一種具有阻尼功能的復(fù)合材料放卷對心調(diào)整裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種具有阻尼功能的復(fù)合材料放卷對心調(diào)整裝置,旋轉(zhuǎn)芯軸通過雙軸承軸承座中一對深溝球軸承安裝在放卷支架上;旋轉(zhuǎn)芯軸上裝有同軸的定心軸套、定心調(diào)整芯軸,二者具有相同的錐面,且間距可調(diào),可使卷筒與旋轉(zhuǎn)芯軸同軸固定;旋轉(zhuǎn)芯軸的另一端裝有摩擦筒,其上繞有阻尼帶,阻尼帶的一端與放卷支架固連,另一端連接調(diào)整掛鉤鉤頭,調(diào)整掛鉤的圓柱端通過調(diào)節(jié)彈簧和調(diào)節(jié)螺母連接在阻尼支架上,調(diào)整調(diào)節(jié)螺母可改變放卷的張力;旋轉(zhuǎn)檢測片固定于摩擦輪端面,接近傳感器探測端正對其伸出端,通過檢測其接收信號的變化判斷復(fù)合材料是否發(fā)生斷裂。本發(fā)明的優(yōu)點為:適應(yīng)不同規(guī)格的復(fù)合材料卷筒,放卷過程張力可調(diào),且具有檢測斷裂功能。
【專利說明】—種具有阻尼功能的復(fù)合材料放卷對心調(diào)整裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種具有阻尼功能的復(fù)合材料放卷裝置,具體來說,是一種可適應(yīng)復(fù)合材料卷筒內(nèi)徑及長度的不同而進行對心調(diào)整、固定的放卷裝置,同時還具備復(fù)合材料張力的調(diào)節(jié)與斷裂檢測功能。
【背景技術(shù)】
[0002]復(fù)合材料纏繞成型已成為復(fù)合材料的重要加工技術(shù)之一,其已被廣泛的應(yīng)用于國防建設(shè)高【技術(shù)領(lǐng)域】,并逐漸向民用工業(yè)延伸。維持復(fù)合材料在纏繞過程中的張力穩(wěn)定,是決定纏繞設(shè)備性能的重要指標。纏繞設(shè)備的放卷裝置使得復(fù)合材料可以連續(xù)不斷的輸送到后續(xù)加工裝置中。放卷裝置旋轉(zhuǎn)芯軸與安裝在其上的復(fù)合材料卷筒的同軸性以及能否調(diào)節(jié)放卷時的復(fù)合材料的張力都影響著纏繞過程中張力的穩(wěn)定。不同廠家生產(chǎn)的復(fù)合材料卷筒的內(nèi)徑及長度往往存在差異,由于誤差的影響,同一廠家生產(chǎn)的復(fù)合材料卷筒在上述規(guī)格參數(shù)上也不相同。因此,如果放卷裝置不能適應(yīng)復(fù)合材料卷筒的不同內(nèi)徑及長度,就需更換與之適應(yīng)的放卷芯軸甚至是放卷裝置。
[0003]當前的放卷裝置通常只適用于特定規(guī)格的復(fù)合材料紗卷,或是根據(jù)原料的不同規(guī)格需要更換不同的定心軸套,適應(yīng)性不強且定心效果較差使得放卷張力變動較大,不具張力調(diào)節(jié)功能或采用成本較高、控制復(fù)雜的力矩電機或電流變流體阻尼器進行張力控制,此外放卷裝置通常不具有對復(fù)合材料的斷裂進行檢測的功能。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]為了適應(yīng)復(fù)合材料卷筒內(nèi)徑及長度的變化,同時控制放卷時復(fù)合材料的張力,本發(fā)明提出一種具有阻尼功能的復(fù)合材料放卷對心調(diào)整裝置,可以適應(yīng)復(fù)合材料卷筒的內(nèi)徑及長度的不同,對復(fù)合材料卷筒進行對心調(diào)整及固定;在放卷時可以對放卷張力進行調(diào)節(jié),具有簡單、可靠等優(yōu)點;同時該裝置還具有檢測復(fù)合材料的斷裂檢測功能。
