一種纖維纏繞玻璃鋼管件的制成設備及制造工藝的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種石油化工、市政等領域用玻璃鋼管道配套使用的纖維纏繞玻璃鋼管件制造設備及工藝，特別涉及一種纖維纏繞玻璃鋼管件的制成設備及制造工藝。
【背景技術】
[0002]管件作為管道的一種必備的配套組件，其質(zhì)量好壞直接關系到整個管網(wǎng)系統(tǒng)的運行安全，而目前玻璃鋼管道領域所應用的管件產(chǎn)品，均為手工纏繞成型，普遍存在生產(chǎn)效率低、生產(chǎn)工藝落后、質(zhì)量不穩(wěn)定等問題，尤其是高壓力等級的環(huán)氧管件產(chǎn)品，對產(chǎn)品質(zhì)量要求很高，但存在的質(zhì)量隱患問題也比較突出。主要表現(xiàn)在:
1、生產(chǎn)效率低。人工纏繞成型工藝制作管件，需要多個工序相互協(xié)調(diào)，鋪層工藝復雜造成準備工序所需時間很長;同時，由于人工操作體能方面的局限性，無法實現(xiàn)高水平的快速纏繞，生產(chǎn)效率較低，所需人工較多，尤其大批量連續(xù)生產(chǎn)時該方面的限制性比較大。
[0003]2、質(zhì)量不穩(wěn)定。人工纏繞成型工藝制作管件全靠手感來保證產(chǎn)品質(zhì)量，纏繞過程中的張力控制、線形控制等因素變動很大，員工之間的操作手法、熟練程度等均會對產(chǎn)品質(zhì)量造成很大的影響，無法實現(xiàn)嚴格意義上的標準化生產(chǎn)，質(zhì)量穩(wěn)定性差。
[0004]3、產(chǎn)品鋪層結構不合理，力學性能差。人工纏繞成型工藝制作管件，由于設備、模具和工藝的局限性，為使纏繞過程中纖維紗不滑紗、保證產(chǎn)品軸向強度，產(chǎn)品采用“玻璃纖維紗+玻璃纖維多軸向布”的夾心結構進行交替纏繞，兩種不同的材料之間張力不同，層間剪切強度低，很容易產(chǎn)生分層、架空等質(zhì)量缺陷，也是人工纏繞成型工藝制作的管件經(jīng)常出現(xiàn)的質(zhì)量問題。
[0005]4、外觀質(zhì)量差。人工纏繞成型工藝制作的管件由于張力控制不均、線形紊亂等因素，產(chǎn)品固化成型過程中材料發(fā)生交聯(lián)反應會膨脹，造成產(chǎn)品表面不平整光滑，后續(xù)需要經(jīng)過大量的人工打磨來修整產(chǎn)品表面。
[0006]5、生產(chǎn)成本高。隨著人工成本的越來越高，人工纏繞成型工藝制作管件所需的人工成本越來越高，尤其是熟練的操作工，而且由于技術門檻比較高，人員培訓和技能培訓時間比較長;大批量連續(xù)生產(chǎn)時，管件產(chǎn)品的生產(chǎn)效率和人工成本已成為最大的阻礙。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的就是針對現(xiàn)有技術存在的上述缺陷，提供一種纖維纏繞玻璃鋼管件的制成設備及制造工藝，同時采用先進的成型工藝、科學的鋪層結構設計和材料配方設計，解決人工纏繞環(huán)氧類高壓管件生產(chǎn)過程中的系列難題。
[0008]本發(fā)明提到的一種纖維纏繞玻璃鋼管件的制成設備，包括主機箱(1)、機械手(2)、機架(3)、尾座(4)、纏繞模具(5)、纏繞夾具(6)、轉臂(7)、張緊機構(8)、浸膠槽(9)、底座
(10)和浸膠槽支架，底座(10)的一側安裝主機箱(1)，另一側安裝尾座(4)，在尾座(4)的旁邊安裝機架(3)，機架(3)上安裝機械手(2)，在機械手(2)的末端設有纏繞夾具(6)，且作為纖維紗的導向裝置;所述的主機箱(1)連接轉臂(7)和主轉軸(13)，主轉軸(13)的一端與主機箱(1)連接，另一端與尾座(4)頂部連接，纏繞模具主軸的中間固定有纏繞模具(5);所述的轉臂(7)為L型結構轉臂(7)，且轉臂(7)通過主機箱(1)帶動旋轉；
在底座(10)的旁邊設有浸膠槽支架，浸膠槽支架上設有浸膠槽(9)和張緊機構(8)，玻璃纖維通過張緊機構(8)后穿過纏繞夾具(6)，一端夾持在轉臂(7)上的氣動夾頭上。
