龍門式纖維帶鋪放機的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于紡織機械與復(fù)合材料成型技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種龍門式纖維帶鋪放機。
【背景技術(shù)】
[0002]纖維帶鋪放技術(shù)是一種先進(jìn)的復(fù)合材料成型技術(shù)，它基于復(fù)合材料各向異性的力學(xué)特性設(shè)計，可以充分發(fā)揮增強纖維抗拉強度高的特點，在承受內(nèi)外壓、彎曲、扭轉(zhuǎn)、軸向載荷等的結(jié)構(gòu)件中使用廣泛，纖維增強材料制件具有很高的比強度和比模量，易成型，耐腐蝕，抗振性能好，目前已經(jīng)被廣泛用于航空航天、高壓容器、建材、汽車、風(fēng)電葉片等多個領(lǐng)域，帶鋪放機是成型復(fù)合材料疊層結(jié)構(gòu)的重要設(shè)備，其核心部件是鋪放頭，它包括傳送、壓緊、剪切、施壓等基本動作，鋪放機的工件適應(yīng)性、工作效率、成型精度和自動化水平是評定鋪放機先進(jìn)水平的重要因素，目前，國內(nèi)的鋪放機存在很多缺點，例如:鋪放機自由度少，工件適應(yīng)性差，缺少先進(jìn)水平的通用型鋪放設(shè)備及行業(yè)專用鋪放設(shè)備，復(fù)雜零件的鋪層仍以手工鋪放為主；鋪放效率低，周期長，成型制件質(zhì)量不穩(wěn)定；鋪放機自動化程度低，這些缺點都影響了我國復(fù)合材料鋪放技術(shù)的應(yīng)用水平。
[0003]因此，需要在現(xiàn)有基礎(chǔ)上設(shè)計一種新型鋪放機，使之具有更高的鋪放效率、成型精度和較廣的適用性。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]本實用新型的目的是提供一種龍門式纖維帶鋪放機，解決了現(xiàn)有纖維帶鋪放機中存在的鋪放機鋪放效率低、鋪放制件穩(wěn)定性差、工件適應(yīng)性不強的問題。
[0005]本實用新型所采用的技術(shù)方案是，龍門式纖維帶鋪放機，包括用于鋪放纖維帶的鋪放頭和用于帶動鋪放頭移動的龍門架，鋪放頭包括支撐裝置和驅(qū)動裝置，驅(qū)動裝置位于支撐裝置的內(nèi)部，支撐裝置用于保護(hù)和固定驅(qū)動裝置的各部分結(jié)構(gòu)，驅(qū)動裝置按照工作順序依次設(shè)有傳送裝置、除膜裝置、夾緊裝置、剪切裝置、張力控制裝置、加熱裝置和施壓裝置。
[0006]本實用新型的特點還在于，
[0007]其中龍門架包括兩根豎直放置且相互平行的立柱，兩根所述立柱之間架有一根橫梁，橫梁上安裝有絲杠b，絲杠b橫梁的梁身平行，絲杠b的一端端部安裝有軸承，軸承固定在軸承座上，絲杠b的一端端部通過聯(lián)軸器a與伺服電機a的電機軸連接，伺服電機a固定在橫梁上，絲杠b上配合設(shè)有絲杠螺母，絲杠螺母上設(shè)有Y向托板，Y向托板通過弧形導(dǎo)軌與設(shè)在鋪放頭側(cè)面上的Z向托板連接，Z向托板通過直線導(dǎo)軌與設(shè)在鋪放頭頂部的滑枕連接，兩根立柱分別由兩段長方體狀的床身支撐，每段床身上設(shè)置有互相平行的導(dǎo)軌和絲杠a，導(dǎo)軌上設(shè)有滑臺，導(dǎo)軌的一端端口處設(shè)有伺服電機b，滑臺套接在絲杠a上，每根立柱固定在滑臺上，兩段床身之間設(shè)有工作臺，工作臺上鋪設(shè)有用于鋪放纖維帶的芯模，芯模的兩端部分別由主軸箱和尾座夾持固定，主軸箱內(nèi)部裝有伺服電機C，伺服電機c上的電機軸通過聯(lián)軸器b與芯模轉(zhuǎn)軸連接，芯模轉(zhuǎn)軸安裝在芯模上，主軸箱與尾座位于同一條直線上。