[0005]一種具有阻尼功能的復(fù)合材料放卷對心調(diào)整裝置,包括放卷支撐機構(gòu)、定心調(diào)整機構(gòu)與張力調(diào)節(jié)機構(gòu)與斷裂檢測機構(gòu)。
[0006]所述放卷支撐機構(gòu)包括支架與旋轉(zhuǎn)芯軸;旋轉(zhuǎn)芯軸的后端與支架前側(cè)軸承連接。
[0007]所述定心調(diào)整機構(gòu)包括定心軸套與定心調(diào)整芯軸。其中,定心軸套為圓臺型結(jié)構(gòu),固定套接在旋轉(zhuǎn)芯軸后部。定心調(diào)整芯軸為由后部調(diào)整段與前部定心段構(gòu)成的一體結(jié)構(gòu);調(diào)整段為柱狀結(jié)構(gòu),調(diào)整段內(nèi)部同軸設(shè)計貫穿后端面的調(diào)節(jié)通道;定心段與定心軸套形狀相同,調(diào)整段前端與定心段上底面同軸相接。旋轉(zhuǎn)芯軸前端插入調(diào)節(jié)通道內(nèi),使定芯軸套上底面與定心段上底面相對,且旋轉(zhuǎn)芯軸前端與調(diào)節(jié)通道端面間存在間隙,使定心調(diào)整芯軸在旋轉(zhuǎn)芯軸軸向上的位置可調(diào)。
[0008]所述張力調(diào)節(jié)機構(gòu)包括摩擦筒、阻尼帶、調(diào)節(jié)掛鉤、調(diào)節(jié)螺母與調(diào)節(jié)彈簧。其中,摩擦筒固定安裝在旋轉(zhuǎn)芯軸后端;阻尼帶繞過摩擦筒,位于摩擦筒周向上開設(shè)的帶槽中。阻尼帶一端通過螺釘與支架后側(cè)上設(shè)計的阻尼帶支架固連,另一端套接在調(diào)節(jié)掛鉤的鉤頭上。調(diào)節(jié)掛鉤的直柱段具有螺紋結(jié)構(gòu),直柱段穿過阻尼帶支架上開設(shè)的通孔后與調(diào)節(jié)螺母螺紋連接;且調(diào)節(jié)掛鉤的直柱段上還套有調(diào)節(jié)彈簧,調(diào)節(jié)彈簧位于調(diào)節(jié)螺母與阻尼帶支架間。
[0009]所述斷裂檢測機構(gòu)包括旋轉(zhuǎn)檢測片、接近傳感器與傳感器支架。其中,接近傳感器通過傳感器支架固定安裝在支架后側(cè)。旋轉(zhuǎn)檢測片通過螺釘固定在摩擦筒后端面上,使旋轉(zhuǎn)檢測片可隨摩擦筒一同旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)檢測片具有伸出的檢測端,檢測端與接近傳感器的探測端相對。
[0010]通過上述結(jié)構(gòu)的對心調(diào)整裝置,在復(fù)合材料纏繞加工開始前,將復(fù)合材料卷筒套在旋轉(zhuǎn)芯軸上,通過調(diào)整螺釘旋緊,使定心軸套和定心調(diào)整芯軸定心段的錐面與復(fù)合材料卷筒的兩端面緊密接觸,此時復(fù)合材料卷筒的軸線與旋轉(zhuǎn)芯軸的軸線重合,復(fù)合材料卷筒可隨旋轉(zhuǎn)芯軸轉(zhuǎn)動。在進行張力調(diào)整時,握住定心調(diào)整芯軸的定位段并將其旋轉(zhuǎn),根據(jù)旋轉(zhuǎn)的阻力大小與放卷阻力要求,調(diào)整張力調(diào)節(jié)機構(gòu)的調(diào)節(jié)螺母位置,調(diào)整完畢后即可將復(fù)合材料卷筒上復(fù)合材料輸送到后續(xù)加工裝置中,開始加工。在加工過程中,若接近傳感器處于常閉或常開狀態(tài),則判斷復(fù)合材料發(fā)生斷裂,此時可及時停機采取相應(yīng)的補救措施。
[0011]本發(fā)明的優(yōu)點在于:
[0012]1、本發(fā)明復(fù)合材料放卷對心調(diào)整裝置,可適應(yīng)不同內(nèi)徑、長度的多種復(fù)合材料卷筒;
