CN111300846A - 一种具有旋转功能的复合材料成型罐及工作方法 - Google Patents

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张彦
矫恒杰
周瑞
王金亮
庄昆
张利新
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    • B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/04—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
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Abstract

本发明公开了一种具有旋转功能的复合材料成型罐，包括罐体和工件，它还包括电机、万向连轴器、涡轮、蜗杆和套筒连轴器；电机具有连接轴，连接轴穿过罐体向内连接万向连轴器，万向连轴器与蜗杆的一端相连接，蜗杆的另一端设置有手轮，蜗杆与涡轮相齿合，涡轮上的输出轴连接套筒连轴器，套筒连轴器与工件的工件轴相连接。本产品通过电机、万向连轴器、涡轮蜗杆和套筒连轴器能使工件转动均匀工件旋转过程中动力的有效传递,保证运行过程平稳，使工件成型过程中受热更均匀。本产品使管件成型过程中受热更均匀，提高管件质量和制造精度。

Description

一种具有旋转功能的复合材料成型罐及工作方法
技术领域
本发明涉及一种复合材料成型罐及工作方法，尤其涉及一种具有旋转功能的复合材料成型罐及工作方法。
背景技术
现阶段，我国复合材料行业面临一个新的发展时期，在城市化进程中大规模的市政建设、新能源的利用、环境保护政策的出台、汽车工业的发展、大规模的铁路建设、大飞机项目等对于复合材料有着巨大的市场需求，复合材料产业的发展将有很广阔的发展空间。
在复合材料的加工过程中，要使复合材料达到所需的形状结构，最简单的方法就是复合材料热压罐成型法，采用湿法预浸料热压罐成型工艺，其中，预浸料是树脂基体在严格控制条件下浸渍连续纤维或者纤维织物，制备成树脂基体与增强体的一种组合物，是制造复合材料的中间材料。
但在湿法预浸料成型过程中，大型的碳纤维圆管、方管等结构件制作，成型后的产品表面质量达不到使用要求，表面质量不仅影响到管材外观的光洁度，也影响到管材的几何尺寸以及机械装备能力，因此，提高管材质量和制造精度是碳纤维管材制造中的一大难点。
发明内容
为了解决上述技术所存在的不足之处，本发明提供了一种具有旋转功能的复合材料成型罐及工作方法。
为了解决以上技术问题，本发明采用的技术方案是：一种具有旋转功能的复合材料成型罐，包括罐体和工件，它还包括电机、万向连轴器、涡轮、蜗杆和套筒连轴器；
工件、万向连轴器、涡轮、蜗杆和套筒连轴器均位于罐体的内部；电机设置在罐体上，电机具有连接轴，连接轴内设有空心腔，空心腔用于减少热量从罐体传递到电机，连接轴穿过罐体向内连接万向连轴器，万向连轴器与蜗杆的一端相连接，蜗杆的另一端设置有手轮，蜗杆与涡轮相齿合，涡轮上的输出轴连接套筒连轴器，套筒连轴器与工件的工件轴相连接；
罐体内还设有平台车、涡轮蜗杆支座和工件支座，涡轮蜗杆支座和工件支座均设置在平台车上；涡轮蜗杆支座上设置有轴承座，轴承座有两个，蜗杆依次穿过两个轴承座并设置在涡轮蜗杆支座上，涡轮也设置在涡轮蜗杆支座上；工件支座两个，两个工件支座分别设置在工件的两侧，并分别设置在工件的两侧的工件轴上，两侧的工件轴上和工件支座之间均设置有轴承。
进一步地，万向连轴器与蜗杆的一端通过蜗杆连轴器相连接。
进一步地，罐体上还设置有抽真空装置。
进一步地，套筒连轴器上设有真空管线架，真空管线架用于盘设真空管线。
进一步地，工件的转动速度为0.5d/Min，工件的转动方式为正反转各1/2转并循环。