[0008]其中支撐裝置包括水平安裝的法蘭，法蘭的上端面與滑枕連接，法蘭的下端面固定在水平放置的齒輪a的齒面上，齒輪a的中心處套接有轉(zhuǎn)軸，轉(zhuǎn)軸通過滾動軸承與旋轉(zhuǎn)托架連接；
[0009]其中旋轉(zhuǎn)托架包括中空狀的圓盤，圓盤套接在滾動軸承上與轉(zhuǎn)軸產(chǎn)生相對轉(zhuǎn)動，沿圓盤直徑的兩端分別豎直設(shè)有兩片支撐板，兩片支撐板之間設(shè)有相互平行的橫向連桿a和橫向連桿b，橫向連桿b靠近兩片支撐板的底部設(shè)置，橫向連桿b通過轉(zhuǎn)動鉸鏈與氣缸b連接，氣缸b上連接有活塞柄，活塞柄通過銷軸固定在保護(hù)罩上；
[0010]其中保護(hù)罩包括向外凸起的弧形擋板，弧形擋板嵌裝在兩片支撐板之間，弧形擋板的一端固定在橫向連桿b上，弧形擋板的另一端彎向所述圓盤下方且連接豎直放置的壁板a，壁板a還連接水平放置的壁板b的一端，壁板b的另一端固定在兩片支撐板構(gòu)成的框架上，弧形擋板的兩側(cè)還設(shè)置有相互平行的壁板c和壁板d，橫向連桿a靠近圓盤設(shè)置，橫向連桿a上設(shè)有步進(jìn)電機a，步進(jìn)電機a的電機軸上套接有齒輪a，齒輪b與齒輪a嚙合傳動。
[0011]其中傳送裝置包括四組結(jié)構(gòu)相同的傳動機構(gòu)，四組傳動機構(gòu)呈“一”字并排設(shè)置，每組傳動機構(gòu)包括浸漬帶輪，浸漬帶輪通過鏈輪與內(nèi)襯膜卷繞輪傳動連接，每組傳動機構(gòu)的浸漬帶輪均套接在帶輪輪軸上，浸漬帶輪通過滾動軸承與帶輪輪軸傳動連接，每組傳動機構(gòu)的內(nèi)襯膜卷繞輪均套接在卷繞輪軸上，內(nèi)襯膜卷繞輪通過滾動軸承與卷繞輪軸傳動連接，帶輪輪軸、卷繞輪軸的兩端均分別固定在壁板c和壁板d上。
[0012]其中除膜裝置位于傳送裝置與夾緊裝置之間，除膜裝置上設(shè)有一個“曰”字型的薄膜結(jié)構(gòu)，除膜裝置固定在壁板b上。
[0013]其中夾緊裝置包括主動輪軸、壓緊輥及導(dǎo)紗輪軸，主動輪軸的兩端均套接有滾動軸承，主動輪軸兩端的滾動軸承通過軸承座分別支撐固定在壁板c和壁板d上，主動輪軸的一端穿出壁板C且連接有電機，主動輪軸由電機驅(qū)動進(jìn)行恒速轉(zhuǎn)動；
[0014]四個呈“一”字排開的壓緊輥均通過軸銷安裝在壓輥架上，壓緊輥可相對壓輥架轉(zhuǎn)動，壓輥架安裝在壓輥架軸上，壓輥架軸的兩端分別通過螺栓固定在壁板c和壁板d上，壓輥架與壓輥架軸之間安裝有回位彈簧，壓輥架的側(cè)面安裝有四個呈“一”字排開的氣缸a，四個氣缸a均通過螺栓固定在壁板a上，氣缸a上的活塞與壓輥架之間預(yù)留有間隙，四個壓緊輥組成的壓緊輥組與主動輪軸平行且二者之間預(yù)留有間隙；
[0015]導(dǎo)紗輪軸與主動輪軸、四個述壓緊輥組成的壓緊輥組均平行，導(dǎo)紗輪軸的兩端端口處連接有軸承，導(dǎo)紗輪軸的兩端端口處的軸承分別通過軸承座支撐固定在壁板c和壁板d上。
[0016]其中剪切裝置包括四組呈“一”字排開連接且結(jié)構(gòu)相同的剪切機構(gòu)，每組剪切機構(gòu)包括兩個剪切氣缸，兩個剪切氣缸固定在水平設(shè)置的剪切刀架上，剪切刀架上安裝有滑動刀片和固定刀片，滑動刀片與固定刀片均水平設(shè)置在剪切刀架上，剪切刀架為長方形的平板狀，剪切刀架的一端端面處連接有豎直擋板，豎直擋板緊貼固定在固定支架上，固定支架用于支撐固定剪切裝置，固定支架為水平放置的空腔長方體，豎直擋板固定在固定支架的其中一個長邊上，豎直擋板與固定支架的兩條相互平行的長邊上均開有花鍵孔，花鍵軸的軸身水平依次穿過豎直擋板上的花鍵孔和固定支架的兩條長邊上的花鍵孔，花鍵軸的軸端處安裝有直齒輪a和V錐齒輪，固定支架的空腔中還安裝有步進(jìn)電機b，步進(jìn)電機b的電機軸穿過固定支架的其中一條長邊且電機軸端部安裝有直齒輪b，直齒輪b與直齒輪a嚙合傳動，V錐齒輪與H錐齒輪嚙合傳動；
