CN109774188B - 一种锥形线杆加工系统及加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种锥形线杆加工系统及加工方法，其包括依次设置的用于制作聚氨酯纤维增强布的加工装置、用于缠绕聚氨酯纤维增强布的锥形卷布辊、输送装置以及与所述锥形卷布辊锥度相等的锥形芯模；所述聚氨酯纤维增强布呈圆台展开面状；所述锥形芯模一侧设置有驱动所述锥形芯模转动以缠绕聚氨酯纤维增强布的驱动器；所述输送装置上方设置有用于向聚氨酯纤维增强布涂覆胶层的送胶机；所述锥形芯模上方设置有用于将所述锥形芯模大小两端的聚氨酯纤维增强布进行切割的切割机；所述锥形芯模中心轴线的延长线上设置有脱模机，所述脱模机将经过铺胶和缠绕的聚氨酯纤维增强布与所述锥形芯模分离，以获得大小两端厚度相等的锥形线杆。

Description

一种锥形线杆加工系统及加工方法

技术领域

本发明涉及线杆技术领域，尤其涉及一种锥形线杆加工系统及加工方法。

背景技术

架空输电线路电杆多为锥形电杆，锥形电杆重心低，受弯处力矩分配合理，相对等径杆重量轻，制造成本低；为减轻锥形线杆的质量，现有技术中对制作锥形线杆的材料进行改造，使用纤维丝经度和纬度垂直交叉形成纤维织布来制作线杆，但是现有设备织出的布只能成为方形，即使缠绕用作线杆，也只能得到圆柱形线杆，并无法获取锥形线杆，现有技术中还缺乏可直接制作出锥形线杆的生产系统。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种锥形线杆加工系统及加工方法，旨在提供大小两端厚度相等的锥形线杆。

本发明解决技术问题所采用的技术方案如下：

一种锥形线杆加工系统，其包括依次设置的用于制作聚氨酯纤维增强布的加工装置、用于缠绕聚氨酯纤维增强布的锥形卷布辊、输送装置以及与所述锥形卷布辊锥度相等的锥形芯模；所述聚氨酯纤维增强布呈圆台展开面状；所述锥形芯模一侧设置有驱动所述锥形芯模转动以缠绕聚氨酯纤维增强布的驱动器；所述输送装置上方设置有用于向聚氨酯纤维增强布涂覆胶层的送胶机；所述锥形芯模上方设置有用于将所述锥形芯模大小两端的聚氨酯纤维增强布进行切割的切割机；所述锥形芯模中心轴线的延长线上设置有用于将聚氨酯纤维增强布与所述锥形芯模分离的脱模机。

所述的锥形线杆加工系统，其中，所述加工装置包括传送装置、位于所述传送装置上方并沿传送方向依次设置的经线铺丝机、纬线铺丝机；所述经线铺丝机用于在所述传送装置上铺设若干条长经线和若干条短经线；所述纬线铺丝机用于在所述传送装置上铺设若干条纬线；所述传送装置上方还设置有导向机构；所述导向机构用于对长经线、短经线长度方向的两端进行定位并对长经线和短经线进行导向，使若干条长经线和若干条短经线均沿弧线运动至所述锥形卷布辊。

所述的锥形线杆加工系统，其中，所述导向机构包括第一弧形导轨和第二弧形导轨，所述第一弧形导轨所在圆与所述第二弧形导轨所在圆同心，所述第一弧形导轨位于所述锥形卷布辊小头一侧，所述第二弧形导轨位于所述锥形卷布辊大头一侧，所述纬线铺丝机位于所述第一弧形导轨与所述第二弧形导轨之间。

所述的锥形线杆加工系统，其中，所述经线铺丝机包括第一支架、设置在所述第一支架底部的若干个吐丝头以及第一切割机，所述吐丝头和所述第一切割机均可沿所述第一支架的长度方向往复移动。

所述的锥形线杆加工系统，其中，所述聚氨酯纤维增强布包括若干条长经线和若干条纬线，若干条所述长经线和若干条所述纬线交织成网格状结构，所述纬线为弧形，所有所述纬线所在圆的圆心均重合，若干条所述纬线的长度沿所述长经线的长度方向逐渐增加，所述长经线为直线，相邻两条所述长经线之间的距离随所述纬线长度的增加而增加，每相邻两条所述长经线之间均设置有短经线，所述短经线为直线，所述短经线与靠近最长纬线一侧的多条纬线均接触。

所述的锥形线杆加工系统，其中，每相邻两条所述纬线之间的距离均相等，所述短经线将位于其左右两侧所述长经线之间的纬线均分。

所述的锥形线杆加工系统，其中，所述长经线和所述纬线均采用聚氨酯和纤维增强体的混合材料制成，所述纤维增强体为玻璃纤维、碳纤维、聚酰胺纤维和玄武岩纤维中的一种或多种混合物。

所述的锥形线杆加工系统，其中，所述锥形芯模中空，所述脱模机包括从所述锥形芯模直径大的一端插入所述锥形芯模内的冷却装置，以及靠近所述锥形芯模直径小的一端的抽取机，所述抽取机用于夹持聚氨酯纤维增强布并将聚氨酯纤维增强布从所述锥形芯模直径小的一端抽离所述锥形芯模。

所述的锥形线杆加工系统，其中，所述锥形芯模内设置有加热固化装置，所述加热固化装置包括管道以及设置在所述管道上的若干个透气孔，所述管道内用于注入蒸汽。

一种基于如上任意一项所述锥形线杆加工系统的加工方法，其包括如下步骤：

启动所述聚氨酯纤维增强布加工装置制作聚氨酯纤维增强布，当所述聚氨酯纤维增强布的端部到达所述锥形卷布辊时，启动所述锥形卷布辊以将聚氨酯纤维增强布缠绕在所述锥形卷布辊上并形成大小两端厚度相等的锥形布卷；