进一步地，工作方法为：工件上预设有碳纤维复合材料预浸料，罐体对工件上的碳纤维复合材料预浸料进行加热，罐体上增设电机，电机将电能转换成旋转动能驱动连接轴旋转，通过万向连轴器以及蜗杆连轴器将旋转动能传递给蜗杆，蜗杆带动与其齿合的涡轮旋转，从而驱动涡轮的输出轴旋转，旋转力经套筒连轴器带动工件轴传动给工件，使工件在工件支座进行旋转，这个过程中，电机来控制工件进行正反转，保证运行过程平稳，使工件上的管材成型过程中受热更均匀，从而提高管材质量和制造精度；在蜗杆连轴器与蜗杆对接时，可通过机械转动手轮进行微调位置，使蜗杆连轴器与蜗杆对接简单、方便。
本发明公开了一种具有旋转功能的复合材料成型罐，能够有效提高工件上的碳纤维管材的表面质量及制造精度，来回旋转工件能有效地分布复合材料中树脂，保证工件各点树脂分布均匀，满足产品的各项性能指标。
附图说明
图1为本发明的俯视图。
图2为图1中涡轮蜗杆支座和工件支座上的结构连接关系示意图。
图3为本发明的左前视图。
图4为本发明的电机轴的结构示意图。
图5为图3中涡轮蜗杆支座和工件支座上的结构连接关系示意图。
图中：1、罐体；2、工件；3、电机；4、万向连轴器；5、蜗杆；6、套筒连轴器；7、涡轮；8、平台车；9、涡轮蜗杆支座；10、工件支座；11、真空管线架；12、空心腔；13、手轮；14、轴承座；15、蜗杆连轴器；16、抽真空装置；17、连接轴。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
如图1和图3所示的复合材料成型罐包括罐体1和工件2，它还包括电机3、万向连轴器4、涡轮7、蜗杆5和套筒连轴器6。
具体的为：如图1和图3所示的工件2、万向连轴器4、涡轮7、蜗杆5和套筒连轴器6均位于罐体1的内部；电机3设置在罐体1上，电机3为市售的伺服电机，电机3具有连接轴17，由伺服电机控制连接轴17的转向和转速，其中如图4所示的连接轴17内设有空心腔12，空心腔12减少了金属材料的使用，因此减少金属的热量传递作用，一定程度上减少了罐体1内高温对电机的影响，连接轴17穿过罐体1向内连接万向连轴器4。
如图2和图5所示的万向连轴器4结构有较大的角向补偿能力，结构紧凑，传动效率高的特点，万向连轴器4与蜗杆5的一端相连接，其中，万向连轴器4与蜗杆5的一端通过蜗杆连轴器15相连接，蜗杆5的另一端设置有手轮13，蜗杆5与涡轮7相齿合，涡轮7上的输出轴连接套筒连轴器6，套筒连轴器6与工件2的工件轴相连接；
罐体1内还设有平台车8、涡轮蜗杆支座9和工件支座10，涡轮蜗杆支座9和工件支座10均设置在平台车8上；涡轮蜗杆支座9上设置有轴承座14，轴承座14有两个，蜗杆5依次穿过两个轴承座14并设置在涡轮蜗杆支座9上，涡轮7也设置在涡轮蜗杆支座9上；工件支座10两个，两个工件支座分别设置在工件2的两侧，并分别设置在工件2的两侧的工件轴上，两侧的工件轴上和工件支座10之间均设置有轴承。这其中，罐体1上还设置有抽真空装置16，套筒连轴器6上设有真空管线架11，真空管线架11用于盘设真空管线，抽真空装置16与真空管线连通并用来保持罐体1内的真空环境；
在电机3的控制下，工件2的转动速度为0.5d/Min，即每分钟转动0.5的直径或每分钟旋转180度，工件2的转动方式为正反转各1/2转并循环往复。
一种具有旋转功能的复合材料成型罐的工作方法为：工件2上预设有碳纤维复合材料预浸料，罐体1对工件2上的碳纤维复合材料预浸料进行加热，罐体1上增设电机3，电机3将电能转换成旋转动能驱动连接轴17旋转，通过万向连轴器4以及蜗杆连轴器15将旋转动能传递给蜗杆5，蜗杆5带动与其齿合的涡轮7旋转，从而驱动涡轮7的输出轴旋转，旋转力经套筒连轴器6带动工件轴传动给工件2，使工件2在工件支座10进行旋转，这个过程中，电机3来控制工件2进行正反转，保证运行过程平稳，使工件2上的管材成型过程中受热更均匀，从而提高管材质量和制造精度；在蜗杆连轴器15与蜗杆5对接时，可通过机械转动手轮13进行微调位置，使蜗杆连轴器15与蜗杆5对接简单、方便。
