一种连续纤维增强缠绕机的制作方法

[0001]
本实用新型涉及一种连续纤维增强缠绕机。


背景技术：

[0002]
增强热塑性复合管，简称rtp，大多采用三层结构，内层为热塑性塑料管，中间层是起增强作用的增强层，外层是起保护作用的外包覆层，rtp管道已在天然气高压输送、海底输水等领域广泛应用。连续纤维增强缠绕机是生产rtp管道的专用设备，目前市场的缠绕设备通常通过单一的加热方式，使带材与管材相贴合，但单一的加热方式需要较高温度的加热装置对管道外壁实现瞬间加热，管道局部瞬间遇到较大的冷热差，管道易因热胀冷缩而产生形变，导致管道自身结构受影响，且会造成带材与管材贴合不均匀，缠绕紧密性差，最终造成生产的rtp管道承压能力下降。
[0003]
同时该缠绕方式无法适应管壁较薄的内管，由于内管经过加热器进行加热，加热器的红外加热加热速度较慢，且内管在一个整体温度较高的环境下均匀加热，内管表面受热和内部受热差距不大，这样当内管管壁较薄时易造成内管坍塌；从而无法实现缠绕；且受到环境影响明显，会影响内管与缠绕带的复合效果。市场上机型也只是适用单一的缠绕带，如：设计的是缠绕的玻璃纤维单向带就不可用芳纶纤维单向带了，统一性不强，增加了制造商的成本。