将锥形布卷的自由端放置在输送装置上使聚氨酯纤维增强布随输送装置移动，并通过送胶机对所述输送装置上的聚氨酯纤维增强布进行铺胶；

铺胶完成的聚氨酯纤维增强布通过所述输送装置移动至所述锥形芯模，并随所述锥形芯模的转动沿所述锥形芯模的圆周缠绕；

使用切割机将所述锥形芯模大小两端的布料进行切割，使所述锥形芯模上余留布卷的长度等于预设锥形线杆的长度且余留布卷的大端面和小端面均为平面；

通过脱模机将所述锥形芯模上余留布卷与所述锥形芯模脱离，从而获取锥形线杆。

有益效果：本发明使用所述加工装置制作呈圆台展开面状的聚氨酯纤维增强布，依次经过所述锥形卷布辊对聚氨酯纤维增强布的缠绕、输送装置的输送、所述送胶机进行铺胶，到达所述锥形芯模，使铺胶完成的聚氨酯纤维增强布随所述锥形芯模的转动进行缠绕；使用切割机将所述锥形芯模大小两端的布料进行切割，使所述锥形芯模上余留布卷的长度等于预设锥形线杆的长度且余留布卷的大端面和小端面均为平面；最后通过脱模机将所述锥形芯模上余留布卷与所述锥形芯模脱离，便可获取锥形线杆。

附图说明

图1是本发明锥形线杆加工系统的结构示意图；

图2是本发明中所述聚氨酯纤维增强布的结构示意图；

图3是本发明中所述加工装置的结构示意图；

图4是本发明中所述锥形芯模的结构示意图；

图5是本发明中所述第一固定件的结构示意图；

图6是本发明中所述安装板的结构示意图；

图7是本发明中所述前轴的结构示意图；

图8是本发明中所述冷却装置的结构示意图；

图9是本发明中所述锥形线杆加工系统的加工方法的流程图；

图10是本发明中所述锥形线杆加工系统的功能原理框图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。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。

请同时参阅图1-图10。本发明提供一种锥形线杆加工系统，如图1所示，其包括依次设置的加工装置、锥形卷布辊5、输送装置10以及锥形芯模100；所述加工装置用于制作聚氨酯纤维增强布，其中所述聚氨酯纤维增强布呈圆台展开面状；所述锥形卷布辊5用于缠绕所述聚氨酯纤维增强布以形成锥形布卷；所述聚氨酯纤维增强布缠绕成的锥形布卷的长度大于预设锥形线杆的长度；所述输送装置10用于将所述聚氨酯纤维增强布从所述锥形卷布辊5输送至所述锥形芯模100；所述锥形芯模100与所述锥形卷布辊5的锥度相等；所述锥形芯模100一侧设置有驱动器704，如图10所示，所述驱动器704用于驱动所述锥形芯模100转动以缠绕所述聚氨酯纤维增强布；所述输送装置10上方设置有送胶机200，当所述聚氨酯纤维增强布置于所述输送装置10上并随所述输送装置10移动时，所述送胶机200向所述聚氨酯纤维增强布涂覆胶层；所述锥形芯模100上方设置有切割机300，当涂覆有胶层的聚氨酯纤维增强布在所述锥形芯模100上缠绕完成后，所述切割机300将所述锥形芯模100大小两端的聚氨酯纤维增强布进行切割，以保留中间部位的聚氨酯纤维增强布，并使保留的聚氨酯纤维增强布的长度等于预设锥形线杆的长度；所述锥形芯模100中心轴线的延长线上设置有用于将聚氨酯纤维增强布与所述锥形芯模100分离的脱模机705。

使用所述加工装置制作呈圆台展开面状的聚氨酯纤维增强布，依次经过所述锥形卷布辊5对聚氨酯纤维增强布的缠绕、输送装置10的输送、所述送胶机200进行铺胶，到达所述锥形芯模100，使铺胶完成的聚氨酯纤维增强布随所述锥形芯模100的转动进行缠绕；使用切割机300将所述锥形芯模100大小两端的布料进行切割，使所述锥形芯模100上余留布卷的长度等于预设锥形线杆的长度且余留布卷的大端面和小端面均为平面；最后通过脱模机705将所述锥形芯模100上余留布卷与所述锥形芯模100脱离，便可获取锥形线杆。本发明制得的锥形线杆，大小两端厚度相等，密度均匀，可提高锥形线杆使用时的稳固性和支撑强度。

如图2所示，所述聚氨酯纤维增强布包括其包括若干条长经线1和若干条纬线2，若干条所述长经线1和若干条所述纬线2交织成网格状结构，所述纬线2为弧形，所有所述纬线2所在圆的圆心均重合，若干条所述纬线2的长度沿所述长经线1的长度方向逐渐增加，所述长经线1为直线，相邻两条所述长经线1之间的距离随所述纬线2长度的增加而增加。

所述长经线和所述纬线均采用聚氨酯和纤维增强体的混合材料制成，所述纤维增强体为玻璃纤维、碳纤维、聚酰胺纤维和玄武岩纤维中的一种或多种混合物。以下以所述聚氨酯纤维增强布竖直摆放，且最短纬线位于上方、最长纬线位于下方为例进行具体说明：

每一条所述长经线1均与所有所述纬线2接触，每一条所述纬线2也均与所有所述长经线1接触，使得所有所述长经线1与所有所述纬线2相互交织成网格状结构。若干条所述纬线2的长度沿所述长经线1的长度方向逐渐增加，即从上到下，所述纬线2的长度逐渐增加，最下方纬线的长度最长，最上方纬线的长度最短；相邻两条所述长经线1之间的距离随所述纬线2长度的增加而增加，即从上到下相邻两条所述长经线1之间的距离逐渐增加，从而使得所述网格状结构形成扇形，呈扇形的所述网格状结构可合围成圆台状，即形成中空的锥形布卷，并达到该锥形布卷大头和小头的厚度相等。在该锥形布卷内铺设胶层使布卷粘接不会散开，则能够形成用于支撑电线的锥形线杆。