[0017]其中剪切裝置還配合連接有輔助傳感裝置，輔助傳感裝置包括四組結(jié)構(gòu)相同的感應(yīng)裝置，四組感應(yīng)裝置并排平行設(shè)置且垂直固定在壁板b上，每組感應(yīng)裝置均包括一組豎直放置的萬向節(jié)，萬向節(jié)的一端端部裝有H錐齒輪，萬向節(jié)的另一端與擺臂機構(gòu)連接，擺臂機構(gòu)還與一對光電傳感器相連，距離感應(yīng)器通過搖臂固定在萬向節(jié)的節(jié)軸上，萬向節(jié)還通過連桿連接紅外線傳感器。
[0018]其中張力控制裝置包括三個張緊輥和一個張力傳感器，三個張緊輥相互平行且呈三角形布置。
[0019]其中加熱裝置包括紅外線電子加熱管，紅外線電子加熱管安裝在支撐架上，加熱裝置位于張力控制裝置和施壓裝置之間。
[0020]其中施壓裝置包括滾筒，滾筒套裝在滾筒軸上，滾筒外側(cè)為壓力氣囊，滾筒軸兩端分別固定在板c和壁板d中，滾筒下方設(shè)有制動靴，制動靴和滾筒之間預(yù)留有間隙，滾筒與制動靴均穿過壁板b與地面接觸。
[0021]本實用新型的有益效果是，本實用新型中的鋪放機屬于大型鋪放設(shè)備，整機采用龍門結(jié)構(gòu)方案，具有很好的剛性，可以用來成型各種大尺寸復(fù)合材料層壓板結(jié)構(gòu)件，同時，該鋪放機具有X軸、Y軸和Z軸移動、主軸旋轉(zhuǎn)(芯模旋轉(zhuǎn))自由度和分別繞X軸、Y軸、Z軸的旋轉(zhuǎn)自由度A、B、C等7個運動自由度，因此具有很高的工件適應(yīng)性和鋪放靈活度，此外，本鋪放機的鋪放頭采用70mm寬的預(yù)浸漬帶，具有4路鋪放機構(gòu)，可以同時進(jìn)行4路鋪放，各路機構(gòu)之間相互獨立。由于鋪放頭具有旋轉(zhuǎn)自由度C，當(dāng)鋪放到達(dá)芯模終點時，鋪放頭可以旋轉(zhuǎn)180°沿反方向繼續(xù)鋪放，避免了龍門架沿導(dǎo)軌的長距離回退行程，大大提高了鋪放效率。同時，本實用新型也可以根據(jù)實際需要適當(dāng)增加或減少鋪放機構(gòu)的數(shù)目，從而適應(yīng)不同的工作要求。
【附圖說明】
[0022]圖1是本實用新型龍門式纖維帶鋪放機結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖2實用新型龍門式纖維帶鋪放機旋轉(zhuǎn)自由度A的示意圖；
[0024]圖3是是本實用新型龍門式纖維帶鋪放機中主軸箱驅(qū)動芯模旋轉(zhuǎn)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖4是圖1中鋪放頭的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖5是圖1中鋪放頭的工作原理圖；
[0027]圖6本實用新型龍門式纖維帶鋪放機旋轉(zhuǎn)自由度B的示意圖；
[0028]圖7本實用新型龍門式纖維帶鋪放機旋轉(zhuǎn)自由度C的示意圖；
[0029]圖8是圖1中鋪放頭的夾緊裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030]圖9是圖1中鋪放頭的剪切裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031]圖10是圖1中鋪放頭的傳感裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[003