CN111766159A - 一种纤维增强复合材料棒材的卷绕试验装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种纤维增强复合材料棒材的卷绕试验装置，包括防护罩和卷绕装置，卷绕装置包括驱动部和直径可调的卷绕轮，卷绕轮上还设有加紧装置，防护罩内设有试样导入装置，防护罩外侧壁上还设有控制器；本发明的优点：通过驱动部驱动卷绕轮实现试样的卷绕试验，由于卷绕轮的直径可调，因此，能根据试样的直径而进行有效调节，不仅能使卷绕轮在卷绕试验中能保证试样的卷绕性能，而且能向试样提供最佳的卷绕半径，从而提高了试验结果的准确度，其次，卷绕轮上设有夹紧试样的加紧装置，能保证试样在卷绕过程中的固定质量，避免卷绕过程中试样的径向和横向的晃动，提高了卷绕效率。

Description

一种纤维增强复合材料棒材的卷绕试验装置

技术领域

本发明涉及一种纤维增强复合材料棒材的卷绕试验装置。

背景技术

随着我国的城市化进程进一步提高，土地资源越来越紧张，架空输电线路走廊的选择已受到较大的制约。对于目前需求的增长、线路扩容的需要及环保的要求，架空线路如果仍然采用普通钢芯铝绞线已远不能满足技术要求，为了安全可靠的输送较多的电力，各国的科技工作者致力于不断寻找新的架空输电线路用导线。

碳纤维/玻璃纤维増强复合导线是以聚酰胺耐火处理和碳化而成的碳纤维为中心，玻璃纤维及高强度、高韧性的环氧树脂包覆形成的单根芯棒，导线外层与临外层铝线股均为梯形截面，是一种性能优越的新型导线。其具有重量轻、强度大、耐高温、耐腐蚀、载流量大、弛度低、使用寿命长等优点，同时具有结构简单、架设和维护方便、又利于跨越江河山谷等特殊地理位置。

为方便输电线路绞线的运输和架设，往往将芯棒的绞线卷绕于线盘上，然而碳纤维/玻璃纤维増强复合芯棒弹性模量高，延伸率低，若使用的圆盘直径过大有浪费空间之嫌，而圆盘直径过小芯棒在卷绕过程中碳纤维内芯层与玻璃纤维外表层可能会发生剥离，出现断裂破坏现象。

发明内容

本发明所要达到的目的就是提供一种纤维增强复合材料棒材的卷绕试验装置，能适应不同直径的芯棒试验，保证试验的质量。

为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：一种纤维增强复合材料棒材的卷绕试验装置，包括防护罩和卷绕装置，所述卷绕装置包括驱动部和直径可调的卷绕轮，所述驱动部设置在防护罩内，所述卷绕部与驱动轮传动连接，所述卷绕轮上还设有用于夹紧试样的加紧装置，所述防护罩内设有调整试样进给角度的试样导入装置，所述防护罩外侧壁上还设有与卷绕装置相连的控制器。

优选的，所述卷绕轮包括凸轮轮盘、轮盘和轮辐，所述凸轮轮盘转动连接在轮配上，所述轮盘内设有导轨，所述轮辐活动连接在导轨上，所述轮辐上设有凸轮杆，所述凸轮轮盘上设有供凸轮杆滑动的弧形滑槽，且所述凸轮杆上还设有用于锁紧凸轮轮盘的锁紧螺母，所述驱动部包括支架和设置在支架上的驱动电机，所述驱动电机与卷绕轮通过齿轮传动组件与轮盘连接。

优选的，所述加紧装置包括连接头和加紧套，所述加紧套包括套尾和套头，所述连接头的一端与轮辐相连，所述套尾设置在连接头的另一端，所述套头上设有试样穿孔，所述套尾上设有第一螺栓，当试样穿过试样穿孔时依靠第一螺栓的预紧力而实现固定和松开。

优选的，所述连接头的一端设有与轮辐相连的连接孔，所述连接头的另一端设有安装所述套尾的容置孔，所述套尾设有与第一螺栓相连的螺孔，所述第一螺栓上还设有垫圈，所述垫圈设置在第一螺栓与连接头之间。

