一種纖維連續(xù)纏繞裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及工程材料纖維增強(qiáng)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種纖維連續(xù)纏繞裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著材料科技與生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展，在石油化工、交通運(yùn)輸、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等各個(gè)領(lǐng)域，以鋼材為代表的的金屬型材、管道在使用過程中暴露出易腐蝕氧化，成本高維修保養(yǎng)困難等問題，正逐步為具有比強(qiáng)度高、耐各種惡劣環(huán)境、成型周期短生產(chǎn)效率高等優(yōu)勢的增強(qiáng)型復(fù)合材料所代替。
[0003]纖維纏繞增強(qiáng)復(fù)合管是近年來興起的一種熱塑性復(fù)合管道，具有耐腐耐磨、耐低溫、導(dǎo)熱系數(shù)低、撓曲性好可設(shè)計(jì)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)還具有易于回收利用環(huán)境友好等優(yōu)勢。在現(xiàn)有技術(shù)中，熱塑性纖維增強(qiáng)管材的生產(chǎn)工藝通常是先由擠出機(jī)成型管芯，再將覆塑好的纖維束或纖維帶纏繞在管芯上，最后擠出包覆外層樹脂。如中國發(fā)明專利201210502640.3纖維網(wǎng)格帶纏繞增強(qiáng)復(fù)合管及制備工藝和設(shè)備所公開的，首先由基礎(chǔ)設(shè)備連續(xù)擠出管芯，再通過加熱箱加熱粘結(jié)樹脂并纏繞纖維帶，最后通過牽引，真空噴淋定徑箱定徑得到復(fù)合管材。復(fù)合管材的纖維纏繞主要分為兩種方式，一種采用模芯帶動管芯轉(zhuǎn)動，使纖維纏繞在管芯上，這種方式只能在已固化定長的管芯上實(shí)施。第二種方式由纏繞機(jī)構(gòu)帶動纖維轉(zhuǎn)動，在管材連續(xù)擠出的過程中纏繞纖維，中國發(fā)明專利CN201410031425.9 一種鋼絲骨架連續(xù)纏繞工藝，所公開的纖維纏繞機(jī)，其特征在于當(dāng)鋼絲卷剩余一定的量時(shí)，瑋線纏繞動盤加速纏繞，并在行走機(jī)構(gòu)的驅(qū)動下向右運(yùn)動至鋼絲耗盡，此過程對比正常纏繞在相同的時(shí)間內(nèi)向右多纏繞了一段，由此獲得一個(gè)時(shí)間補(bǔ)償，在管材纏繞收尾段正常運(yùn)動至左端位置時(shí)，瑋線纏繞動盤10進(jìn)行鋼絲更換并運(yùn)動到左端正常纏繞位置，再進(jìn)行正常纏繞。此外在纖維纏繞增強(qiáng)工藝中，為獲得最佳的強(qiáng)度增強(qiáng)效果，通常采用表層纏繞兩層方向相反的纖維層，即采用交叉纏繞方法。
[0004]然而，以上技術(shù)和纏繞裝置通常存在以下問題:1、管芯擠出后為保證足夠的纏繞強(qiáng)度，需要經(jīng)過冷卻固化，再纏繞覆塑加熱的纖維材料，在涂覆外層材料時(shí)又需加熱，能耗高；2、由于熱塑性塑料流動性差，纖維浸漬不良時(shí)，則容易在纏繞和涂覆外層材料的過程中夾雜氣泡，截面結(jié)合性能差，影響管體強(qiáng)度；3、纖維纏繞裝置復(fù)雜，纖維牽引阻尼大，能耗大；4、回轉(zhuǎn)盤上的纖維用盡時(shí)，需停機(jī)補(bǔ)充，影響纖維纏繞的連續(xù)性；5、為了實(shí)現(xiàn)交叉纏繞，通常使用沿?cái)D出方向設(shè)置兩套纖維纏繞設(shè)備，兩處纖維纏繞點(diǎn)間距大，纖維與擠出表面結(jié)合性能受影響，能量利用率低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實(shí)用新型的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)和不足，提供一種纖維連續(xù)纏繞裝置。不僅克服了現(xiàn)有技術(shù)連續(xù)纏繞的存在的問題，并能在一臺纏繞系統(tǒng)上實(shí)現(xiàn)纖維交叉纏繞。
