CN109968686A - 一种复合材料缠绕装置及装配方法 - Google Patents

一种复合材料缠绕装置及装配方法 Download PDF

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Abstract

一种复合材料缠绕装置及装配方法,它涉及纤维缠绕技术领域,以解决某零件在制作时需要圆柱形芯模的表面缠绕一层复合材料,采用常规的制作方法无法实现在缠绕时既对空腔起到支撑作用,又要保证纵向缠绕落纱点准确和缠绕精度,在缠绕结束后保留空腔的问题。本发明包括前封头接轴、后封头接轴、前封头连接件、后封头连接件、橡胶层和圆柱形缠绕芯模;圆柱形缠绕芯模的外表面设有橡胶层,在橡胶层内部固定有前封头连接件和后封头连接件,前封头连接件和后封头连接件上分别加工有螺纹孔,前封头接轴和后封头连接件上分别加工有外螺纹,前封头接轴的外螺纹旋拧在前封头连接件的螺纹孔内。本发明适用于特定零件的缠绕。

Description

一种复合材料缠绕装置及装配方法
技术领域
本发明属于纤维缠绕技术领域,具体涉及一种复合材料缠绕装置及装配方法。
背景技术
复合材料是高性能制品的物质基础,是先进设计理念和技术得以实现的重要保证。高性能复合材料由于其轻质高强的结构优点,已成功用于多个国家重点领域中,复合材料缠绕技术制作复合材料壳体,缠绕空腔的填充材料的选择及填充和取出方法一直是困扰该缠绕技术的一大难题。某零件在制作时需要圆柱形芯模的表面缠绕一层复合材料,还要在其一侧的缠绕层内部有留有一定的空腔,既要在缠绕时对空腔起到支撑作用,又要保证纵向缠绕落纱点准确和缠绕精度,在缠绕结束后保留空腔,不影响缠绕芯模的性能,不破坏缠绕芯模的结构和外表面,而采用常规的制作方法无法实现该零件的制作。
发明内容
本发明为了解决某零件在制作时需要圆柱形芯模的表面缠绕一层复合材料,采用常规的制作方法无法实现在缠绕时既对空腔起到支撑作用,又要保证纵向缠绕落纱点准确和缠绕精度,在缠绕结束后保留空腔的问题,而提供一种复合材料缠绕装置及装配方法。
本发明为解决上述技术问题采取的技术方案是:
方案一:一种复合材料缠绕装置包括前封头接轴、后封头接轴、前封头连接件、后封头连接件、橡胶层和圆柱形缠绕芯模;
圆柱形缠绕芯模的外表面设有橡胶层,在橡胶层内部固定有前封头连接件和后封头连接件,前封头连接件和后封头连接件上分别加工有螺纹孔,前封头接轴和后封头接轴上分别加工有外螺纹,前封头接轴的外螺纹旋拧在前封头连接件的螺纹孔内,后封头接轴的外螺纹旋拧在后封头连接件的螺纹孔内,且前封头接轴、后封头接轴和圆柱形缠绕芯模三者同轴设置,在圆柱形缠绕芯模设有前封头接轴的一端与橡胶层之间设有空腔,前封头连接件的内螺纹与空腔连通。
方案二:一种复合材料缠绕装置的装配方法包括以下步骤:
将两段已加工好的橡胶层通过粘结剂粘在圆柱形缠绕芯模的外表面,前封头连接件和后封头连接件也分别通过粘结剂与橡胶层粘结;粘结前先将粘结剂涂抹在粘结区表面,静置一段时间,用手压实并将多余粘结剂挤出,再用布带将粘结区缠住,放置一段时间,待橡胶层与圆柱形缠绕芯模的表面粘结好以后,将前封头连接件和后封头连接件上各自的螺纹孔涂上防护层,再将前封头接轴安装在前封头连接件上,后封头接轴安装在后封头连接件上。
进一步地,所述粘结剂为聚氨酯类粘结剂,由端异氰酸酯基聚醚型聚氨酯预聚物胶粘剂和液体芳香胺类固化剂组成。
进一步地,所述端异氰酸酯基聚醚型聚氨酯预聚物胶粘剂和所述液体芳香胺类固化剂的重量配比为(99.5~100.5):16。
本发明与现有技术相比具有以下有益效果:
本发明设置前封头接轴和后封头接轴,且前封头接轴和后封头接轴在复合纤维缠绕橡胶层外表面后可以拆卸,保证了缠绕后零件的使用要求,另外设置空腔,并在空腔内设置石蜡层,在缠绕复合纤维时提供支撑,缠绕结束后,将前封头接轴和后封头接轴拆卸后,对本发明加热使石蜡层熔化并从前封头连接件的内螺纹孔中流出,保证缠绕后零件的使用。本发明设置特有的粘结剂使橡胶层与圆柱形缠绕芯模之间粘结可靠,保证缠绕时的强度,使缠绕复合纤维时橡胶层不脱离,进一步保持缠绕精度,使缠绕能顺利进行。而采用常规的粘结剂或胶水,无法保证粘结可靠,在缠绕时容易脱模。
附图说明
图1是本发明的示意图。
具体实施方式
具体实施方式一:结合图1来说明本实施方式,本实施方式一种复合材料缠绕装置包括前封头接轴1、后封头接轴2、前封头连接件3、后封头连接件4、橡胶层5和圆柱形缠绕芯模6;
圆柱形缠绕芯模6的外表面设有橡胶层5,在橡胶层5内部固定有前封头连接件3和后封头连接件4,前封头连接件3和后封头连接件4上分别加工有螺纹孔,前封头接轴1和后封头接轴2上分别加工有外螺纹,前封头接轴1的外螺纹旋拧在前封头连接件3的螺纹孔内,后封头接轴2的外螺纹旋拧在后封头连接件4的螺纹孔内,且前封头接轴1、后封头接轴2和圆柱形缠绕芯模6三者同轴设置,在圆柱形缠绕芯模6设有前封头接轴1的一端与橡胶层5之间设有空腔7,前封头连接件3的内螺纹与空腔7连通。
本发明设置橡胶层5的目的在于保证在缠绕复合纤维时增加复合纤维的附着力,使复合纤维不脱模。
具体实施方式二:结合图1来说明本实施方式,本实施方式所述空腔7内填充有石蜡层。
设置石蜡层的目的是在缠绕的过程中为橡胶层5提供支撑力,缠绕后通过加热使石蜡层融化从前封头连接件3的螺纹孔流出,保证空腔的使用。
其它组成和连接关系与具体实施方式一相同。
具体实施方式三:结合图1来说明本实施方式,本实施方式所述橡胶层5的材质均为丁腈橡胶。
其它组成和连接关系与具体实施方式一相同。
具体实施方式四:结合图1来说明本实施方式,本实施方式所述橡胶层5由两段组成,两段橡胶层5通过粘结剂粘在所述圆柱形缠绕芯模6的表面,两段橡胶层5的对接处也通过粘结剂粘接。
其它组成和连接关系与具体实施方式一相同。
具体实施方式五:结合图1来说明本实施方式,本实施方式所述两段橡胶层5的对接处均为锥口,且两段橡胶层5的锥口互相配合形成橡胶层5外表面平直的圆柱面。
其它组成和连接关系与具体实施方式四相同。
具体实施方式六:结合图1来说明本实施方式,本实施方式一种复合材料缠绕装置的装配方法包括以下步骤:
将两段已加工好的橡胶层5通过粘结剂粘在圆柱形缠绕芯模6的外表面,前封头连接件3和后封头连接件4也分别通过粘结剂与橡胶层5粘结;粘结前先将粘结剂涂抹在粘结区表面,静置一段时间,用手压实并将多余粘结剂挤出,再用布带将粘结区缠住,放置一段时间,待橡胶层5与圆柱形缠绕芯模6的表面粘结好以后,将前封头连接件3和后封头连接件4上各自的螺纹孔涂上防护层,再将前封头接轴1安装在前封头连接件3上,后封头接轴2安装在后封头连接件4上。
具体实施方式七:本实施方式在涂抹粘结剂前,需要将两段橡胶层5内表面的粘结区用砂纸打磨使表面变的粗糙,然后在粘结区涂抹溶剂乙酸乙酯后晾干。
其它组成和连接关系与具体实施方式六相同。
具体实施方式八:本实施方式所述粘结剂为聚氨酯类粘结剂,由端异氰酸酯基聚醚型聚氨酯预聚物胶粘剂和液体芳香胺类固化剂组成。
其它组成和连接关系与具体实施方式六相同。
具体实施方式九:本实施方式所述端异氰酸酯基聚醚型聚氨酯预聚物胶粘剂和所述液体芳香胺类固化剂的重量配比为(99.5~100.5):16。
本实施方式聚氨酯预聚体胶黏剂和聚氨酯固化剂的重量配比也可以为100:16,配比时重量的误差为正负0.5。
其它组成和连接关系与具体实施方式八相同。
具体实施方式十:本实施方式所述防护层材质为硅酯。
在前封头连接件3和后封头连接件4上各自的螺纹孔涂上硅脂,目的是防止缠绕过程中复合纤维固化后导致前封头接轴1和后封头接轴2无法取下。
其它组成和连接关系与具体实施方式六相同。