进一步的，位于最左侧的长经线与所有纬线2的最左端均接触，位于最右侧的长经线与所有纬线2的最右端均接触，使得当所述网格状结构合围成的圆台状结构边缘齐平。最左侧长经线从上到下向左倾斜，最右侧长经线从上到下向右倾斜。

最长纬线的圆弧半径与最短纬线的圆弧半径之差等于所述长经线1的长度，所述长经线1的长度等于所述圆台状结构的母线长度，所有所述长经线1的延长线相交于一点。所述长经线1的直径与所述短经线3的直径相等，所述长经线1与所述纬线2的直径相等，所有长经线1均位于所述纬线2的前侧或者所有长经线1均位于所述纬线2的后侧；所述网格状结构的厚度构成所述聚氨酯纤维增强布的厚度，所述网格状结构的厚度等于所述长经线1的直径与所述纬线2的直径之和；较佳的，所述网格状结构的厚度为1mm。

相邻两条所述长经线1之间具有间隙，相邻两条所述纬线2之间具有缝隙，所述间隙和所述缝隙的宽度根据聚氨酯纤维增强布的强度来设计，所述间隙与所述缝隙的宽度越大，则所述聚氨酯纤维增强布的密度越小，强度越弱；所述间隙与所述缝隙的宽度越小，则所述聚氨酯纤维增强布的密度越大，强度越强。较佳的实施例，当使用所述聚氨酯纤维增强布制成的锥形线杆使用在平原风力较小地区，且承受的电缆线较少时，便可将所述间隙与所述缝隙的宽度设计较大，此时聚氨酯纤维增强布的密度小，也可满足锥形线杆的使用需求；当使用所述聚氨酯纤维增强布制成的锥形线杆使用在高山风力较强，且承受较长、较重的电缆线时，将所述间隙与所述缝隙的宽度设计较小，使得聚氨酯纤维增强布的密度大，以提升使用所述聚氨酯纤维增强布制成的锥形线杆的强度。

所述网格状结构环绕成的锥形布卷中，长度最短的纬线成为锥形布卷的小头，长度最大的纬线成为锥形布卷的大头；由于相邻两条所述长经线1之间的距离随所述纬线2长度的增加而增加，则该锥形布卷的小头密度大于大头密度，易造成锥形布卷上下密度不均，影响使用所述聚氨酯纤维增强布制成的锥形线杆的支撑强度和稳固性。因此，本发明中每相邻两条所述长经线1之间均设置短经线3，所述短经线3与靠近最长纬线一侧的多条纬线均接触，即在相邻两条长经线之间距离大的一侧增加所述短经线，增加相邻两条长经线之间距离大的一侧的密度，使得使用所述聚氨酯纤维增强布制成的锥形线杆大端、小端密度相等，从而达到使用所述聚氨酯纤维增强布制成的锥形线杆大端、小端厚度一致的目的。进一步的，所述短经线3为直线。

所有所述长经线的延长线均相交于所述纬线所在圆的圆心处。所述短经线3的一端与最长纬线接触，所述短经线3的另一端向最短纬线方向延伸并与多条纬线均接触，即所述短经线3靠近相邻两条长经线1之间间距较大一侧，从而填补靠近最长纬线一侧相邻两条长经线1之间的间距，以增加所述聚氨酯纤维增强布靠近最长纬线一侧的密度，使得所述聚氨酯纤维增强布围成的锥形线杆大头与小头的密度相等，进而提升使用所述聚氨酯纤维增强布制成的锥形线杆竖立起来时的稳固性和支撑强度。

较佳的实施例，每相邻两条所述纬线2之间的距离均相等。

较佳的实施例，若干条所述长经线1沿所述纬线2的长度方向将所述纬线2均分；靠近最短纬线一侧，与其中一条纬线连接的所有长经线1将该条纬线均分。

较佳的实施例，所述短经线3将位于其左右两侧所述长经线之间的纬线均分；靠近最长纬线一侧，与其中一条纬线连接的所有长经线和所有短经线3共同将该条纬线均分。

若干条所述纬线2中，有一条纬线与所有长经线1的中心均连接，所述短经线3的一端与该条纬线连接，所述短经线3的另一端与最长纬线连接，所述短经线3的长度为所述长经线1长度的1/2。

进一步的，所述聚氨酯纤维增强布还包括粘胶层以及紫外阻隔压敏胶层；所述粘胶层与所述紫外阻隔压敏胶层均位于所述长经线1背离所述纬线2一侧，或者所述粘胶层与所述紫外阻隔压敏胶层均位于所述纬线2背离所述长经线1一侧，所述粘胶层与所述紫外阻隔压敏胶层位于同一侧，便于喷胶装置沿所述聚氨酯纤维增强布的同一侧面涂布，而无需在涂布过程中将所述聚氨酯纤维增强布来回翻面。

所述粘胶层为阻燃胶粘剂层，具有阻燃作用；所述紫外阻隔压敏胶层用于阻隔紫外线，以提升所述聚氨酯纤维增强布合围成的锥形线杆的自然环境中的使用寿命。所述紫外阻隔压敏胶层的面积等于所述聚氨酯纤维增强布合围成的锥形线杆的表面积，当所述聚氨酯纤维增强布从左向右环绕以合围成锥形线杆时，所述紫外阻隔压敏胶层涂布在所述聚氨酯纤维增强布的最右侧；当所述聚氨酯纤维增强布从右向左环绕以合围成锥形线杆时，所述紫外阻隔压敏胶层涂布在所述聚氨酯纤维增强布的最左侧。

本发明中相邻两条长经线、与该两条长经线均连接的最短纬线、与该两条长经线均连接的最长纬线四者围成的四边形为第一四边形，所述第一四边形内设置有若干条第一加强线800和若干条第二加强线900，所述第一加强线800与所述第二加强线900交叉设置，若干条所述第一加强线800相互平行，若干条所述第二加强线900相互平行，从而加强所述聚氨酯纤维增强布的韧性和抗拉强度。沿所述聚氨酯限位增强布宽度方向上，相邻两条所述第一加强线800之间距离均相等、相邻两条所述第二加强线900之间距离均相等；每一个所述第一四边形内所述第一加强线800相对于所述短长经线的倾斜度均相等；每一个所述第一四边形内所述第二加强线900相对于所述短长经线的倾斜度均相等。所述第一加强线800和所述第二加强线900均为直线段，且所述第一加强线800的两个端点均位于所述第一四边形的边上，所述第二加强线900的两个端点均位于所述第一四边形的其中两边上。