[0013]2、本發(fā)明復(fù)合材料放卷對心調(diào)整裝置,復(fù)合材料卷筒與其支撐芯軸的同軸精度高,放卷過程中張力穩(wěn)定;
[0014]3、本發(fā)明復(fù)合材料放卷對心調(diào)整裝置,放卷時復(fù)合材料的初始張力可調(diào),調(diào)節(jié)機構(gòu)穩(wěn)定性強、可靠性高,易于維護;
[0015]4、本發(fā)明復(fù)合材料放卷對心調(diào)整裝置,放卷時可以及時檢測放卷過程中復(fù)合材料是否發(fā)生斷裂,檢測裝置緊湊、可靠。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016]圖1為本發(fā)明復(fù)合材料放卷對心調(diào)整裝置整體結(jié)構(gòu)示意圖;
[0017]圖2為本發(fā)明復(fù)合材料放卷對心調(diào)整裝置整體結(jié)構(gòu)剖視示意圖;
[0018]圖3為本發(fā)明復(fù)合材料放卷對心調(diào)整裝置中張力調(diào)整機構(gòu)與斷裂檢測機構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖中:1-放卷支撐機構(gòu) 2-定心調(diào)整機構(gòu) 3-張力調(diào)節(jié)機構(gòu)4-斷裂檢測機構(gòu)
[0021]5-復(fù)合材料卷筒 101-支架 102-雙軸承軸承座103-旋轉(zhuǎn)芯軸
[0022]104-深溝球軸承 105-彈性擋圈 106-調(diào)整螺釘A201-定心軸套
[0023]202-定心調(diào)整芯軸 203-調(diào)整螺釘B 204-手輪202a_調(diào)整段
[0024]202b-定心段 301-摩擦筒 302-阻尼帶303-調(diào)節(jié)掛鉤
[0025]304-調(diào)節(jié)螺母 305-調(diào)節(jié)彈簧 306-阻尼帶支架401-旋轉(zhuǎn)檢測片
[0026]402-接近傳感器 403-傳感器支架 404-檢測端
【具體實施方式】
[0027]下面將結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步的詳細說明。[0028]本發(fā)明是一種具有阻尼功能的復(fù)合材料放卷對心調(diào)整裝置,包括放卷支撐機構(gòu)1、定心調(diào)整機構(gòu)2、張力調(diào)節(jié)機構(gòu)3與斷裂檢測機構(gòu)4,如圖1所示。
[0029]如圖2所示,所述放卷支撐機構(gòu)I包括支架101、雙軸承軸承座102、旋轉(zhuǎn)芯軸103 ;其中,支架101作為本發(fā)明放卷對心調(diào)整裝置整體支撐結(jié)構(gòu),實現(xiàn)放卷對心調(diào)整裝置與復(fù)合材料纏繞設(shè)備間的固定。雙軸承軸承座102的后端與支架101前側(cè)開設(shè)的軸承座通孔配合固定。旋轉(zhuǎn)芯軸103后端通過兩個深溝球軸承104與雙軸承軸承座102間軸承連接,構(gòu)成由雙軸承支撐的旋轉(zhuǎn)芯軸,可以提高旋轉(zhuǎn)芯軸103的旋轉(zhuǎn)精度,減少晃動與軸向竄動。上述兩個深溝球軸承104外圈均與雙軸承軸承座102內(nèi)壁周向上設(shè)計的臺肩結(jié)構(gòu)配合固定;且位于雙軸承軸承座102前端的深溝球軸承104內(nèi)圈與套接在旋轉(zhuǎn)芯軸103上的彈性擋圈105固定;位于雙軸承軸承座102后端的深溝球軸承104內(nèi)圈與張力調(diào)整機構(gòu)2中的摩擦筒301前端面固定,此時摩擦筒301的作用相當于一個軸承擋圈;通過上述連接方式,使兩個深溝球軸承104與旋轉(zhuǎn)芯軸103間形成兩端單向固定的固定方式。