优选的，所述试样导入装置包括立座、前导向机构和后导向机构，所述前导向机构固定连接在立座上，所述后导向机构可拆卸的连接在立座上。

优选的，所述立座的竖直方向上设有调节后导向机构高度的调节孔。

优选的，所述前导向机构和后导向机构均包括基座、光杆、上导向轮和下导向轮，所述下导向轮固定连接在基座上，所述基座上设有与上导向轮相连的手轮，所述基座上设有与光杆相连的滚动轴承，所述光杆安装在立座上。

优选的，所述光杆的两端均安装有防脱盖。

优选的，所述防护罩内还设有摄像头，所述防护罩外侧壁上还设有与摄像头相连的监视器。

优选的，所述防护罩外侧壁上还设有配电箱，所述配电箱分别与摄像头、监视器、控制器和卷绕装置相连。

综上所述，本发明的优点：通过驱动部驱动卷绕轮实现试样的卷绕试验，由于卷绕轮的直径可调，因此，能根据试样的直径而进行有效调节，不仅能使卷绕轮在卷绕试验中能保证试样的卷绕性能，而且能向试样提供最佳的卷绕半径，从而提高了试验结果的准确度，其次，卷绕轮上设有夹紧试样的加紧装置，能保证试样在卷绕过程中的固定质量，避免卷绕过程中试样的径向和横向的晃动，提高了卷绕效率，试样导入装置的设置，能有效的调整试样的进给角度，而且能对试样在进给过程中出现的晃动进行自动调整，然后，将卷绕装置和试样导入装置均设置在防护罩内，试验过程能对试样起到一定的防护作业，避免了试验过程中试样断裂、破损而对操作人员造成的危害，提高了试验时的安全性能，最后，在防护罩外侧壁上设置控制器，能通过控制器来设置卷绕装置的卷绕速度以及卷绕圈数，从而提高了试验的准确度。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明：

图1为本发明一种纤维增强复合材料棒材的卷绕试验装置的结构示意图；

图2为本发明中试样导入装置的结构示意图；

图3为本发明中卷绕装置的结构示意图；

图4为卷绕轮的结构示意图；

图5为加紧装置的结构示意图；

图6为图5中A-A的剖视图。

附图标记：

1 试样、2防护罩、3卷绕装置、4试样导入装置、5控制器、6监视器、7摄像头、8配电箱；

401立座、402下导向轮、403上导向轮、404前导向机构、405手轮、406调节孔、407光杆、408后导向机构、409滚动轴承、410防脱盖、411螺栓；

301卷绕轮、302加紧机构、303驱动电机、304支架、305凸轮轮盘、306轮盘、307轮辐、308锁紧螺母、309安装孔、310连接头、311加紧套、312连接孔、313套头、314试样穿孔、315螺孔、316套尾、317垫圈、318螺栓、319容置孔。

具体实施方式

如图1、图2、图3、图4、图5、图6所示，一种纤维增强复合材料棒材的卷绕试验装置，包括防护罩2和卷绕装置3，所述卷绕装置3包括驱动部和直径可调的卷绕轮301，本实施例中的卷绕轮301直径可满足300～1200mm之间任意的调节，所述驱动部设置在防护罩2内，所述卷绕部与驱动轮传动连接，所述卷绕轮301上还设有用于夹紧试样1的加紧装置302，所述防护罩2内设有调整试样1进给角度的试样导入装置4，所述防护罩2外侧壁上还设有与卷绕装置3相连的控制器5。

通过驱动部驱动卷绕轮301实现试样1的卷绕试验，由于卷绕轮301的直径可调，因此，能根据试样1的直径而进行有效调节，不仅能使卷绕轮301在卷绕试验中能保证试样1的卷绕性能，而且能向试样1提供最佳的卷绕半径，从而提高了试验结果的准确度，其次，卷绕轮301上设有夹紧试样1的加紧装置302，能保证试样1在卷绕过程中的固定质量，避免卷绕过程中试样1的径向和横向的晃动，提高了卷绕效率，试样导入装置4的设置，能有效的调整试样1的进给角度，而且能对试样1在进给过程中出现的晃动进行自动调整，然后，将卷绕装置3和试样导入装置4均设置在防护罩2内，试验过程能对试样1起到一定的防护作业，避免了试验过程中试样1断裂、破损而对操作人员造成的危害，提高了试验时的安全性能，最后，在防护罩2外侧壁上设置控制器5，能通过控制器5来设置卷绕装置3的卷绕速度以及卷绕圈数，从而提高了试验的准确度。