如图3所示，所述加工装置包括：传送装置4、位于所述传送装置4上方并沿传送方向依次设置的经线铺丝机701、纬线铺丝机702和锥形卷布辊5；所述经线铺丝机701用于在所述传送装置4上铺设若干条长经线1、若干条短经线3、若干条所述第一加强线800和若干条所述第二加强线900；所述纬线铺丝机702用于在所述传送装置4上铺设若干条纬线2；所述传送装置4上方还设置有导向机构；所述导向机构用于对长经线1、短经线3长度方向的两端进行定位并对长经线1和短经线3进行导向，使若干条长经线1和若干条短经线3均沿弧线运动至所述锥形卷布辊5。所述锥形芯模100用于缠绕所述网格状结构（即聚氨酯纤维增强布），使聚氨酯纤维增强布在所述锥形芯模100上缠绕成布卷，便于运输且便于进行后续锥形线杆的加工制作流程。

所述加工装置启动时先通过所述经线铺丝机701进行长经线1、短经线3、第一加强线800和第二加强线900的铺设，长经线1、短经线3、第一加强线800和第二加强线900铺设完成后，随所述传送装置4移动至所述纬线铺丝机702下方，所述纬线铺丝机702铺设纬线2时，长经线1、短经线3、第一加强线800和第二加强线900随所述传送装置4沿所述导向机构做弧线运动，使得纬线2与长经线1、短经线3交织成网格状结构（即为聚氨酯纤维增强布），且所述网格状结构为圆台展开面，所述第一加强线800和所述第二加强线900对所述网格状结构起加强抗拉作用；所述网格状结构随所述传送装置4移动至所述锥形卷布辊5，并随所述锥形卷布辊5的转动在所述锥形卷布辊5上缠绕，从而形成大头和小头厚度相等的锥形布卷。

所述传送装置4包括闭环式传送带、主动轮、从动轮以及电机，所述主动轮和所述从动轮均设置在所述闭环式传送带所形成的环内，所述电机与所述主动轮连接以通过驱动所述主动轮转动来带动所述从动轮转动，所述主动轮和所述从动轮的同步转动使得所述闭环式传送带运动并传送长经线1、短经线3和纬线2。所述闭环式传送带的两侧设置有溢胶槽，以对聚氨酯纤维增强布上流下的多余胶进行回收。

所述送胶机200包括设置在所述闭环式传送带上方的出胶头以及刮刀，所述出胶头与所述闭环式传送带之间具有间隙，所述刮刀可上下移动并可向下移动至与所述闭环式传送带接触。

所述导向机构包括第一弧形导轨6和第二弧形导轨7，所述第一弧形导轨6所在圆与所述第二弧形导轨7所在圆同心，所述第一弧形导轨6位于所述锥形卷布辊5小头一侧，所述第二弧形导轨7位于所述锥形卷布辊5大头一侧，所述纬线铺丝机702位于所述第一弧形导轨6与所述第二弧形导轨7之间。所述第一弧形导轨6的弧长小于所述第二弧形导轨7的弧长，所述第一弧形导轨6从所述锥形卷布辊5的小头逆着所述传送装置4的传送方向向所述经线铺丝机701延伸设置，且所述第一弧形导轨6远离所述锥形卷布辊5一端超出距离所述锥形卷布辊5最远的长经线；所述第二弧形导轨7从所述锥形卷布辊5的大头逆着所述传送装置4的传送方向向所述经线铺丝机701延伸设置，且所述第二弧形导轨7远离所述锥形卷布辊5一端超出距离所述锥形卷布辊5最远的长经线，使得所有长经线1、所有短经线3均可沿弧线运动。

所述经线铺丝机701的运动位于所述第一弧形导轨6与所述第二弧形导轨7之间；所述经线铺丝机701铺设长经线1、短经线3、第一加强线800和第二加强线900时，所述第一弧形导轨6和所述第二弧形导轨7同时可以对长经线1、短经线3和第一加强线800的始末端进行定位，使得所述第一弧形导轨6所在圆的半径与所述第二弧形导轨7所在圆的半径之差等于长经线1的长度。

所述纬线铺丝机702包括：第二支架9、设置在所述第二支架9底部的若干个纬线吐丝头以及第二切割机，若干个所述纬线吐丝头、所述第二切割机均可沿所述第二支架9的长度方向往复移动。所述第二支架9位于所述第一弧形导轨6与所述第二弧形导轨7之间，所述第二支架9的长度方向的延长线与所述锥形卷布辊5的中线轴线相交，且第二支架9的长度方向的延长线与所述锥形卷布辊5的中线轴线相交形成的夹角等于相邻两条长经线延长线之间的夹角；当靠近所述锥心芯模一侧的长经线运动至所述纬线铺丝机702下方时，所述第二支架9在所述传送装置4上的投影与该长经线重叠。

较佳的实施例，由于所述纬线吐丝头可在所述第二支架9上往复移动，因此，只要控制相邻两个所述纬线吐丝头之间的距离，便可铺设出满足间隔距离需求的若干条纬线。本发明中，预先设置相邻两条纬线2之间的距离（第一距离），并根据所述第一距离移动所述纬线吐丝头，使相邻两个所述纬线吐丝头之间的距离均等于所述第一距离。当远离所述锥形卷布辊5一侧的长经线上间隔所述第一距离并分别各个所述纬线吐丝头相对应的位置依次运动至所述第二支架9下方并与纬线吐丝头相对应时，所述第二切割机启动并对该纬线吐丝头吐出的纬线进行切割。

