CN106313492A - 一种龙门式环形容器缠绕机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种龙门式环形容器缠绕机，包括龙门支架、底座和丝嘴支架，底座设置在龙门支架内，丝嘴支架设置在底座上方，底座上安装有多个用于固定环形芯模的芯模夹持装置，龙门支架的顶部安装有用于带动丝嘴支架围绕环形芯模外侧周向转动的丝嘴支架旋转装置，丝嘴支架安装在丝嘴支架旋转装置底部，丝嘴支架上安装有环形丝嘴，丝嘴支架上安装有用于带动环形丝嘴围绕环形芯模横截面周向转动的驱动机构，环形丝嘴上安装有导纱轮。本发明利用芯模夹持装置确保环形芯模固定不动，环形丝嘴绕环形芯模外侧周向转动和围绕环形芯模横截面周向转动，两个转动合成使纤维缠绕于芯模表面，解决了环形芯模摩擦传动方式带来的定位不准确和磨纱的问题。
Description
技术领域
本发明属于环形容器纤维缠绕制品生产技术领域，具体涉及一种龙门式环形容器缠绕机。
背景技术
在航空、航天和军事领域，由于其特殊的应用场合，需要广泛应用到环形的高压容器。目前这类环形容器均为金属容器，金属环形容器质量重，并且在破坏时容易产生可杀伤性碎片，所以在实际应用中受到一定的限制。而采用环形容器纤维缠绕制品可以很好地解决金属容器所存在的不足，而由于环形容器自身的结构特点，制造性能良好的环形容器缠绕设备十分困难，采用人工方法又存在生产效率低、产品质量难以保证等缺点。
国家建筑材料工业局哈尔滨玻璃钢研究所所申请的专利，其名称为《环形容器缠绕机》，申请号为00137587.3，申请日为2000年12月29日。该环形容器缠绕机采用电机驱动环形丝嘴和芯模同步转动，在环形丝嘴围绕芯模内外转动的同时实现在芯模上的螺旋缠绕。但其芯模驱动轮与芯模之间采用摩擦传动方式进行驱动，在缠绕过程中芯模驱动轮和芯模之间势必会产生相对滑动，并且芯模每转动一周的相对滑动量都不相同，准确数值无法确定，难以用电机进行补偿，会造成芯模定位不准确，缠绕线型无法保证。并且由于芯模驱动轮与芯模之间的挤压，在摩擦传动过程中也会造成磨纱，使产品性能大幅降低，甚至不能生产出合格的产品。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术中的不足，提供一种龙门式环形容器缠绕机，其在环形容器缠绕过程中，利用芯模夹持装置确保环形芯模固定不动，利用丝嘴支架旋转装置带动环形丝嘴，使环形丝嘴围绕环形芯模外侧周向转动，驱动机构驱动环形丝嘴使其绕环形芯模横截面周向转动，两个转动合成使纤维缠绕于芯模表面，解决了由于环形芯模摩擦传动方式带来的定位不准确和磨纱的问题。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种龙门式环形容器缠绕机，其特征在于：包括龙门支架、底座和丝嘴支架，所述底座设置在龙门支架内，所述丝嘴支架设置在底座的上方，所述底座上安装有多个用于固定环形芯模的芯模夹持装置，所述龙门支架的顶部安装有用于带动丝嘴支架围绕环形芯模外侧周向转动的丝嘴支架旋转装置，所述丝嘴支架安装在所述丝嘴支架旋转装置的底部，所述丝嘴支架上安装有环形丝嘴，所述丝嘴支架上安装有用于带动环形丝嘴围绕环形芯模横截面周向转动的驱动机构，所述环形丝嘴上安装有导纱轮。
上述的一种龙门式环形容器缠绕机，其特征在于：所述芯模夹持装置包括夹持导轨和夹持手臂，所述夹持手臂设置在夹持导轨上且能够沿着夹持导轨滑动并调节位置，所述底座的上部为圆形，所述夹持导轨沿径向布设在底座的上部，多个所述芯模夹持装置均匀布设。
上述的一种龙门式环形容器缠绕机，其特征在于：所述夹持手臂上安装有用于检测夹持手臂对环形芯模夹持力的压力传感器。
上述的一种龙门式环形容器缠绕机，其特征在于：所述夹持手臂的内端两侧均安装有用于检测所述丝嘴支架旋转装置位置的位置传感器。
上述的一种龙门式环形容器缠绕机，其特征在于：所述丝嘴支架旋转装置包括旋转架和第一电机，所述旋转架转动安装在龙门支架的顶部中心，所述第一电机固定安装在龙门支架上，所述旋转架的下部固定有从动齿轮盘，所述第一电机的输出轴上固定安装有第一主动齿轮，所述第一主动齿轮与从动齿轮盘相啮合。