所述卷绕轮301包括凸轮轮盘305、轮盘306和轮辐307，所述凸轮轮盘305转动连接在轮配上，所述轮盘306内设有导轨（图中未画出），所述轮辐307活动连接在导轨上，所述轮辐307上设有凸轮杆（图中未画出），所述凸轮轮盘305上设有供凸轮杆滑动的弧形滑槽，且所述凸轮杆上还设有用于锁紧凸轮轮盘305的锁紧螺母308，所述驱动部包括支架304和设置在支架304上的驱动电机303，所述驱动电机303与卷绕轮301通过齿轮传动组件与轮盘306连接，使用时，先松开锁紧螺母308，然后操作人员手动的转动凸轮轮盘305，凸轮轮盘305转动而带动凸轮杆在弧形滑槽内运动，当凸轮轮盘305顺时针转动时，凸轮杆沿弧形滑槽向外运动，此时凸轮杆带动轮辐307向外运动，从而增大了整个卷绕轮301的直径，当凸轮轮盘305逆时针转动时，凸轮杆沿弧形滑槽向凸轮轮盘305的中心运动，此时凸轮杆带动轮辐307向内运动，此时可减小整个卷绕轮301的直径，当调整后，只需拧紧锁紧螺母308就可以保证凸轮轮盘305的固定质量，其次，将驱动部设置成支架304和驱动电机303，支架304能实现驱动电机303平稳的安装在防护罩2内，驱动电机303能驱动卷绕轮301的快速转动，本实施例中的驱动电机303可采用伺服电机，且齿轮传动组件可采用蜗轮蜗杆齿轮传动组件或斜齿轮传动组件。

所述加紧装置302包括连接头310和加紧套311，所述加紧套311包括套尾316和套头313，所述连接头310的一端与轮辐307相连，所述套尾316设置在连接头310的另一端，所述套头313上设有试样穿孔314，所述套尾316上设有第一螺栓318，当试样1穿过试样穿孔314时依靠第一螺栓318的预紧力而实现固定和松开，安装时，将试样1穿过试样穿孔314，且使试样1露出的长度不小于100mm,然后拧紧第一螺栓318，通过连接头310的一端与轮辐307相连，能使加紧装置302随轮辐307的调节而调节，保证试样1卷绕时的质量，其次，通过第一螺栓318向试样1提高预紧力，能使试样1具有一定的张力，所述连接头310的一端设有与轮辐307相连的连接孔312，所述轮辐307上设有与连接孔312相适配的安装孔309，所述连接头310通过螺钉安装在轮辐307上，所述连接头310的另一端设有安装所述套尾316的容置孔319，所述套尾316设有与第一螺栓318相连的螺孔315，所述第一螺栓318上还设有垫圈317，所述垫圈317设置在第一螺栓318与连接头310之间，通过螺钉能实现连接头310准确的定位安装在轮辐307上，保证了卷绕试验时加紧装置302的固定质量，且能根据不同规格的试样1对加紧套311进行更换，保证试样1能顺着切线绕到轮辐307上。

所述试样导入装置4包括立座401、前导向机构404和后导向机构408，所述前导向机构404固定连接在立座401上，所述后导向机构408可拆卸的连接在立座401上，通过后导向机构408与立柱的可拆卸连接，能有效的调整后导向机构408在立座401上的高度，从而快速的调整了试样1的进给角度，所述前导向机构404和后导向机构408均包括基座、光杆407、上导向轮403和下导向轮402，所述下导向轮402固定连接在基座上，所述基座上设有与上导向轮403相连的手轮405，所述基座上设有与光杆407相连的滚动轴承409，所述光杆407安装在立座401上，试验时，通过手轮405调整上导向轮403与下导向轮402之间的夹紧力来压紧或松开试样1，其次，通过滚动轴承409实现整个前导向机构404和后导向机构408在光杆407上可自由转动，从而实现了对试样1进给过程中出现的晃动进行自动调整，最后，上导向轮403和下导向轮402不仅能用于试样1的导向，而且能向试样1施加一定的摩擦阻力，所述立座401的竖直方向上设有调节后导向机构408高度的调节孔406，方便后导向机构408的快速安装固定，能有效的调整后导向机构408的高度，另外，由于整个后导向机构408可在光杆407上自由转动，从而使试样1可呈直线状态切向卷入卷绕装置3内，所述光杆407的两端均安装有防脱盖410，能保证试验时光杆407的固定质量，防止前导向机构404和后导向机构408的脱落，安装过程中，所述防脱盖410上设有第二螺栓411，保证防脱盖的固定质量。