较佳的实施例，所述第二切割机的数量与所述纬线吐丝头的数量相等，当远离所述锥形卷布辊5一侧的长经线移动至与所述第二支架9相对应时，根据该长经线上与纬线吐丝头相对应的点达到所述第二支架9正下方的时间依次启动对应的第二切割机，并关闭对应的纬线吐丝头。

所述经线铺丝机701包括第一支架8、设置在所述第一支架8底部的若干个吐丝头以及第一切割机，所述吐丝头和所述第一切割机均可沿所述第一支架8的长度方向往复移动。所述第一支架8位于所述第一弧形导轨6与所述第二弧形导轨7之间。

所述第一支架8垂直于所述第二支架9，并沿所述第二支架9的长度方向往复移动。

所述第一切割机的数量为多个，并分别与若干个所述吐丝头一一对应。

较佳的实施例,所述经线铺丝机701的工作过程如下：初始时，所述第一支架8位于所述第一弧形导轨6上方，当所述经线铺丝机701启动后，所述第一支架8沿所述第二支架9的长度方向朝向所述第二弧形导轨7移动，所有吐丝头均开启，同时所述吐丝头沿所述第一支架8的长度方向移动，当所述吐丝头的行程等于所述长经线1的预设长度时，与该吐丝头相对应的第一切割机动作，切断长经线同时关闭该吐丝头，完成所述长经线1的铺设；再次开启所述经线铺丝机701，所述吐丝头沿所述第一支架8的长度方向移动至相邻两个所述长经线1之间对应位置，所述第一支架8沿所述第二支架9的长度方向朝向所述第一弧形导轨6移动，所有吐丝头均开启，同时所述吐丝头沿所述第一支架8的长度方向移动，当所述吐丝头的行程等于所述短经线3的预设长度时，与该吐丝头相对应的第一切割机动作，切断短经线同时关闭该吐丝头，完成所述短经线3的铺设；同理，所述第一支架8在所述第一弧形导轨6和所述第二弧形导轨7之间往复运动，所述吐丝头根据所述吐丝头根据所述第一加强线800和所述第二加强线900相对于所述短经线3的倾斜度、以及预先设置的相邻两条第一加强线800之间的距离、相邻两条第二加强线900之间的距离，在所述第一加强线800、所述第二加强线900铺设分别铺设完成时，使用所述第一切割机对所述第一加强线800和所述第二加强线900进行切割，最终完成所述长经线1、所述短经线3、所述第一加强线800和所述第二加强线900的铺设。其中，所述纬线吐丝头与所述吐丝头的结构相同，所述纬线吐丝头用于铺设纬线，所述吐丝头用于铺设长经线、短经线、第一加强线和第二加强线；且所述吐丝头采用现有技术中的吐丝头，本发明对所述吐丝头的结构不再赘述。

所述锥形卷布辊5位于所述传送装置4上方，所述锥形卷布辊5为两端开口中空筒状，所述锥形卷布辊5内插入有转轴10，所述转轴10与驱动电机703连接以通过驱动电机703带动所述转轴转动，从而带动所述锥形卷布辊5转动；所述转轴10的两端均超出所述锥形卷布辊5；所述加工装置还包括与所述转轴连接的升降机构，所述升降机构用于驱动所述转轴升降从而带动所述锥形卷布辊5升降。由于所述升降机构仅需要驱动所述转轴升和降，现有技术中通用的能够与所述转轴连接或接触后驱动所述转轴升降的升降机构均适用于本发明，故本发明中对所述升降机构的具体结构不再进行阐述。初始时，所述锥形卷布辊5位于最低点并与所述传送装置4相对接，使得所述网格状结构被传送至所述锥形卷布辊5一侧时能够与所述锥形卷布辊5接触并随所述锥形卷布辊5转动缠绕；随着所述网格状结构在所述锥形卷布辊5上缠绕厚度的增加，所述升降机构推动所述锥形卷布辊5上升，以避免对所述传送装置4产生干涉。

所述锥形芯模100中空，所述脱模机705包括：冷却装置600和抽取机；所述冷却装置600从所述锥形芯模100直径大的一端插入所述锥形芯模100内；所述冷却装置600用于在聚氨酯纤维增强布缠绕完毕后向所述锥形芯模100的内部注入冷水，当所述锥形芯模100旋转时，冷水在所述锥形芯模100内流动，使得所述锥形芯模100降温，便于缠绕成锥形线杆模型的聚氨酯纤维增强布能够轻易与所述锥形芯模100分离；所述抽取机靠近所述锥形芯模100直径小的一端并用于夹持聚氨酯纤维增强布，以将聚氨酯纤维增强布从所述锥形芯模100直径小的一端抽离所述锥形芯模100。

如图1所示，所述锥形线杆加工系统还包括若干个承托机400，所述承托机400与所述锥形芯模100相切并用于与所述锥形芯模100配合压紧聚氨酯纤维增强布。所述承托机400可沿平行于所述输送装置10输送方向的方向往复移动。所述承托机400包括与所述锥形芯模100相切的若干个第一压布辊401、位于所述第一压布辊401下方并承托所述压布辊的若干个托辊402以及设置在所述托辊402下方的导向组件403；所述导向组件403包括轨道4031以及设置在所述轨道4031下方的若干个枕木4032。若干个所述第一压布辊401均与所述锥形芯模100相切、并依次沿所述锥形芯模100的圆周分布；所述第一压布辊401为锥形，并与所述锥形芯模100同长度、同坡比。若干个第一压布辊401与所述锥形芯模100同步转动，使涂过胶的聚氨酯纤维增强布能够有序的沿着所述锥形芯模100移动并被所述第一压布辊401压紧，使缠绕后的布辊能够紧实。进一步的，所述第一压布辊401的直径小于所述锥形芯模100的直径，使得所述第一压布辊401的质量小，当所述锥形芯模100上缠绕的聚氨酯纤维增强布增多、布卷增厚时，可较为容易的调整所述第一压布辊401与所述锥形芯模100之间的距离，以使得所述第一压布辊401能够适应所述锥形芯模100上布卷的直径变化。

