CN202029399U - 纤维粗纱缠绕玻璃钢方管加工设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种纤维粗纱缠绕玻璃钢方管加工设备，包括缠绕机床身和主轴支架，主轴支架上设有主轴，主轴上设有方管模具，其特征在于该缠绕机床身设有小车导轨，小车导轨上设有小车，小车上设有与方管模具位置相配合的多自由度吐丝机构。本实用新型主要是解决了平面上粗纱无法张紧，容易造成纱束开缝，堆积等缺陷。用纤维粗纱缠绕方管技术，填补了世界上无法用纱束缠绕方管的技术空白，同时实现了方管通过粗纱缠绕而大幅度提高强度，大幅度降低成本，节约能源，提高加工效率，使玻璃钢方管能应用在更高机械强度要求的行业中。扩大了玻璃钢的应用范围，可以很好的替代金属制品，节约资源，对今后玻璃钢的应用发展起到了很好的推动。

Description

纤维粗纱缠绕玻璃钢方管加工设备

技术领域

本实用新型涉及玻璃钢方管用缠绕纱制作的新型技术领域，具体涉及一种纤维粗纱缠绕玻璃钢方管加工设备。到玻璃纤维缠绕技术，玻璃纤维铺丝技术。这一技术，可以填补世界上暂时没有用缠绕纱缠绕方管的技术空白，从而改变方管现有的浇铸，手糊制作技术，大大提高了方管的机械强度，降低成本，提高制作工作效率。节省人力，节约材料，延长方管使用寿命。

背景技术

纤维粗纱缠绕玻璃钢方管技术，使用缠绕纱制作方管，为了提高玻璃钢方管的机械强度，降低成本，延长方管使用寿命。节约材料，人力。本技术是我们公司研发的一种新型的方管制作技术。其功能性主要表现在通过现有的缠绕技术，结合新型的铺丝技术，实现方管在机械性能，化学性能方面的优秀特征。

目前，在世界上，还没有一家公司采用纤维粗纱进行方管缠绕制作技术。普通的方管制作技术，是通过玻璃钢纤维布和树脂三组分混合，在模具上进行手工制作，或者浇铸成型，这样制作的方管，成本非常高，而且制作效率低，寿命也相对很短。现有的方管拉挤技术，只能制作截面比较小的方管，而且强度相对缠绕技术，有很大的差距。方管拉挤的使用局限性比较大。我们研发的这种缠绕纱制作方管技术，就能很好的改善现有方管存在的尺寸，性能等不足的缺陷，在国际上处于技术领先地位。

纤维粗纱缠绕纱方管技术，主要是解决方管在普通工艺制作过程中存在的机械强度低，制造成本高，本体容易变形，制作效率低下等缺陷。同时扩大方管的应用领域，使玻璃钢方管能很好的应用在多个行业领域。这一技术，在室内空调通风管道上可代替现有的无机玻璃钢风管，避免通风管道的脆性，大大提高使用寿命，且相对价格基本持平。在化工，电子，造纸，太阳能，石油等行业，除了提供可靠的化学性能外，同时能保证使用需要的足够的机械强度，大大降低了设备破损的几率，在使用可靠性上有了长足的改善。在建筑行业，纤维缠绕纱方管技术可以实现使用玻璃钢制造桥梁，支撑立柱等主要的承力结构，可以代替钢材。起到节能环保的作用。对节约金属资源起到了很好的弥补作用。纤维粗纱缠绕纱方管技术是一个国际上的新型研究课题。

发明内容

   本实用新型的目的在于提供一种纤维粗纱缠绕玻璃钢方管加工设备，能够改善方管机械，化学性能，使玻璃钢方管的使用范围，使用前景更加广阔。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种纤维粗纱缠绕玻璃钢方管加工设备，包括缠绕机床身和主轴支架，主轴支架上设有主轴，主轴上设有方管模具，其特征在于该缠绕机床身设有小车导轨，小车导轨上设有小车，小车上设有与方管模具位置相配合的多自由度吐丝机构。多自由度吐丝机构包括设在小车上的支架，支架上设有导轨，滑块与导轨滑动连接，多自由度吐丝头通过连接件与滑块连接，多自由度吐丝头与连接件之间设有球形铰链。滑块设有一连接件，多自由度吐丝头通过球形铰链与连接件连接。滑块与上下驱动电机传动连接，导轨与支架之间设有前后驱动装置，多自由度吐丝头与旋转电机传动连接。根据本实用新型的一个实施例，前后驱动装置包括设置在支架上的导轨架，导轨固定在导轨架的一侧，导轨架设置有前后驱动电机，前后驱动电机通过齿轮齿条传动机构与支架连接。该加工设备还包括纱架，小车上安装有混合浸胶槽机构，来自纱架的纤维纱依次经过该混合浸胶槽机构和多自由度吐丝头后缠绕在方管模具上。