[0006]本實(shí)用新型通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
[0007]一種纖維連續(xù)纏繞裝置，包括機(jī)架、齒輪盤1、設(shè)置在機(jī)架上的纖維纏繞系統(tǒng)、纖維纏繞系統(tǒng)的驅(qū)動系統(tǒng)、纖維纏繞系統(tǒng)的正反轉(zhuǎn)系統(tǒng)、設(shè)置在纖維纏繞系統(tǒng)上的纖維捆壓緊機(jī)構(gòu)；
[0008]所述驅(qū)動系統(tǒng)上設(shè)有用于在兩個(gè)齒輪盤I之間相互切換的齒輪切換機(jī)構(gòu)；
[0009]所述的正反轉(zhuǎn)系統(tǒng)包括:使兩個(gè)齒輪盤I正向或者反向轉(zhuǎn)動的正反轉(zhuǎn)齒輪組、控制兩個(gè)齒輪盤I正向或者反向轉(zhuǎn)動的正反轉(zhuǎn)切換機(jī)構(gòu)。
[0010]所述齒輪切換機(jī)構(gòu)通過支架8固定在機(jī)架上，包括支架8、電機(jī)9、設(shè)置在支架8上的切換軸11、切換塊5、切換軸11上的A齒輪13 ;切換軸11的兩端分別設(shè)有軸肩11-1和軸套15 ;切換塊5包圍A齒輪13的外緣；
[0011]電機(jī)9固定在支架8上，電機(jī)9的輸出軸通過聯(lián)軸器10連接切換軸11 ;切換軸11的兩端通過軸承支撐在支架8上，并通過端蓋12、17軸向固定；切換軸11上設(shè)置A齒輪13，A齒輪13通過切換軸11上的鍵14周向固定；A齒輪13的厚度小于兩個(gè)齒輪盤I之間間隙的寬度，鍵14的長度大于兩個(gè)齒輪盤I之間的距離；
[0012]切換塊5的內(nèi)槽口的寬度大于A齒輪13的厚度，切換塊5通過螺釘與切換手柄4連接，并能相對切換手柄4轉(zhuǎn)動；螺釘固定在切換手柄4上，切換手柄4的下端通過螺釘連接機(jī)架，并能相對機(jī)架3轉(zhuǎn)動；撥動切換手柄4，通過切換塊5可使A齒輪13在軸肩11-1與軸套15之間軸向移動。
[0013]所述正反轉(zhuǎn)齒輪組，包括正反轉(zhuǎn)系統(tǒng)支架18、正反轉(zhuǎn)手柄21、導(dǎo)軌19、A齒輪軸25、B齒輪軸26、軸29 ;A齒輪軸25、B齒輪軸26、軸29的軸向與纖維纏繞系統(tǒng)的回轉(zhuǎn)軸線平行；正反轉(zhuǎn)系統(tǒng)支架18設(shè)在導(dǎo)軌19上；
[0014]A齒輪軸25、B齒輪軸26和軸29通過軸承支撐在正反轉(zhuǎn)系統(tǒng)支架18上，兩端通過正反轉(zhuǎn)系統(tǒng)端蓋23固定；A齒輪軸25和B齒輪軸26上分別設(shè)有D齒輪25_1和E齒輪26-1，C齒輪27和鍵28設(shè)置在軸29上，軸承30設(shè)在軸29上，軸承30和C齒輪27通過兩側(cè)的軸肩和軸套軸向固定齒輪24套設(shè)在軸承30上，并通過內(nèi)凸緣24-1和蓋圈32軸向固定，蓋圈32通過了螺釘固定在B齒輪24側(cè)面；
[0015]B齒輪24的厚度小于兩個(gè)齒輪盤I之間的間隙齒輪24與E齒輪26_1嚙合，E齒輪26-1與D齒輪25-1嚙合，D齒輪25_1與C齒輪27嚙合；B齒輪24和C齒輪27，D齒輪25-1和E齒輪26-1的齒數(shù)相同。
[0016]正反轉(zhuǎn)手柄21通過螺釘與機(jī)架連接，并能相對機(jī)架轉(zhuǎn)動，固定螺釘22通過正反轉(zhuǎn)手柄21上的槽孔21-1與正反轉(zhuǎn)手柄21滑塊連接；槽孔21-1的高度能夠使B齒輪24、C齒輪27與兩側(cè)的齒輪盤I從嚙合狀態(tài)向右移動到完全脫離。