技术实现要素：

[0004]
本实用新型的目的在于提供一种连续纤维增强缠绕机，能有效实现缠绕，并且适用各种缠绕带。
[0005]
实现上述目的的技术方案是：
[0006]
一种连续纤维增强缠绕机，包括：
[0007]
主机架；
[0008]
呈圆筒状并且水平固定安装在所述主机架上部，其轴向中心容内管穿过的定位体；
[0009]
安装在所述定位体左端开口外侧，用于夹紧内管的第一四连杆机构；
[0010]
通过连接杆安装在所述定位体右端开口外侧，用于夹紧内管的第二四连杆机构；
[0011]
固定安装在所述定位体右端开口内侧，用于对内管进行预热的第一预热烘箱；
[0012]
转动套接在所述定位体圆周外壁上的旋转体；
[0013]
固定安装在所述旋转体右端开口外侧并位于所述第二四连杆机构左侧，用于对内管进行预热的第二预热烘箱；
[0014]
固定套在所述旋转体上的第一链轮；
[0015]
固定安装在所述主机架下部的旋转电机；
[0016]
固定套在所述旋转电机的输出轴上，并与所述第一链轮啮合连接的第二链轮；以及
[0017]
等间距对称安装在所述旋转体的圆周侧壁上，用于给所述第二四连杆机构右侧的内管缠绕增强层缠绕单向带的2n个放卷带盘装置；
[0018]
其中，n≥1且为整数。
[0019]
优选的，还包括：
[0020]
安装在所述定位体左端开口内侧，用于夹紧内管的双皮带夹紧机构；以及
[0021]
固定在所述旋转体圆周外壁上的导电环。
[0022]
优选的，所述放卷带盘装置包括：
[0023]
固定在所述旋转体的圆周侧壁上，其活塞杆水平朝向右端的第一电动缸；
[0024]
连接所述第一电动缸的活塞杆，并水平滑动连接于所述旋转体的圆周侧壁上的滑动体；
[0025]
铰接在所述滑动体左端的第二电动缸；
[0026]
下端铰接于所述滑动体右端，上端铰接连接所述第二电动缸的活塞杆的放卷带盘支架；
[0027]
轴接于所述放卷带盘支架，收卷有增强层缠绕单向带的放卷带盘；
[0028]
固定于所述放卷带盘支架，用于驱动所述放卷带盘转动的伺服电机；
[0029]
安装在所述放卷带盘支架，用于引导增强层缠绕单向带的引导结构；以及
[0030]
固定在所述放卷带盘支架，将引导出的增强层缠绕单向带进行加热的红外陶瓷加热器。
[0031]
优选的，所述放卷带盘装置还包括：
[0032]
轴接于所述放卷带盘支架，并穿过所述放卷带盘中心的支撑轴；
[0033]
套在所述支撑轴上，用于限位所述放卷带盘的带盘锁紧套；
[0034]
固定套在所述支撑轴上的从动齿轮；以及
[0035]
固定套在所述伺服电机输出轴上，与所述从动齿轮啮合的主动齿轮。
[0036]
优选的，所述引导结构包括：
[0037]
轴接于所述放卷带盘支架，用于传动连接增强层缠绕单向带的两个第一展平辊；
[0038]
轴接于所述放卷带盘支架，用于传动连接增强层缠绕单向带的张力辊；
[0039]
安装在所述张力辊上的张力传感器；
[0040]
开设在所述放卷带盘支架上的导轨；
[0041]
滑动连接所述导轨的滑块；
[0042]
轴接于所述滑块的第二展平辊；以及
[0043]
用于锁定所述滑块位置的锁止件。
[0044]
本实用新型的有益效果是：本实用新型通过有效的结构设计，能够有效实现缠绕，具有多种加热方式、多种缠绕方式以及多种互换缠绕带方式，实用性极强，有效降低制造成本的同时提高制造质量。
附图说明
[0045]
图1是本实用新型的连续纤维增强缠绕机的正视图；
[0046]
图2是本实用新型的连续纤维增强缠绕机的侧视图；
[0047]
图3是本实用新型中放卷带盘装置的主视图；
[0048]
图4是本实用新型中放卷带盘装置的俯视图。
具体实施方式
[0049]
下面将结合附图对本实用新型作进一步说明。
[0050]
请参阅图1-4，本实用新型的连续纤维增强缠绕机，包括：主机架1、定位体7、第一四连杆机构5、第二四连杆机构15、第一预热烘箱13、第二预热烘箱14、旋转体9、第一链轮3、旋转电机2、第二链轮4、2n个放卷带盘装置16。n≥1且为整数，本实施例中n为2。
[0051]
定位体7呈圆筒状并且水平固定安装在主机架1上部，其轴向中心容内管穿过。
[0052]
第一四连杆机构5安装在所述定位体7左端开口外侧，用于夹紧内管。第二四连杆机构15通过连接杆安装在定位体7右端开口外侧，用于夹紧内管。将内管拉进定位体7的圆筒里面。第一四连杆机构5和第二四连杆机构15夹紧，对中心。
[0053]
第一预热烘箱13固定安装在定位体7右端开口内侧，用于对内管进行预热。
[0054]
旋转体9转动套接在定位体7圆周外壁上。第二预热烘箱14固定安装在旋转体9右端开口外侧并位于第二四连杆机构15左侧，用于对内管进行预热。第一链轮3固定套在旋转体9上。旋转电机2固定安装在主机架1下部。第二链轮4固定套在旋转电机2的输出轴上，并与第一链轮3啮合连接。
[0055]