所述摩擦筒301同時還與旋轉(zhuǎn)芯軸103同軸設(shè)置,在摩擦筒301前端面上同軸開有旋轉(zhuǎn)芯軸定位槽;旋轉(zhuǎn)芯軸103后端插入定位槽中,使摩擦筒301可隨旋轉(zhuǎn)芯軸103 —同轉(zhuǎn)動;同時,可使旋轉(zhuǎn)芯軸103后端面與定位槽端面間存在一定間隙,并通過沿旋轉(zhuǎn)芯軸103軸線設(shè)置的調(diào)整螺釘A106將旋轉(zhuǎn)芯軸103與摩擦筒201間固連,由此旋動調(diào)整螺釘A可對旋轉(zhuǎn)芯軸103后端面與定位槽端面間的間隙大小進行調(diào)整,進而實現(xiàn)兩個深溝球軸承104內(nèi)圈間的距離調(diào)整,使旋轉(zhuǎn)芯軸103旋轉(zhuǎn)平穩(wěn)。
[0030]所述定心調(diào)整機構(gòu)2包括定心軸套201與定心調(diào)整芯軸202 ;其中,定心軸套201為圓臺型結(jié)構(gòu),同軸套接在旋轉(zhuǎn)芯軸103后部,通過旋轉(zhuǎn)芯軸103后部周向上設(shè)計的軸肩進行定位;定心軸套201與旋轉(zhuǎn)芯軸103間通過沿旋轉(zhuǎn)芯軸103徑向設(shè)置的螺釘固定連接。定心調(diào)整芯軸202為由后部調(diào)整段202a與前部定心段202b構(gòu)成的一體結(jié)構(gòu);調(diào)整段202a為柱狀結(jié)構(gòu),定心段202b為與定心軸套201形狀相同的圓臺型結(jié)構(gòu),調(diào)整段202a前端與定心段202b上底面同軸相接。調(diào)整段202a內(nèi)部同軸設(shè)計貫穿后端面的調(diào)節(jié)通道;旋轉(zhuǎn)芯軸103前端插入調(diào)節(jié)通道內(nèi),與定心調(diào)整芯軸202同軸,且定芯軸套201上底面與定心段202b上底面相對;同時,使旋轉(zhuǎn)芯軸103前端與調(diào)節(jié)通道端面間存在間隙。定心調(diào)整芯軸202與旋轉(zhuǎn)芯軸103前端面間通過沿旋轉(zhuǎn)芯軸103軸線設(shè)置的調(diào)整螺釘B203固定定位。上述調(diào)整段202a與旋轉(zhuǎn)芯軸103構(gòu)成的整體軸結(jié)構(gòu)作為復(fù)合材料卷筒4的安裝段,可將復(fù)合材料卷筒4套在安裝段上,根據(jù)復(fù)合材料卷筒4的長度,通過旋轉(zhuǎn)調(diào)整螺釘B203可對定心軸套201與定心段202b的間距進行調(diào)整,實現(xiàn)對復(fù)合材料卷筒4的固定,且通過定心軸套201與定心段202b上的兩個錐面作用,可使復(fù)合材料卷筒4與旋轉(zhuǎn)芯軸103同軸。上述調(diào)整螺釘B203上裝有手輪204,便于調(diào)整螺釘B203的旋轉(zhuǎn)操作。
[0031]所述張力調(diào)節(jié)機構(gòu)3包括摩擦筒301、阻尼帶302、調(diào)節(jié)掛鉤303、調(diào)節(jié)螺母304與調(diào)節(jié)彈簧305 ;其中,阻尼帶301繞過摩擦筒301,位于摩擦筒301周向上開設(shè)的帶槽中;阻尼帶302 —端通過螺釘與支架101后側(cè)上設(shè)計的阻尼帶支架306固連,另一端套接在調(diào)節(jié)掛鉤303的鉤頭上;調(diào)節(jié)掛鉤303的直柱段具有螺紋結(jié)構(gòu),直柱段穿過阻尼帶支架306上開設(shè)的通孔后與調(diào)節(jié)螺母304螺紋連接;且調(diào)節(jié)掛鉤303的直柱段上還套有調(diào)節(jié)彈簧305,調(diào)節(jié)彈簧305位于調(diào)節(jié)螺母304與阻尼帶支架306間。