本实用新型是针对大口径方管制造中存在的强度低，成本高，容易变形，使用寿命短等缺陷而研究开发的一种新型制造设备，一改传统的缠绕技术无法解决平面上纱束无张力，无支撑切点的缺陷，使粗纱缠绕管道技术不仅应用在圆管缠绕技术上，同时也实现方管使用粗纱缠绕的制作中。本实用新型的优点主要是解决了平面上粗纱无法张紧，容易造成纱束开缝，堆积等缺陷，用纤维粗纱缠绕方管技术，填补了世界上无法用纱束缠绕方管的技术空白，同时实现了方管通过粗纱缠绕而大幅度提高强度，大幅度降低成本，节约能源，提高加工效率，使玻璃钢方管能应用在更高机械强度要求的行业中。扩大了玻璃钢的应用范围，可以很好的替代金属制品，节约资源，对今后玻璃钢的应用发展起到了很好的推动。

附图说明

图1为本实用新型的加工设备装配图。

图2为缠绕制作过程的侧视图。

图3为多自由度吐丝机构的结构示意图。

图4为图3的侧视图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述。

一种纤维粗纱缠绕玻璃钢方管加工设备，包括缠绕机床身1、纱架2和主轴支架3，主轴支架3上设有受主轴电机驱动的模具主轴4，主轴4上设有方管模具5，其特征在于该缠绕机床身1设有小车导轨6，小车导轨6上设有由伺服电机驱动的小车7，小车7上设有与方管模具5位置相配合的多自由度吐丝机构。

主轴电机18驱动方管模具5旋转，主轴电机18设有计数器20，伺服电机19驱动小车7往返运动。纤维纱在方管模具上形成交叉缠绕，直到纤维纱将整个模具覆盖完毕，第一层缠绕就完成了，根据设置的壁厚，再进行第二层，第三层等多层缠绕，直至完成。

根据本实用新型的一个实施例，小车导轨6焊接安装在缠绕机床身1的两侧面，小车7位于小车导轨6上，由导向轮支撑，以便小车运行。伺服电机驱动小车在小车导轨6上运行。

小车上安装有混合浸胶槽机构8。混合浸胶槽8将来自纱架的纱束和配置好的树脂进行混合，保证纱束的每根单纱丝完全浸透树脂，再缠绕在方管模具5上，以便实现玻璃钢从液固态到固态的固化，达到和方管模具一样的玻璃钢制品的成型。

方管模具，主要起到预成型需要制造的方管的几何形状和尺寸，通过粗纱缠绕在其上面后达到需要的壁厚，然后再通过玻璃钢本身的化学反应，固化成型为所需要的形状和尺寸。是产品制作过程的的支撑机构。