上述的一种龙门式环形容器缠绕机，其特征在于：所述驱动机构包括第二电机和第二主动齿轮，所述环形丝嘴的轮缘上设置有传动齿，所述传动齿与第二主动齿轮上的齿相配合。
上述的一种龙门式环形容器缠绕机，其特征在于：所述从动齿轮盘的底部右侧固定有水平直线导轨，所述水平直线导轨上设置有能够沿着其滑动并调节位置的竖直直线导轨，所述丝嘴支架安装在竖直直线导轨上且能够沿着竖直直线导轨滑动并调节位置。
上述的一种龙门式环形容器缠绕机，其特征在于：所述从动齿轮盘的底部左侧固定有配重直线导轨，所述配重直线导轨上设置有能够沿着配重直线导轨滑动并调节位置的配重。
上述的一种龙门式环形容器缠绕机，其特征在于：所述环形丝嘴由两个弧形环组成，两个所述弧形环通过连接卡固定为一体，所述丝嘴支架上设置有丝嘴支架滑槽，所述丝嘴支架安装在丝嘴支架滑槽处。
上述的一种龙门式环形容器缠绕机，其特征在于：所述底座的底部设置有供底座滑动的底座导轨。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
1、本发明将丝嘴支架旋转装置固定于龙门支架上，且围绕龙门中心轴旋转，有效地减小缠绕机底座大小，并且丝嘴支架可以沿竖直直线导轨上下移动，在芯模安装和拆卸时可以使丝嘴支架移动到芯模上方，为其腾出空间；缠绕机底座可以在底座导轨上根据需要移动，使芯模连同底座移出龙门支架，方便操作。
2、本发明竖直直线导轨可以带动丝嘴支架在水平直线导轨在水平方向自由移动，准确地改变丝嘴支架围绕龙门中心轴旋转的半径，根据缠绕芯模半径具体调整丝嘴支架位置，可以缠绕多种规格的环形容器产品。
3、本发明丝嘴支架旋转装置的旋转、水平直线导轨的水平移动、竖直直线导轨的上下移动可以实现准确地联动，在其联动配合下，该龙门式环形容器缠绕机还可以缠绕其它异形结构容器，如椭圆形容器等。
4、本发明采用芯模夹持装置保持环形芯模固定不动，避免环形芯模用摩擦方式传动，利用丝嘴支架旋转装置带动环形丝嘴，使环形丝嘴围绕环形芯模外侧周向转动，驱动机构驱动环形丝嘴使其绕环形芯模横截面周向转动，两个转动合成使纤维缠绕于芯模表面，丝嘴位置控制精确，不磨纱，缠绕精度高，操作简单，生产效率高。
5、本发明芯模夹持装置上安装有压力传感器，保证夹持力度合适，达到固定效果又不至于破坏环形芯模，保证缠绕产品质量。
下面通过附图和实施例，对本发明做进一步的详细描述。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明底座、芯模夹持装置和底座导轨的位置关系示意图。
图3为本发明环形丝嘴围绕环形芯模外侧周向转动时的结构示意图。
图4为本发明环形丝嘴围绕环形芯模横截面周向转动时的结构示意图。
附图标记说明:
1—龙门支架； 2—旋转架； 3—水平直线导轨；
4—竖直直线导轨； 5—丝嘴支架； 6—环形丝嘴；
7—导纱轮； 8—夹持手臂； 9—第一电机；
10—第四电机； 11—第五电机； 12—第三电机；
13—配重； 14—配重直线导轨； 15—连接卡；
16—丝嘴支架滑槽； 17—底座； 18—第二主动齿轮；
19—第一主动齿轮； 20—从动齿轮盘； 21—夹持导轨；
22—环形芯模； 23—压力传感器； 24—位置传感器；
25—第二电机； 26—底座导轨。
具体实施方式
如图1、图3和图4所示，本发明包括龙门支架1、底座17和丝嘴支架5，所述底座17设置在龙门支架1内，所述丝嘴支架5设置在底座17的上方，所述底座17上安装有多个用于固定环形芯模22的芯模夹持装置，所述龙门支架1的顶部安装有用于带动丝嘴支架5围绕环形芯模22外侧周向转动的丝嘴支架旋转装置，所述丝嘴支架5安装在所述丝嘴支架旋转装置的底部，所述丝嘴支架5上安装有环形丝嘴6，所述丝嘴支架5上安装有用于带动环形丝嘴6围绕环形芯模22横截面周向转动的驱动机构，所述环形丝嘴6上安装有导纱轮7。
该龙门式环形容器缠绕机应用于环形容器纤维缠绕制品的生产，在环形容器缠绕过程中，利用芯模夹持装置确保环形芯模22固定不动，利用丝嘴支架旋转装置使丝嘴支架5转动，由丝嘴支架5带动环形丝嘴6围绕环形芯模22外侧周向转动，丝嘴支架旋转装置带动环形丝嘴6使其围绕环形芯模22横截面周向转动，两个转动合成使纤维缠绕于芯模表面，解决了由于环形芯模摩擦传动方式带来的定位不准确和磨纱的问题。