本发明公开的一种具有旋转功能的复合材料成型罐及工作方法相比传统复合材料成型罐优势之处在于：发明了一种具有旋转功能的复合材料成型罐以提高工件上的碳纤维管材的表面质量及制造精度；相比传统的复合材料成型罐，当复合材料在高温固化时，来回旋转工件能有效地分布复合材料中树脂，保证工件各点树脂分布均匀，满足产品的各项性能指标；配合现有技术中真空环境对复合材料进行均压，在对碳纤维复合材料预浸料进行加热时，通过正反转各1/2循环往复旋转使树脂基体在工件均匀流动，树脂基体均匀分布再经过高温高压使湿法预浸料固化，固化成型后经降温冷却然后脱模，相比固定工件状态下做出的碳纤维管材，表面质量及制造精度大大提高。
上述实施方式并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本发明的技术方案范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也均属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种具有旋转功能的复合材料成型罐，包括罐体(1)和工件(2)，其特征在于：它还包括电机(3)、万向连轴器(4)、涡轮(7)、蜗杆(5)和套筒连轴器(6)；
所述工件(2)、万向连轴器(4)、涡轮(7)、蜗杆(5)和套筒连轴器(6)均位于罐体(1)的内部；所述电机(3)设置在罐体(1)上，电机(3)具有连接轴(17)，所述连接轴(17)内设有空心腔(12)，空心腔(12)用于减少热量从罐体(1)传递到电机(3)，连接轴(17)穿过罐体(1)向内连接所述万向连轴器(4)，万向连轴器(4)与所述蜗杆(5)的一端相连接，蜗杆(5)的另一端设置有手轮(13)，所述蜗杆(5)与涡轮(7)相齿合，涡轮(7)上的输出轴连接所述套筒连轴器(6)，套筒连轴器(6)与所述工件(2)的工件轴相连接；
所述罐体(1)内还设有平台车(8)、涡轮蜗杆支座(9)和工件支座(10)，所述涡轮蜗杆支座(9)和工件支座(10)均设置在平台车(8)上；所述涡轮蜗杆支座(9)上设置有轴承座(14)，轴承座(14)有两个，所述蜗杆(5)依次穿过两个轴承座(14)并设置在涡轮蜗杆支座(9)上，所述涡轮(7)也设置在涡轮蜗杆支座(9)上；所述工件支座(10)两个，两个工件支座分别设置在所述工件(2)的两侧，并分别设置在工件(2)的两侧的工件轴上，两侧的工件轴上和工件支座(10)之间均设置有轴承。
2.根据权利要求1所述的具有旋转功能的复合材料成型罐，其特征在于：所述万向连轴器(4)与所述蜗杆(5)的一端通过蜗杆连轴器(15)相连接。
3.根据权利要求1所述的具有旋转功能的复合材料成型罐，其特征在于：所述罐体(1)上还设置有抽真空装置(16)。
4.根据权利要求1所述的具有旋转功能的复合材料成型罐，其特征在于：所述套筒连轴器(6)上设有真空管线架(11)，真空管线架(11)用于盘设真空管线。
5.根据权利要求1所述的具有旋转功能的复合材料成型罐，其特征在于：所述工件(2)的转动速度为0.5d/Min，所述工件(2)的转动方式为正反转各1/2转并循环。
6.一种如权利要求1-5任一项所述的具有旋转功能的复合材料成型罐的工作方法，其特征在于：所述工作方法为：工件(2)上预设有碳纤维复合材料预浸料，罐体(1)对工件(2)上的碳纤维复合材料预浸料进行加热，罐体(1)上增设电机(3)，电机(3)将电能转换成旋转动能驱动连接轴(17)旋转，通过万向连轴器(4)以及蜗杆连轴器(15)将旋转动能传递给蜗杆(5)，蜗杆(5)带动与其齿合的涡轮(7)旋转，从而驱动涡轮(7)的输出轴旋转，旋转力经套筒连轴器(6)带动工件轴传动给工件(2)，使工件(2)在工件支座(10)进行旋转，这个过程中，电机(3)来控制工件(2)进行正反转，保证运行过程平稳，使工件(2)上的管材成型过程中受热更均匀，从而提高管材质量和制造精度；在蜗杆连轴器(15)与蜗杆(5)对接时，可通过机械转动手轮(13)进行微调位置，使蜗杆连轴器(15)与蜗杆(5)对接简单、方便。
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