所述轨道4031平行于所述传送带的传送方向，所述轨道4031对所述第一压布辊401的移动进行导向；在所述第一压布辊401沿所述轨道4031移动时，所述枕木4032对所述轨道4031起支撑作用并减少所述第一压布辊401移动时产生的振动，降低噪声。较佳的实施例，所述第一压布辊401为两个且对称设置，实际生产时，需要的锥形线杆的直径可能不同，那么对应的锥形芯模100的直径就会相应改变，当使用大直经锥形芯模100时，将两个所述第一压布辊401向远离彼此的方向移动，以为大直径锥形芯模100提供空间，并使所述第一压布辊401能够与大直经锥形芯模100相切；当需要小直径锥形线杆时就需要对应小直径锥形芯模100，则将两个所述第一压布辊401相向移动，以使所述第一压布辊401能够与小直经锥形芯模100相切

较佳的实施例，所述承托机400还包括设置在所述锥形芯模100上方的第二压布辊404，两个所述第一压布辊401分别位于所述锥形芯模100的左下方和右下方，以保证所述聚氨酯纤维增强布在所述锥形芯模100上缠绕时受到所述第一压布辊401和所述第二压布辊404的力均匀，保证压制得到的锥形布卷密度一致。

所述锥形芯模100内设置有加热固化装置500；所述加热固化装置500从所述锥形芯模100直径大的一端插入所述锥形芯模100内；经过涂覆胶层的聚氨酯纤维增强布向所述锥形芯模100缠绕时，所述加热固化装置500从所述锥形芯模100的内部对所述锥形芯模100进行加热，并使热量传递给聚氨酯纤维增强布，使得涂覆有胶层的聚氨酯纤维增强布在缠绕过程中进行固化，形成锥形线杆模型。所述加热固化装置500包括管道以及设置在所述管道上的若干个透气孔，所述管道内用于注入高温蒸汽，高温蒸汽通过所述透气孔进入所述锥形芯模100内，并通过所述锥形芯模100向聚氨酯纤维增强布传递热量，使得热量由内向外传递，避免聚氨酯纤维增强布缠绕时起泡。

所述切割机300使用现有切割机，能够实现对聚氨酯纤维增强布卷大小两端的聚氨酯纤维增强布进行切割，并使切割面为平面即可，本发明对所述切割机300的结构不再加以赘述。所述抽取机包括机械手以及位移装置，所述机械手用于夹持和释放布卷，所述位移装置与所述机械手连接并驱动所述机械手沿所述锥形芯模100的中心轴线的延长线往复移动；所述位移装置和所述机械手均采用现有技术，本发明对所述机械手和所述位移装置的结构不再加以赘述。

如图4所示，所述锥形芯模100包括：芯模本体101、第一固定组件102、第二固定组件103和前轴104；所述芯模本体101为锥形且中空；从所述芯模本体101的小端至大端，其厚度均相等；所述芯模本体101的锥度、预设锥形线杆的锥度以及所述锥形卷布辊5的锥度均相等；所述前轴104从所述芯模本体101的小端插入所述芯模本体101内，所述冷却装置600从所述芯模本体101的大端插入所述芯模本体101内；所述第一固定组件102与所述芯模本体101的小端连接，并用于安装所述前轴104；所述第二固定组件103与所述芯模本体101的大端连接，并用于安装所述冷却装置600，所述冷却装置600不仅用于对所述锥形芯模100上缠绕的聚氨酯纤维增强布进行冷却以便于脱模，所述冷却装置600还用于将所述锥形芯模100与所述驱动器704连接，通过所述驱动器704的驱动来带动所述锥形芯模100转动。

所述第二固定组件103包括第一固定件1031和第二固定件1032，所述第一固定件1031和所述第二固定件1032均为圆柱体，所述第一固定件1031和所述第二固定件1032的外围均与所述芯模本体101的内壁连接；所述第一固定件1031位于所述第二固定件1032的内侧；所述第一固定件1031中心处和所述第二固定件1032的中心处均设置有安装孔，所述安装孔用于供所述冷却装置600穿过，且所述第一固定件1031、所述第二固定件1032均不与所述冷却装置600产生相对移动。所述第二固定件1032通过螺钉与所述冷却装置600连接；所述第一固定件1031的边缘设置有若干个缺口1033（如图5所示），若干个所述缺口1033沿所述第一固定件1031的圆周排列；所述缺口1033与所述芯模本体101的内壁相对设置。

如图8所示，所述冷却装置600包括后安装轴601、第一连接件602、第二连接件603以及若干个排水管604，所述第一连接件602和所述第二连接件603沿所述后安装轴601的长度方向设置、并套设在所述后安装轴601上；所述第一连接件602用于与所述第二固定件1032螺钉连接；所述第一连接件602与所述第二连接件603之间设置有加强筋605；所述后安装轴601中空，且一端开口、一端封闭；所述后安装轴601封闭一端穿过所述第二固定件1032的安装孔后插入所述第一固定件1031的安装孔内，其开口一端位于所述芯模本体101外，以便从开口向所述后安装轴601内注入冷水；所述排水管604中空且两端均开口，所述排水管604位于所述第一固定件1031与所述第二固定件1032之间，所述排水管604的其中一个开口与所述芯模本体101连通、另一开口朝向所述芯模本体101的内壁。所述芯模本体101的内壁上设置有若干个延伸部105，所述延伸部105与所述第二连接件603的内壁接触并螺钉连接；所述第一连接件602的外径大于所述第二连接件603的外径。