如图2所示，所述芯模夹持装置包括夹持导轨21和夹持手臂8，所述夹持手臂8设置在夹持导轨21上且能够沿着夹持导轨21滑动并调节位置，所述底座17的上部为圆形，所述夹持导轨21沿径向布设在底座17的上部，多个所述芯模夹持装置均匀布设。具体制作时，可以采用第三电机12和丝杠螺母来带动夹持手臂8移动，其中，第三电机12与丝杠螺母的丝杠连接并带动丝杠转动，夹持手臂8与螺母连接，则螺母带动夹持手臂8沿丝杠(夹持导轨21)移动。实际制作时，芯模夹持装置的数量可以为五个。
如图2所示，所述夹持手臂8上安装有用于检测夹持手臂8对环形芯模22夹持力的压力传感器23，保证夹持力度合适，在芯模夹持装置的作用下，环形芯模22保持固定。
如图2所示，所述夹持手臂8的内端两侧均安装有用于检测所述丝嘴支架旋转装置位置的位置传感器24，当丝嘴支架旋转装置旋转到某个夹持手臂8一侧对应位置传感器时，夹持手臂8在退离芯模表面，为丝嘴支架旋转装置让出位置，当丝嘴支架旋转装置转到另外一侧位置传感器时，夹持手臂8重新夹持环形芯模22使其固定，以此类推，保证环形芯模22固定不动。
如图1所示，所述丝嘴支架旋转装置包括旋转架2和第一电机9，所述旋转架2转动安装在龙门支架1的顶部中心，所述第一电机9固定安装在龙门支架1上，所述旋转架2的下部固定有从动齿轮盘20，所述第一电机9的输出轴上固定安装有第一主动齿轮19，所述第一主动齿轮19与从动齿轮盘20相啮合。在实际缠绕过程中，可将底座17的中心孔与龙门中心轴对齐，旋转架2由第一电机9驱动，使其围绕龙门中心轴旋转，带动丝嘴支架5及环形丝嘴6围绕中心轴旋转，即沿环形芯模22外侧周向旋转。
如图1所示，所述驱动机构包括第二电机25和第二主动齿轮18，所述环形丝嘴6的轮缘上设置有传动齿，所述传动齿与第二主动齿轮18上的齿相配合。
如图1所示，所述从动齿轮盘20的底部右侧固定有水平直线导轨3，所述水平直线导轨3上设置有能够沿着其滑动并调节位置的竖直直线导轨4，所述丝嘴支架5安装在竖直直线导轨4上且能够沿着竖直直线导轨4滑动并调节位置。
具体制作时，可以采用第四电机10和丝杠螺母来带动竖直直线导轨4移动，其中，第四电机10与丝杠螺母的丝杠连接并带动丝杠转动，竖直直线导轨4与螺母连接，则螺母带动竖直直线导轨4沿丝杠(水平直线导轨3)移动，用于改变丝嘴支架5和环形丝嘴6围绕中心轴转动的半径，以缠绕芯模尺寸规格不同的缠绕制品。
同时，可以采用第五电机11和丝杠螺母来带动丝嘴支架5移动，其中，第五电机11与丝杠螺母的丝杠连接并带动丝杠转动，丝嘴支架5与螺母连接，则螺母带动丝嘴支架5沿丝杠(竖直直线导轨4)移动，以调整环形丝嘴6至环形芯模22合适位置，开始缠绕之前与结束缠绕之后利用竖直直线导轨4把丝嘴支架5移到环形芯模22上方位置，方便环形芯模22与产品的安装与拆卸。
如图1所示，所述从动齿轮盘20的底部左侧固定有配重直线导轨14，所述配重直线导轨14上设置有能够沿着配重直线导轨14滑动并调节位置的配重13。根据环形丝嘴6在水平直线导轨3上位置的不同，计算调整配重13在配重直线导轨14上的位置，以使从动齿轮盘20左右重力平衡，确保设备可靠性。
如图1所示，所述环形丝嘴6由两个弧形环组成，两个所述弧形环通过连接卡15固定为一体，所述丝嘴支架5上设置有丝嘴支架滑槽16，所述丝嘴支架5安装在丝嘴支架滑槽16处。环形丝嘴6在丝嘴支架滑槽16内滑动，环形丝嘴6的外侧可做成直齿轮，由第二电机25驱动第二主动齿轮18，第二主动齿轮18驱动环形丝嘴6，使环形丝嘴6围绕环形芯模22的横截面周向转动，以使纤维缠绕于环形芯模22的表面。
如图1和图2所示，所述底座17的底部设置有供底座17滑动的底座导轨26，底座17可以在底座导轨26上根据需要移动，在芯模装夹、拆卸产品时可以使底座17移出龙门支架1，方便操作。