[0017]兩個(gè)齒輪盤I的內(nèi)壁均設(shè)有V型凸緣1-1，通過多個(gè)V型槽軸承的V型槽支撐，使齒輪盤I在機(jī)架3上軸向固定；多根軸桿46均布固定在機(jī)架3上，軸桿46的軸線平行所構(gòu)成的圓與齒輪盤I同軸形槽軸承45通過軸桿46固定在機(jī)架3上，并通過兩側(cè)軸套47軸向固定，軸套47通過緊定螺釘48軸向固定。
[0018]纖維纏繞系統(tǒng)通過齒輪盤I軸向固定在機(jī)架3上，回轉(zhuǎn)盤2通過螺釘固定在齒輪盤I上，回轉(zhuǎn)盤2的外徑小于齒輪盤I外齒的齒根圓直徑；多個(gè)纖維捆壓緊機(jī)構(gòu)徑向分布在回轉(zhuǎn)盤2上。
[0019]纖維捆壓緊機(jī)構(gòu)包括纖維固定板34、壓桿38、連桿39、連桿支座41 ;連桿支座41固定在纖維固定板34上，連桿39與連桿支座41銷接，壓桿38與連桿39銷接，連桿支座41上設(shè)有扭簧42，連桿39上設(shè)有滑塊43，扭簧42的一個(gè)力臂緊靠在滑塊43上；滑塊43可以在連桿39上滑動，再通過螺釘44固定，扭簧42的彈力使壓桿38靠緊纖維捆37 ;通過調(diào)節(jié)滑塊43，改變扭簧42相對連桿39力臂的長度，用以壓桿38壓緊纖維捆37的壓緊力度；
[0020]纖維纏繞系統(tǒng)還包括內(nèi)設(shè)有導(dǎo)向端子40的導(dǎo)向漏斗33、纖維固定桿36、纖維捆37 ;導(dǎo)向漏斗33固定在纖維固定板34的下端；
[0021]纖維捆37通過纖維固定桿36固定在纖維固定板34的上端，纖維固定桿36 —端設(shè)有用于固定纖維捆37的圓臺，另一端穿過纖維固定板34并利用螺母(碟形)35固定，纖維捆37在纖維固定桿36上固定不發(fā)生轉(zhuǎn)動。
[0022]導(dǎo)向端子40上設(shè)有通孔，導(dǎo)向端子40的一端設(shè)有過度錐面，另一端設(shè)有內(nèi)六角沉孔，并依靠內(nèi)六角沉孔擰入導(dǎo)向漏斗33。
[0023]纖維固定桿36的軸線與導(dǎo)向漏斗33的中軸線重合，并垂直于齒輪盤I的軸向；
[0024]或者纖維固定桿36的軸線與導(dǎo)向漏斗33的軸線重合，并與齒輪盤I的徑向處于同一平面，每兩套纖維纏繞系統(tǒng)上纖維固定桿36的軸線在機(jī)架3的軸線上相交于同一個(gè)點(diǎn)。
[0025]采用上述纖維連續(xù)纏繞裝置纏繞纖維的方法如下:
[0026]首先將纖維捆37裝在兩套纖維纏繞系統(tǒng)內(nèi)每根纖維固定桿36上，將壓桿38壓住纖維捆37，從纖維捆37上引出纖維并通過導(dǎo)向漏斗33，穿過導(dǎo)向端子40的內(nèi)孔；
[0027]將纖維纏繞系統(tǒng)設(shè)置在連續(xù)擠出設(shè)備52的擠出口模53處，并使纏繞系統(tǒng)的軸心與擠出方向重合；將切換手柄4撥向左側(cè)，使A齒輪13與左側(cè)的齒輪盤I的外齒嚙合，并撥動正反轉(zhuǎn)手柄21，使B齒輪24移動到兩個(gè)齒輪盤I之間；
[0028]連續(xù)擠出開始后，將每個(gè)導(dǎo)向端子40所引出的纖維纏繞在擠出表面，并啟動電機(jī)9，電機(jī)9通過A齒輪13帶動左側(cè)的纖維纏繞系統(tǒng)轉(zhuǎn)動，使纖維從纖維捆37上勻速引出，均勻地纏繞在擠出表面上；
[0029]管材的表面纏上纖維后，進(jìn)入管材真空定徑裝置54進(jìn)行真空定徑，在定徑過程中，纖維與管材表面結(jié)合部位的空氣被排除；
[0030]由左側(cè)纖維纏繞系統(tǒng)上的纖維消耗完畢時(shí)，將切換手柄4撥向右側(cè)，使A齒輪13脫離與左側(cè)的齒輪盤I的嚙合，并與右側(cè)的齒輪盤I嚙合，驅(qū)動