所述第一固定组件102包括安装板1021以及前盖1022，所述安装板1021的外围边缘与所述芯模本体101内壁连接，所述安装板1021的边缘设置有若干个豁口1023（如图6所示），所述豁口1023与所述芯模本体101的内壁相对设置，所述安装板1021的中心处设置有装配孔；所述前盖1022上设置有穿孔，所述前盖1022通过所述穿孔套设在所述前轴104上并与所述锥形芯模100的小端连接，从而将所述前轴104限位在所述锥形芯模100的小端。如图7所示，所述前轴104包括前安装轴1041、第一挡板1042和第二挡板1043；所述第一挡板1042和所述第二挡板1043均套设在所述前安装轴1041上；所述第一挡板1042的外径大于所述第二挡板1043的外径，所述前安装轴1041靠近所述第一挡板1042一端插入所述装配孔内，所述第一挡板1042的外围边缘与所述芯模本体101的内壁接触，所述第一挡板1042、所述安装板1021、所述第一固定件1031和所述第二固定件1032将所述芯模本体101内部划分出三个内腔，其中所述第一挡板1042与所述安装板1021之间为第一内腔106，所述安装板1021与所述第一固定件1031之间为第二内腔107，所述第一固定件1031与所述第二固定件1032之间为第三内腔108。

所述前安装轴1041内部中空，所述前安装轴1041插入所述装配孔的一端封闭，所述前安装轴1041内设置有限位板1044，使得所述限位板1044与封闭一端之间形成容纳腔1045；所述前安装轴1041上设置有若干个蒸汽过孔109，所述蒸汽过孔109位于所述限位板1044与所述安装板1021之间。所述管道从所述后安装轴601的开口插入，沿所述芯模本体101的中心轴线依次穿过所述后安装轴601、所述前安装轴1041的封闭端，插入所述容纳腔1045内，当所述管道内通入高温蒸汽时，蒸汽可以通过所述透气孔和所述蒸汽过孔109与所述芯模本体101的内壁接触，以对缠绕在所述芯模本体101上的聚氨酯纤维增强布进行加热固化。

从所述后安装轴601的开口向所述后安装轴601内通入冷却水，冷却水经过所述排水管604进入所述第三内腔108，然后经过所述缺口1033进入所述第二内腔107，经过所述豁口进入所述第一内腔106，从而对所述芯模本体101的内壁进行冷却。

所述驱动器704包括分别设置在所述锥形芯模100大小两端的电机，以及与所述电机连接的联轴器，所述前安装轴1041、所述后安装轴601均与所述联轴器连接，两个电机同步转动，并通过所述前安装轴1041和所述后安装轴601带动所述锥形芯模100转动。

本发明所述锥形线杆的加工系统还包括控制器700，如图10所示，所述传送装置4、所述经线铺丝机701、所述纬线铺丝机702、所述驱动电机703、所述输送装置10、所述驱动器704、所述送胶机200、所述切割机300以及所述脱模机705均与所述控制器700连接，所述传送装置4、所述经线铺丝机701、所述纬线铺丝机702、所述驱动电机703、所述输送装置10、所述驱动器704、所述送胶机200、所述切割机300以及所述脱模机705的工作时序均由所述控制器700进行控制。较佳的实施例，本发明中所述控制器700采用DMC21X3系列芯片。

基于如上任意一项所述锥形线杆加工系统，本发明还提供一种加工方法，如图9所示，其包括如下步骤：

S100、启动所述聚氨酯纤维增强布加工装置制作聚氨酯纤维增强布，当所述聚氨酯纤维增强布的端部到达所述锥形卷布辊时，启动所述锥形卷布辊以将聚氨酯纤维增强布缠绕在所述锥形卷布辊上并形成大小两端厚度相等的锥形布卷。

步骤S100具体包括：

传送装置处于关闭状态时启动经线铺丝机701，并在所述传送装置上铺设若干条长经线、若干条短经线、第一加强线和第二加强线；

启动所述传送装置，当靠近纬线铺丝机702一侧的长经线沿导向机构移动至纬线铺丝机702下方时，启动所述纬线铺丝机702并在所述传送装置上铺设若干条纬线，使长经线、短经线与纬线交织成网格状结构；

所述网格状结构沿所述导向机构运动至与锥形卷布辊5接触，并随锥形卷布辊5的转动在锥形卷布辊5上缠绕，形成大小两端厚度相等的锥形布卷。

S200、将锥形布卷的自由端放置在输送装置上使聚氨酯纤维增强布随输送装置移动，并通过送胶机200对所述输送装置上的聚氨酯纤维增强布进行铺胶。

步骤S200具体包括：

将锥形布卷的自由端放置到所述输送装置10上并启动所述输送装置10，聚氨酯纤维增强布随所述输送装置10的移动向所述锥形芯模100移动；

当聚氨酯纤维增强布随所述输送装置10移动至所述刮刀下方时，所述刮刀下移至与聚氨酯纤维增强布接触，所述出胶头出胶，通过所述刮刀将胶涂覆在聚氨酯纤维增强布上。

S300、铺胶完成的聚氨酯纤维增强布通过所述输送装置移动至所述锥形芯模，并随所述锥形芯模的转动沿所述锥形芯模的圆周缠绕。

步骤S300具体包括：

所述锥形芯模100、所述第一压布辊401及所述第二压布辊404同步转动，同时开启所述加热固化装置500；

铺胶完成的聚氨酯纤维增强布随所述输送装置10移动至所述锥形芯模100与所述第二压布辊404之间，并随所述锥形芯模100的转动依此运动至所述锥形芯模100与两个第一压布辊401之间、所述锥形芯模100与所述第二压布辊404之间完成一次缠绕，并依此循环。