本发明的工作原理为：在实际缠绕过程中，电机9通过第一主动齿轮19驱动旋转架2，使环形丝嘴6围绕环形芯模22的外侧周向转动，第二电机25通过第二主动齿轮18驱动环形丝嘴6使其绕环形芯模22的横截面周向转动，两个转动合成使纤维螺旋缠绕于芯模表面。在每个夹持手臂8的左右两侧对应位置处加安装位置传感器24，当丝嘴支架旋转装置旋转到某个夹持手臂8一侧对应位置传感器时，夹持手臂8下退离开芯模表面，为丝嘴支架旋转装置让出位置，当丝嘴支架旋转装置转到另外一侧位置传感器时，夹持手臂8在重新夹持环形芯模22使其固定，以此类推。在保证环形芯模22固定的前提下，由两个定位准确的周向转动合成进行纤维缠绕，保证缠绕质量。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变换，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。
Claims (10)
1.一种龙门式环形容器缠绕机，其特征在于：包括龙门支架(1)、底座(17)和丝嘴支架(5)，所述底座(17)设置在龙门支架(1)内，所述丝嘴支架(5)设置在底座(17)的上方，所述底座(17)上安装有多个用于固定环形芯模(22)的芯模夹持装置，所述龙门支架(1)的顶部安装有用于带动丝嘴支架(5)围绕环形芯模(22)外侧周向转动的丝嘴支架旋转装置，所述丝嘴支架(5)安装在所述丝嘴支架旋转装置的底部，所述丝嘴支架(5)上安装有环形丝嘴(6)，所述丝嘴支架(5)上安装有用于带动环形丝嘴(6)围绕环形芯模(22)横截面周向转动的驱动机构，所述环形丝嘴(6)上安装有导纱轮(7)。
2.按照权利要求1所述的一种龙门式环形容器缠绕机，其特征在于：所述芯模夹持装置包括夹持导轨(21)和夹持手臂(8)，所述夹持手臂(8)设置在夹持导轨(21)上且能够沿着夹持导轨(21)滑动并调节位置，所述底座(17)的上部为圆形，所述夹持导轨(21)沿径向布设在底座(17)的上部，多个所述芯模夹持装置均匀布设。
3.按照权利要求2所述的一种龙门式环形容器缠绕机，其特征在于：所述夹持手臂(8)上安装有用于检测夹持手臂(8)对环形芯模(22)夹持力的压力传感器(23)。
4.按照权利要求2所述的一种龙门式环形容器缠绕机，其特征在于：所述夹持手臂(8)的内端两侧均安装有用于检测所述丝嘴支架旋转装置位置的位置传感器(24)。
5.按照权利要求1所述的一种龙门式环形容器缠绕机，其特征在于：所述丝嘴支架旋转装置包括旋转架(2)和第一电机(9)，所述旋转架(2)转动安装在龙门支架(1)的顶部中心，所述第一电机(9)固定安装在龙门支架(1)上，所述旋转架(2)的下部固定有从动齿轮盘(20)，所述第一电机(9)的输出轴上固定安装有第一主动齿轮(19)，所述第一主动齿轮(19)与从动齿轮盘(20)相啮合。
6.按照权利要求5所述的一种龙门式环形容器缠绕机，其特征在于：所述驱动机构包括第二电机(25)和第二主动齿轮(18)，所述环形丝嘴(6)的轮缘上设置有传动齿，所述传动齿与第二主动齿轮(18)上的齿相配合。
7.按照权利要求5所述的一种龙门式环形容器缠绕机，其特征在于：所述从动齿轮盘(20)的底部右侧固定有水平直线导轨(3)，所述水平直线导轨(3)上设置有能够沿着其滑动并调节位置的竖直直线导轨(4)，所述丝嘴支架(5)安装在竖直直线导轨(4)上且能够沿着竖直直线导轨(4)滑动并调节位置。
8.按照权利要求5所述的一种龙门式环形容器缠绕机，其特征在于：所述从动齿轮盘(20)的底部左侧固定有配重直线导轨(14)，所述配重直线导轨(14)上设置有能够沿着配重直线导轨(14)滑动并调节位置的配重(13)。
9.按照权利要求1所述的一种龙门式环形容器缠绕机，其特征在于：所述环形丝嘴(6)由两个弧形环组成，两个所述弧形环通过连接卡(15)固定为一体，所述丝嘴支架(5)上设置有丝嘴支架滑槽(16)，所述丝嘴支架(5)安装在丝嘴支架滑槽(16)处。
10.按照权利要求1所述的一种龙门式环形容器缠绕机，其特征在于：所述底座(17)的底部设置有供底座(17)滑动的底座导轨(26)。
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