2n个放卷带盘装置16等间距对称安装在旋转体9的圆周侧壁上，用于给第二四连杆机构15右侧的内管缠绕增强层缠绕单向带。本实施例中，4个放卷带盘装置16分上下左右对称安装在旋转体9的圆周侧壁。
[0056]
另外，可以在定位体7左端开口内侧安装双皮带夹紧机构6，用于夹紧内管。在旋转体9圆周外壁上固定导电环8，外接电源，用于给电动缸、伺服电机供电。
[0057]
放卷带盘装置16包括：第一电动缸10、第二电动缸11、滑动体12、放卷带盘支架、放卷带盘1601、伺服电机1062、引导结构、红外陶瓷加热器1068。
[0058]
第一电动缸10固定在旋转体9的圆周侧壁上，其活塞杆水平朝向右端。
[0059]
滑动体12连接第一电动缸10的活塞杆，并水平滑动连接于旋转体9的圆周侧壁上。第二电动缸11铰接在滑动体12左端。放卷带盘支架的下端铰接于滑动体12右端，上端铰接连接第二电动缸11的活塞杆。放卷带盘1601轴接于放卷带盘支架，收卷有增强层缠绕单向带。通过第一电动缸10、第二电动缸11相互配合，可以调节放卷带盘1601与内管之间的角度。
[0060]
伺服电机1062固定于放卷带盘支架，用于驱动放卷带盘1601转动。具体地，支撑轴轴接于放卷带盘支架，并穿过放卷带盘1601中心。带盘锁紧套1603套在支撑轴上，用于限位放卷带盘1601。从动齿轮固定套在支撑轴上。主动齿轮固定套在伺服电机1062输出轴上，与从动齿轮啮合。
[0061]
引导结构安装在放卷带盘支架，用于引导增强层缠绕单向带前进方向。具体地，引导结构包括：轴接于放卷带盘支架，用于传动连接增强层缠绕单向带的两个第一展平辊1064；轴接于放卷带盘支架，用于传动连接增强层缠绕单向带的张力辊1065；安装在张力辊1065上的张力传感器1606；开设在放卷带盘支架上的导轨1607；滑动连接导轨1607的滑块；轴接于滑块的第二展平辊1069；用于锁定滑块位置的锁止件。可以通过第二展平辊1069的不同位置，引导增强层缠绕单向带与内管之间的角度。
[0062]
红外陶瓷加热器1068固定在放卷带盘支架，将引导出的增强层缠绕单向带进行加热。
[0063]
例如：增强层缠绕单向带在4个放卷带盘1601上带(根据缠绕旋转方向)，锁紧放卷带盘1601。启动伺服电机1062，把带绕在1个第一展平辊1064、张力辊1065和第二展平辊1069，缠绕在内管上面；4个增强层缠绕单向带缠绕在内管上面后用胶布缠绕。启动张力辊1065控制，把每根带张力调节到80n张紧。然后调整红外陶瓷加热器1068(根据内管的管径大小调整间距)。启动旋转电机2，旋转体9旋转缠绕，再根据缠绕数据来调整方案。到达预期要求后，启动加热器，速度1米时，静止的第一预热烘箱13加工温度100度，旋转的第二预热烘箱14加工温度140度；红外陶瓷加热器1068加工温度145度。
[0064]
增强层缠绕单向带种类：玻璃纤维单向带、碳纤维单向带、芳纶纤维单向带、玄武岩纤维单向带。增强层缠绕单向带树脂种类：pp聚丙烯、hdpe聚乙烯、pa聚酰胺。缠绕机放卷带盘宽度：25-200mm。
[0065]
多种加热方式：指缠绕机内部安装有静止的第一预热烘箱13、旋转的第二预热烘箱14；在放卷带盘放带机构上安装有缠绕带专用的红外陶瓷加热器1068，预热缠绕带的表面。连续纤维增强缠绕机前后安装有独立加热烘箱，红外卤素加热管加热，每种加热器内部安装有红外测温仪，可以精确的测管道表面的加工温度。如：制作3寸的复合管时，内管外径82mm，速度1米时，静止的第一预热烘箱13加工温度100度，旋转的第二预热烘箱14加工温度140度；红外陶瓷加热器1068加工温度145度；刚好适用于管道热变形加工温度，管与缠绕带的复合效果达到要求，表面无气泡，缠绕带层与层复合明显、粘接牢固，内管无变形，圆度误差小。
[0066]
多种缠绕方式：各种增强层缠绕单向带根据带宽、带的缠绕角度，带与带缝隙之间可以零连接，也可以搭缝连接(带与带搭缝位置5mm)；启动第一电动缸10向前直线移动滑动体12(移动尺寸可以实现控制)；启动第二电动缸11伸缩旋转移动放卷带盘1601(旋转缠绕角度30-75
°
)。
[0067]
多种互换缠绕带方式：各种增强层缠绕单向带在放卷盘上的互换，一机多用途。放卷带盘放带机构上的安装轴可以根据缠绕带的不同、内径纸筒大小不同可以很方便的互换。
[0068]
每台缠绕机的旋转体9安装有刹车装置17，启动停止时，防止缠绕带跑偏、错位。
[0069]
以上实施例仅供说明本实用新型之用，而非对本实用新型的限制，有关技术领域的技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，还可以作出各种变换或变型，因此所有等同的技术方案也应该属于本实用新型的范畴，应由各权利要求所限定。

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