所述防护罩2内还设有摄像头7，所述防护罩2外侧壁上还设有与摄像头7相连的监视器6，能通过摄像头7实时的拍摄试样1卷绕时的视频，并通过监视器6展示在试验人员眼前，方便试验人员直观的获取试样1试验的情况，保证试验的安全性能，所述防护罩2外侧壁上还设有配电箱8，所述配电箱8分别与摄像头7、监视器6、控制器5和卷绕装置3相连，能保证摄像头7、监视器6、控制器5和卷绕装置3的连续性供电，保证试验的可靠性。

除上述优选实施例外，本发明还有其他的实施方式，本领域技术人员可以根据本发明作出各种改变和变形，只要不脱离本发明的精神，均应属于本发明所附权利要求所定义的范围。

Claims (10)

1.一种纤维增强复合材料棒材的卷绕试验装置，其特征在于：包括防护罩和卷绕装置，所述卷绕装置包括驱动部和直径可调的卷绕轮，所述驱动部设置在防护罩内，所述卷绕部与驱动轮传动连接，所述卷绕轮上还设有用于夹紧试样的加紧装置，所述防护罩内设有调整试样进给角度的试样导入装置，所述防护罩外侧壁上还设有与卷绕装置相连的控制器。

2.根据权利要求1所述的一种纤维增强复合材料棒材的卷绕试验装置，其特征在于：所述卷绕轮包括凸轮轮盘、轮盘和轮辐，所述凸轮轮盘转动连接在轮配上，所述轮盘内设有导轨，所述轮辐活动连接在导轨上，所述轮辐上设有凸轮杆，所述凸轮轮盘上设有供凸轮杆滑动的弧形滑槽，且所述凸轮杆上还设有锁紧凸轮轮盘的锁紧螺母，所述驱动部包括支架和设置在支架上的驱动电机，所述驱动电机与卷绕轮通过齿轮传动组件与轮盘连接。

3.根据权利要求2所述的一种纤维增强复合材料棒材的卷绕试验装置，其特征在于：所述加紧装置包括连接头和加紧套，所述加紧套包括套尾和套头，所述连接头的一端与轮辐相连，所述套尾设置在连接头的另一端，所述套头上设有试样穿孔，所述套尾上设有第一螺栓，当试样穿过试样穿孔时通过螺栓的松紧来固定。

4.根据权利要求3所述的一种纤维增强复合材料棒材的卷绕试验装置，其特征在于：所述连接头的一端设有与轮辐相连的连接孔，所述连接头的另一端设有安装所述套尾的容置孔，所述套尾设有与第一螺栓相连的螺孔，所述第一螺栓上还设有垫圈，所述垫圈设置在第一螺栓与连接头之间。

5.根据权利要求1所述的一种纤维增强复合材料棒材的卷绕试验装置，其特征在于：所述试样导入装置包括立座、前导向机构和后导向机构，所述前导向机构固定连接在立座上，所述后导向机构可拆卸的连接在立座上。

6.根据权利要求5所述的一种纤维增强复合材料棒材的卷绕试验装置，其特征在于：所述前导向机构和后导向机构均包括基座、光杆、上导向轮和下导向轮，所述下导向轮固定连接在基座上，所述基座上设有与上导向轮相连的手轮，所述基座上设有与光杆相连的滚动轴承，所述光杆安装在立座上。

7.根据权利要求6所述的一种纤维增强复合材料棒材的卷绕试验装置，其特征在于：所述立座的竖直方向上设有调节后导向机构高度的调节孔。

8.根据权利要求7所述的一种纤维增强复合材料棒材的卷绕试验装置，其特征在于：所述光杆的两端均安装有防脱盖。

9.根据权利要求1所述的一种纤维增强复合材料棒材的卷绕试验装置，其特征在于：所述防护罩内还设有摄像头，所述防护罩外侧壁上还设有与摄像头相连的监视器。

10.根据权利要求9所述的一种纤维增强复合材料棒材的卷绕试验装置，其特征在于：所述防护罩外侧壁上还设有配电箱，所述配电箱分别与摄像头、监视器、控制器和卷绕装置相连。

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