纱架2主要是堆放纱团，然后将单个纱团的纱丝21进行排列，保证单根纱丝在进入浸胶槽前，是单独的，不重叠的，而且有序的排列成纱束。

主轴支架是支撑模具的机构，由前后支座两部分组合而成，支撑模具主轴。根据需要制作的方管的断面尺寸和长度，是可调节的。

多自由度吐丝机构，主要是将来自浸胶槽混合了树脂后的纱束，排列，铺置在模具上。由于方管的四个面是平面，纱束在平面上运行时没有张力切点，所以，多自由度吐丝头提供给纱束在模具平面上运行时的张力，保证纱束无开缝，紧密且张紧缠绕。根据该实施例，多自由度吐丝机构包括设在小车7上的两根支架9，两根支架9上分别设有导轨10，每根导轨10与一个滑块11滑动连接，多自由度吐丝头13的两端分别通过连接件12与两侧的滑块11连接，多自由度吐丝头13与连接件12之间设有球形铰链14。滑块11与上下驱动电机15传动连接，导轨10和支架9之间设置有前后驱动机构，多自由度吐丝头13与旋转驱动电机17传动连接。支架9上设有一导轨架18，导轨10固定在导轨架18的一侧，前后驱动装置包括设置在导轨架18内的前后驱动电机16，该前后驱动电机16通过传动机构与支架连接，通过驱动导轨前后动作，从而带动吐丝头做前后往返式运动，该传动机构包括设置在前后驱动电机16和导轨10之间的螺杆，该螺杆与设置支架内的螺纹之间啮合连接。设置在导轨架18上的旋转电机17与多自由度吐丝头传动连接，驱动多自由度吐丝头做左右旋转运动，上下驱动电机17固定在导轨上端，也可以通过螺纹螺杆机构带动滑块在导轨里上下自由运动。

该多自由度吐丝机构固定在小车上，随着小车在床身上的往返运动，带动整体吐丝机构做相应的往返运动，实现缠绕纱往返交叉缠绕。当方管模具在主轴的驱动下，旋转到方管模具的四个平面的任何一个平面和吐丝头垂直的位置时，上下驱动电机带动上下滑块做上下运动，从而使吐丝头始终和方管的任何一个平面的任何一个“切点”保持垂直状态，且吐丝头和平面的位置始终保持设定的恒定间距。前后驱动电机根据方管模具和吐丝头的距离，驱动吐丝头做保持和模具恒定间距的前后补偿运动，从而使吐丝头和方管模具的任何“切点”位置保持恒定距离。

当方管模具旋转到其中一个平面和吐丝头垂直后，吐丝头根据方管的旋转做退缩或伸进运动，使吐丝头始终和方管平面保持恒定的间距，当方管模具转动到任何一个角时，吐丝头也就运行到最高点了，这个最高点是可变的，是根据方管对角线，又计算机适时计算并控制的。当方管模具旋转过此角后，吐丝头又开始伸进跟随运动，在另一个平面上做伸缩运动。从而使吐丝头始终和平面适时保持恒定间距。

在吐丝头每一个缠绕步骤运行到模具的起始位置和终点位置（即模具的两端）时，需要做往返运动时，旋转电机驱动吐丝头摆动一个角度，保证纱束在交叉缠绕时，纤维纱始终是均匀排列，保证纱束不叠加在一起，或者拧成股状，从而使纱束均匀，整齐的缠绕在模具上。

该多自由度吐丝结构，主要是解决了纤维纱在平面上没有张力点时，保证纱束不开缝，纱束排列不紊乱，不叠加，不拧股。从而实现方管可以使用纤维纱缠绕的技术。一改现有的方管用纤维布，纤维毡手工制作，或者拉挤制作等工艺。不仅大大提高了生产效率，最主要的，是成倍的降低了生产成本，成倍的提升了方管的机械强度，刚度以及使用寿命，从而使玻璃钢方管可以代替钢材等同类产品，进军到建筑业领域。是玻璃钢使用在建筑业中的一次创新和革新。

Claims (4)

1.一种纤维粗纱缠绕玻璃钢方管加工设备，包括缠绕机床身和主轴支架，主轴支架上设有主轴，主轴上设有方管模具，其特征在于该缠绕机床身设有小车导轨，小车导轨上设有小车，小车上设有与方管模具位置相配合的多自由度吐丝机构。

2.如权利要求1所述的加工设备，其特征在于多自由度吐丝机构包括设在小车上的支架，支架上设有导轨，滑块与导轨滑动连接，多自由度吐丝头通过连接件与滑块连接，多自由度吐丝头与连接件之间设有球形铰链。

3.如权利要求2所述的加工设备，其特征在于滑块与上下驱动电机传动连接，导轨和支架之间通过前后驱动装置连接，多自由度吐丝头与旋转电机传动连接。

4.如权利要求1所述的加工设备，其特征在于该加工设备还包括纱架，小车上安装有混合浸胶槽机构，来自纱架的纤维纱依次经过该混合浸胶槽机构和多自由度吐丝头后缠绕在方管模具上。

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