由此,通過旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)螺母12即可對阻尼帶302與摩擦筒301間的阻力進行調(diào)節(jié),進而改變放卷過程中的摩擦阻力矩,即調(diào)整了復(fù)合材料在放卷時的張力。上述摩擦筒301上的帶槽表面可做滾花處理,進而增加阻尼帶302和摩擦筒301間的阻力;且在定心調(diào)整芯軸202的定心段202b底部側(cè)壁周向上均勻設(shè)計有矩形凸起,方便復(fù)合材料張力調(diào)整時人手的握持。
[0032]所述斷裂檢測機構(gòu)4包括旋轉(zhuǎn)檢測片401與渦流式接近傳感器402,如圖2、圖3所示;其中,接近傳感器402通過傳感器支架403固定安裝在支架101后側(cè)。旋轉(zhuǎn)檢測片401通過螺釘固定在摩擦筒301后端面上,使旋轉(zhuǎn)檢測片401可隨摩擦筒301 —同旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)檢測片401具有伸出的檢測端404,檢測端404與接近傳感器402的檢測端相對。由此,復(fù)合材料卷筒5每轉(zhuǎn)一周,旋轉(zhuǎn)檢測片401的檢測端與接近傳感器402的檢測端處于相對位置一次,使接近傳感器402獲得一個檢測信號;若接近傳感器402所獲得的檢測信號頻率逐漸降低至處于常閉或常開狀態(tài),即可判斷纏繞過程中復(fù)合材料發(fā)生斷裂。
[0033]通過上述結(jié)構(gòu)的對心調(diào)整裝置,在復(fù)合材料纏繞加工開始前,將復(fù)合材料卷筒5套在旋轉(zhuǎn)芯軸103上,在定心調(diào)整芯軸202的調(diào)整段202a穿入復(fù)合材料卷筒5后,套在旋轉(zhuǎn)芯軸103上;隨后,通過帶有手輪204的調(diào)整螺釘B203將定心調(diào)整芯軸202與旋轉(zhuǎn)芯軸103固連,并將調(diào)整螺釘B203旋緊,使定心軸套201和定心調(diào)整芯軸202定心段202b的錐面與復(fù)合材料卷筒5的兩端面緊密接觸,此時復(fù)合材料卷筒5的軸線與旋轉(zhuǎn)芯軸103的軸線重合,復(fù)合材料卷筒5可隨旋轉(zhuǎn)芯軸103轉(zhuǎn)動。在進行張力調(diào)整時,握住定心調(diào)整芯軸202的定位段202b并將其旋轉(zhuǎn),根據(jù)旋轉(zhuǎn)的阻力大小與放卷阻力要求,調(diào)整張力調(diào)節(jié)機構(gòu)3的調(diào)節(jié)螺母304位置,調(diào)整完畢后即可將復(fù)合材料卷筒5上復(fù)合材料輸送到后續(xù)加工裝置中,開始加工。在加工過程中,若接近傳感器402處于常閉或常開狀態(tài),則判斷復(fù)合材料發(fā)生斷裂,此時可及時停機采取相應(yīng)的補救措施。
【權(quán)利要求】
1.一種具有阻尼功能的復(fù)合材料放卷對心調(diào)整裝置,其特征在于:包括放卷支撐機構(gòu)、定心調(diào)整機構(gòu)、張力調(diào)節(jié)機構(gòu)與斷裂檢測機構(gòu); 所述放卷支撐機構(gòu)包括支架與旋轉(zhuǎn)芯軸;旋轉(zhuǎn)芯軸的后端與支架前側(cè)軸承連接; 