[0009]上述的纏繞夾具(6)包括夾具主軸(6.1)、彈簧(6.3)、支撐桿(6.4)、夾具外套(6.5)、壓緊塊(6.6)、施膠管(6.7)、引導塊(6.8)，夾具主軸(6.1)上套有彈簧(6.3)，彈簧(6.3)下部為夾具外套(6.5)，夾具外套(6.5)的上部安設支撐桿(6.4)，下部設有壓緊塊
(6.6)，通過壓緊塊(6.6)對纖維紗壓緊，所述的支撐桿(6.4)連接引導塊(6.8)，且在引導塊(6.8)與壓緊塊(6.6)之間設有施膠管(6.7)，纖維紗通過引導塊(6.8)實現(xiàn)纖維紗按照鋪層設計要求進行軌跡纏繞，并通過壓緊塊(6.6)將纖維紗壓緊在模具(5)。
[0010]上述的夾具主軸(6.1)的下側通過百分表座(6.12)連接百分表(6.11)，且夾具主軸(6.1)的底部設有校準尖點(6.10)。
[0011 ] 上述的彈簧(6.3)的上側設有調(diào)節(jié)螺母(6.2)，通過調(diào)節(jié)螺母(6.2)來調(diào)整彈簧
(6.3)的松緊度。
[0012]上述的主機箱(1)內(nèi)安設減速機(14)、主軸伺服電機(15)和轉臂伺服電機(16)、減速機(17)、聯(lián)軸器(18)，所述的主軸伺服電機(15 )連接減速機(14)，減速機(14)連接主轉軸
(13)的一端，主轉軸(13)的另一端通過軸承(12)安裝在旋轉支撐(11)中心，主轉軸(13)的外側部分安裝纏繞模具(5);所述的聯(lián)軸器(18)通過副轉軸(19)、小齒輪(20)、離合氣缸
(21)連接到轉臂(7)，所述的轉臂(7)的最外端裝有氣動夾頭(22)。
[0013]上述的旋轉支撐(11)上設有三爪卡盤(23)。
[0014]上述的浸膠槽(9)用于實現(xiàn)纏繞紗和樹脂糊的浸潤，并帶有加溫功能，可實現(xiàn)不同環(huán)境溫度條件下對樹脂糊溫度的控制;所述的樹脂糊主要由以下重量份的各組分混合后制備而成:23-28份環(huán)氧樹脂、55-60份增強玻璃纖維、5_10份填料、1_2份低收縮劑、2_5份固化劑、0.3-0.5份分散劑、1-3份抗紫外線吸收劑。
[0015]上述的環(huán)氧樹脂粘度為5000mPa.s，所述增強玻璃纖維為2000TEX以下規(guī)格的合股無捻粗紗，所述填料為粒徑5-10um的氣相二氧化娃粉末，所述低收縮劑為99%以上濃度聚苯乙烯，所述固化劑為99%以上濃度的改性芳香胺，所述分散劑為高純度乙烯基雙硬脂酰胺，所述抗紫外線吸收劑為改性苯并三氮唑助劑。
[0016]本發(fā)明提到的一種纖維纏繞玻璃鋼管件的制成工藝，包括以下步驟:
(1)所述環(huán)氧樹脂與填料、低收縮劑、分散劑均勻混合并充分分散均勻，制備成樹脂糊；離心攪拌機速度不低于30r/min，沿同一方向攪拌時間不低于5min，制成后靜置備用；
(2)管件生產(chǎn)時，先將設備、纏繞紗及控制程序準備就緒，調(diào)整纏繞紗張力至設計范圍內(nèi)；按設計用量準備樹脂糊，根據(jù)設計比例添加固化劑，并進行勻速攪拌，交聯(lián)反應時間控制在1-1.5h之內(nèi)，生產(chǎn)前l(fā)Omin之內(nèi)完成樹脂糊制備即可；
(3)將纏繞模具進行加溫預熱，60°C烘箱內(nèi)預熱20-30min，取出后于lOmin內(nèi)裝配到設備上，進行定位及校準，準備就緒；
(4)手動接紗時進行定向纏繞3-5圈至纏繞紗不滑紗脫落即可，啟動自動纏繞模式，按照鋪層設計要求進行全自動纏繞；
(5)管件制作完成后，將模具及產(chǎn)品整體放入烘箱內(nèi)進行加溫固化，加熱溫度控制在120-150°C，固化時間不低于lh，根據(jù)制品厚度而定；
(6)固化完成后進行冷卻，冷卻至50°C以下時進行修整脫模，并完成模具的清理和組裝以備用。
[0017]另外，需要進一步描述的是:轉臂(7)、機械手(2)和纏繞模具(5)的工作過程如下:
(a)經(jīng)過整理的玻璃纖維紗和玻璃纖維布通過張緊機構(8)后穿過纏繞夾具(6)的引導塊