Claims (10)

1.一种复合材料缠绕装置,其特征在于:它包括前封头接轴(1)、后封头接轴(2)、前封头连接件(3)、后封头连接件(4)、橡胶层(5)和圆柱形缠绕芯模(6);
圆柱形缠绕芯模(6)的外表面设有橡胶层(5),在橡胶层(5)内部固定有前封头连接件(3)和后封头连接件(4),前封头连接件(3)和后封头连接件(4)上分别加工有螺纹孔,前封头接轴(1)和后封头接轴(2)上分别加工有外螺纹,前封头接轴(1)的外螺纹旋拧在前封头连接件(3)的螺纹孔内,后封头接轴(2)的外螺纹旋拧在后封头连接件(4)的螺纹孔内,且前封头接轴(1)、后封头接轴(2)和圆柱形缠绕芯模(6)三者同轴设置,在圆柱形缠绕芯模(6)设有前封头接轴(1)的一端与橡胶层(5)之间设有空腔(7),前封头连接件(3)的内螺纹与空腔(7)连通。
2.根据权利要求1所述的一种复合材料缠绕装置,其特征在于:所述空腔(7)内填充有石蜡层。
3.根据权利要求1所述的一种复合材料缠绕装置,其特征在于:所述橡胶层(5)的材质为丁腈橡胶。
4.根据权利要求1所述的一种复合材料缠绕装置,其特征在于:所述橡胶层(5)由两段组成,两段橡胶层(5)通过粘结剂粘在所述圆柱形缠绕芯模(6)的表面,两段橡胶层(5)的对接处也通过粘结剂粘接。
5.根据权利要求4所述的一种复合材料缠绕装置,其特征在于:所述两段橡胶层(5)的对接处均为锥口,且两段橡胶层(5)的锥口互相配合形成橡胶层(5)外表面平直的圆柱面。
6.一种如权利要求1-5任意一项所述复合材料缠绕装置的装配方法,其特征在于:它包括以下步骤:
将两段已加工好的橡胶层(5)通过粘结剂粘在圆柱形缠绕芯模(6)的外表面,前封头连接件(3)和后封头连接件(4)也分别通过粘结剂与橡胶层(5)粘结;粘结前先将粘结剂涂抹在粘结区表面,静置一段时间,用手压实并将多余粘结剂挤出,再用布带将粘结区缠住,放置一段时间,待橡胶层(5)与圆柱形缠绕芯模(6)的表面粘结好以后,将前封头连接件(3)和后封头连接件(4)上各自的螺纹孔涂上防护层,再将前封头接轴(1)安装在前封头连接件(3)上,后封头接轴(2)安装在后封头连接件(4)上。
7.根据权利要求6所述的一种复合材料缠绕装置的装配方法,其特征在于:在涂抹粘结剂前,需要将两段橡胶层(5)内表面的粘结区用砂纸打磨使表面变的粗糙,然后在粘结区涂抹溶剂乙酸乙酯后晾干。
8.根据权利要求6所述的一种复合材料缠绕装置的装配方法,其特征在于:所述粘结剂为聚氨酯类粘结剂,由端异氰酸酯基聚醚型聚氨酯预聚物胶粘剂和液体芳香胺类固化剂组成。
9.根据权利要求8所述的一种复合材料缠绕装置的装配方法,其特征在于:所述端异氰酸酯基聚醚型聚氨酯预聚物胶粘剂和所述液体芳香胺类固化剂的重量配比为(99.5~100.5):16。
10.根据权利要求6所述的一种复合材料缠绕装置的装配方法,其特征在于:所述防护层材质为硅酯。
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