所述定心調(diào)整機構(gòu)包括定心軸套與定心調(diào)整芯軸;其中,定心軸套為圓臺型結(jié)構(gòu),固定套接在旋轉(zhuǎn)芯軸后部;定心調(diào)整芯軸為由后部調(diào)整段與前部定心段構(gòu)成的一體結(jié)構(gòu);調(diào)整段為柱狀結(jié)構(gòu),調(diào)整段內(nèi)部同軸設(shè)計貫穿后端面的調(diào)節(jié)通道;定心段與定心軸套形狀相同,調(diào)整段前端與定心段上底面同軸相接;旋轉(zhuǎn)芯軸前端插入調(diào)節(jié)通道內(nèi),且定芯軸套上底面與定心段上底面相對;同時,旋轉(zhuǎn)芯軸前端與調(diào)節(jié)通道端面間存在間隙,使定心調(diào)整芯軸在旋轉(zhuǎn)芯軸軸向上的位置可調(diào); 所述張力調(diào)節(jié)機構(gòu)包括摩擦筒、阻尼帶、調(diào)節(jié)掛鉤、調(diào)節(jié)螺母與調(diào)節(jié)彈簧;其中,摩擦筒固定安裝在旋轉(zhuǎn)芯軸后端;阻尼帶繞過摩擦筒,位于摩擦筒周向上開設(shè)的帶槽中;阻尼帶一端通過螺釘與支架后側(cè)上設(shè)計的阻尼帶支架固連,另一端套接在調(diào)節(jié)掛鉤的鉤頭上;調(diào)節(jié)掛鉤的直柱段具有螺紋結(jié)構(gòu),直柱段穿過阻尼帶支架上開設(shè)的通孔后與調(diào)節(jié)螺母螺紋連接;且調(diào)節(jié)掛鉤的直柱段上還套有調(diào)節(jié)彈簧,調(diào)節(jié)彈簧位于調(diào)節(jié)螺母與阻尼帶支架間; 所述斷裂檢測機構(gòu)包括旋轉(zhuǎn)檢測片與接近傳感器;其中,接近傳感器固定安裝在支架后側(cè);旋轉(zhuǎn)檢測片通過螺釘固定在摩擦筒后端面上,旋轉(zhuǎn)檢測片具有伸出的檢測端;當旋轉(zhuǎn)檢測片每轉(zhuǎn)一周,檢測端與接近傳感器間具有一次處于相對位置狀態(tài)。
2.如權(quán)利要求1所述一種具有阻尼功能的復(fù)合材料放卷對心調(diào)整裝置,其特征在于:所述帶槽表面進行滾花處理。
3.如權(quán)利要求1所述一種具有阻尼功能的復(fù)合材料放卷對心調(diào)整裝置,其特征在于:所述定心調(diào)整芯軸的定心段底部側(cè)壁周向上均勻設(shè)計有矩形凸起。
4.如權(quán)利要求1所述一種具有阻尼功能的復(fù)合材料放卷對心調(diào)整裝置,其特征在于:所述調(diào)整螺釘上裝有手輪,便于調(diào)整螺釘?shù)男D(zhuǎn)操作。
5.如權(quán)利要求1所述一種具有阻尼功能的復(fù)合材料放卷對心調(diào)整裝置,其特征在于:所述旋轉(zhuǎn)芯軸通過固定在支架上的雙軸承軸承座內(nèi)的兩個深溝球軸承,實現(xiàn)與支架間的軸承連接。
6.如權(quán)利要求1或5所述一種具有阻尼功能的復(fù)合材料放卷對心調(diào)整裝置,其特征在于:所述兩個深溝球軸承外圈均與雙軸承軸承座內(nèi)壁固定;位于雙軸承軸承座前端的深溝球軸承內(nèi)圈與套接在旋轉(zhuǎn)芯軸上的彈性擋圈固定;位于雙軸承軸承座后端的深溝球軸承內(nèi)圈與張力調(diào)整機構(gòu)中的摩擦筒前端面固定;同時,還使摩擦筒與旋轉(zhuǎn)軸心間采用下述方式定位:在摩擦筒前端面上同軸開有旋轉(zhuǎn)芯軸定位槽;將旋轉(zhuǎn)芯軸后端插入定位槽中,使摩擦筒可隨旋轉(zhuǎn)芯軸一同轉(zhuǎn)動;且使旋轉(zhuǎn)芯軸后端面與定位槽端面間存在一定間隙,并通過沿旋轉(zhuǎn)芯軸向設(shè)置的螺釘將旋轉(zhuǎn)芯軸與摩擦筒間固連。
【文檔編號】B65H49/20GK103662963SQ201310603738
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年11月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月25日
【發(fā)明者】張武翔, 王寶軍, 丁希侖, 徐小明 申請人:北京航空航天大學(xué)