的中间位置，并托住该开合式模具；

(4)使所述悬臂支架向远离所述机架的方向移动，以使其与所述大型缠绕产品分离，然后使多个所述第二移动托车继续移动以带动所述大型缠绕产品继续向远离所述机架的方向移动，直至所述大型缠绕产品完全脱离所述开合式模具，由此完成整个脱模工序。

2.如权利要求1所述的大型缠绕产品脱模方法，其特征在于，所述开合式模具由多瓣模具单元拼合而成，其内部设置有伸缩支撑机构以实现模具的撑开或闭合，并设置有伸缩开合缝纵梁，用于在所述开合式模具撑开后，填塞相邻两个所述模具单元之间的缝隙；优选的，每瓣所述模具单元整体呈L型，四瓣L型模具单元拼合后组成具有厢形结构的开合式模具，该开合式模具的内部设置有与所述四瓣模具单元对应的四个伸缩支撑机构，当进行缠绕工艺时，每瓣模具单元均由各自的伸缩支撑机构撑开，当产品成型后每瓣模具单元再由各自的伸缩支撑机构收缩，以使开合式模具闭合。

3.如权利要求1或2所述的大型缠绕产品脱模方法，其特征在于，所述第二移动托车位于所述第一移动托车远离所述机架的一侧，其优选设置有两个。

4.如权利要求3所述的大型缠绕产品脱模方法，其特征在于，所述第一移动托车和第二移动托车设置在同一托车轨道上，两者结构相同，均包括与所述托车轨道滑动配合的移动机构以及设置在该移动机构上的托板。

5.如权利要求4所述的大型缠绕产品脱模方法，其特征在于，所述第一移动托车还包括带动其沿着所述轨道移动的驱动机构以及带动所述托板升降的升降机构。

6.如权利要求5所述的大型缠绕产品脱模方法，其特征在于，所述悬臂支架包括支架以及设置在该支架上的悬臂，当缠绕成型时，所述开合式模具架设在所述悬臂上以对该开合式模具进行支撑，当产品成型后，所述悬臂与所述开合式模具分离，便于产品的脱模。

7.如权利要求6所述的大型缠绕产品脱模方法，其特征在于，所述悬臂支架还包括与所述支架滑动配合的支架轨道以及带动该悬臂支架沿着该支架轨道移动的移动机构，该移动机构设置在所述支架轨道远离所述机架的一端。

8.如权利要求1-7任一项所述的大型缠绕产品脱模方法，其特征在于，所述机架上设置有带动所述开合式模具旋转的旋转驱动机构。

9.一种用于实现如权利要求1-8任一项所述的大型缠绕产品脱模方法的设备，其特征在于，包括开合式模具、机架和悬臂支架，其中所述开合式模具的一端与所述机架相连，另一端由所述悬臂支架支撑，通过该开合式模具的收缩实现其与大型缠绕产品的径向分离；该开合式模具的下方靠近所述机架处设置有第一移动托车，该第一移动托车远离所述机架的一侧设置有多个第二移动托车，所述多个第二移动托车用于当所述大型缠绕产品与所述开合式模具分离后支撑该大型缠绕产品，并带动该大型缠绕产品向所述悬臂支架方向移动，以使所述开合式模具靠近所述机架的一端露出，该第一移动托车用于当所述开合式模具露出一半长度以上时托住该开合式模具。

10.如权利要求9所述的设备，其特征在于，所述大型缠绕产品优选为长度大于10米的两端开口的整体呈厢形结构的竹缠绕产品，具体为竹缠绕车体，该竹缠绕车体的腰部呈鼓形，其内部最大高度尺寸为2930mm，内部最大宽度尺寸为3200mm，厚度为50mm，长度为26m。