S400、使用切割机将所述锥形芯模大小两端的布料进行切割，使所述锥形芯模上余留布卷的长度等于预设锥形线杆的长度且余留布卷的大端面和小端面均为平面。

S500、通过脱模机705将所述锥形芯模上余留布卷与所述锥形芯模脱离，从而获取锥形线杆。

步骤S500具体包括：

开启所述冷却装置并达到预设时间时，开启所述抽取机从所述锥形芯模100的小端夹取所述锥形芯模100上余留布卷；

所述抽取机沿所述锥形芯模100的中心轴线向远离所述锥形芯膜大端的放向移动，并将所述锥形芯模100上余留布卷从所述锥形芯模100上取下，获取锥形线杆。

综上所述，本发明提供一种锥形线杆加工系统及加工方法，其包括依次设置的用于制作聚氨酯纤维增强布的加工装置、用于缠绕聚氨酯纤维增强布的锥形卷布辊、输送装置以及与所述锥形卷布辊锥度相等的锥形芯模；所述聚氨酯纤维增强布呈圆台展开面状；所述锥形芯模一侧设置有驱动所述锥形芯模转动以缠绕聚氨酯纤维增强布的驱动器；所述输送装置上方设置有用于向聚氨酯纤维增强布涂覆胶层的送胶机；所述锥形芯模上方设置有用于将所述锥形芯模大小两端的聚氨酯纤维增强布进行切割的切割机；所述锥形芯模内设置有加热固化装置；所述锥形芯模中心轴线的延长线上设置有脱模机，所述脱模机将经过铺胶和缠绕的聚氨酯纤维增强布与所述锥形芯模分离，以获得大小两端厚度相等的锥形线杆。

应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (9)

1.一种锥形线杆加工系统，其特征在于，其包括依次设置的用于制作聚氨酯纤维增强布的加工装置、用于缠绕聚氨酯纤维增强布的锥形卷布辊、输送装置以及与所述锥形卷布辊锥度相等的锥形芯模；所述聚氨酯纤维增强布呈圆台展开面状；所述锥形芯模一侧设置有驱动所述锥形芯模转动以缠绕聚氨酯纤维增强布的驱动器；所述输送装置上方设置有用于向聚氨酯纤维增强布涂覆胶层的送胶机；所述锥形芯模上方设置有用于将所述锥形芯模大小两端的聚氨酯纤维增强布进行切割的切割机；所述锥形芯模中心轴线的延长线上设置有用于将聚氨酯纤维增强布与所述锥形芯模分离的脱模机；所述加工装置包括传送装置、位于所述传送装置上方并沿传送方向依次设置的经线铺丝机、纬线铺丝机；所述经线铺丝机用于在所述传送装置上铺设若干条长经线和若干条短经线；所述纬线铺丝机用于在所述传送装置上铺设若干条纬线；所述传送装置上方还设置有导向机构；所述导向机构用于对长经线、短经线长度方向的两端进行定位并对长经线和短经线进行导向，使若干条长经线和若干条短经线均沿弧线运动至所述锥形卷布辊。

2.根据权利要求1所述的锥形线杆加工系统，其特征在于，所述导向机构包括第一弧形导轨和第二弧形导轨，所述第一弧形导轨所在圆与所述第二弧形导轨所在圆同心，所述第一弧形导轨位于所述锥形卷布辊小头一侧，所述第二弧形导轨位于所述锥形卷布辊大头一侧，所述纬线铺丝机位于所述第一弧形导轨与所述第二弧形导轨之间。

3.根据权利要求2所述的锥形线杆加工系统，其特征在于，所述经线铺丝机包括第一支架、设置在所述第一支架底部的若干个吐丝头以及第一切割机，所述吐丝头和所述第一切割机均可沿所述第一支架的长度方向往复移动。

4.根据权利要求1所述的锥形线杆加工系统，其特征在于，所述聚氨酯纤维增强布包括若干条长经线和若干条纬线，若干条所述长经线和若干条所述纬线交织成网格状结构，所述纬线为弧形，所有所述纬线所在圆的圆心均重合，若干条所述纬线的长度沿所述长经线的长度方向逐渐增加，所述长经线为直线，相邻两条所述长经线之间的距离随所述纬线长度的增加而增加，每相邻两条所述长经线之间均设置有短经线，所述短经线为直线，所述短经线与靠近最长纬线一侧的多条纬线均接触。

5.根据权利要求4所述的锥形线杆加工系统，其特征在于，每相邻两条所述纬线之间的距离均相等，所述短经线将位于其左右两侧所述长经线之间的纬线均分。

6.根据权利要求4所述的锥形线杆加工系统，其特征在于，所述长经线和所述纬线均采用聚氨酯和纤维增强体的混合材料制成，所述纤维增强体为玻璃纤维、碳纤维、聚酰胺纤维和玄武岩纤维中的一种或多种混合物。

7.根据权利要求1所述的锥形线杆加工系统，其特征在于，所述锥形芯模中空，所述脱模机包括从所述锥形芯模直径大的一端插入所述锥形芯模内的冷却装置，以及靠近所述锥形芯模直径小的一端的抽取机，所述抽取机用于夹持聚氨酯纤维增强布并将聚氨酯纤维增强布从所述锥形芯模直径小的一端抽离所述锥形芯模。

8.根据权利要求1所述的锥形线杆加工系统，其特征在于，所述锥形芯模内设置有加热固化装置，所述加热固化装置包括管道以及设置在所述管道上的若干个透气孔，所述管道内用于注入蒸汽。

9.一种基于权利要求1-8任意一项所述锥形线杆加工系统的加工方法，其特征在于，其包括如下步骤：

启动所述聚氨酯纤维增强布加工装置制作聚氨酯纤维增强布，当所述聚氨酯纤维增强布的端部到达所述锥形卷布辊时，启动所述锥形卷布辊以将聚氨酯纤维增强布缠绕在所述锥形卷布辊上并形成大小两端厚度相等的锥形布卷；

将锥形布卷的自由端放置在输送装置上使聚氨酯纤维增强布随输送装置移动，并通过送胶机对所述输送装置上的聚氨酯纤维增强布进行铺胶；

铺胶完成的聚氨酯纤维增强布通过所述输送装置移动至所述锥形芯模，并随所述锥形芯模的转动沿所述锥形芯模的圆周缠绕；

使用切割机将所述锥形芯模大小两端的布料进行切割，使所述锥形芯模上余留布卷的长度等于预设锥形线杆的长度且余留布卷的大端面和小端面均为平面；

通过脱模机将所述锥形芯模上余留布卷与所述锥形芯模脱离，从而获取锥形线杆。

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