专利名称：一种纤维缠绕设备用浸胶辊的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种浸胶辊，更特别地说，是指一种适用于纤维缠绕设备上用的轴不动外部筒转动的浸胶辊。
背景技术：
纤维缠绕设备是将单束或几束连续纤维通过浸胶辊浸溃熔融胶液后，以环向缠绕方式连续缠绕在辊筒上，主要用于制造碳纤维复合材料。通过浸胶辊给纤维上胶是该设备的主要环节，为了满足上胶的要求，浸胶辊外表面的温度要求能在室温(一般为22摄氏度)到高温(150摄氏度)之间变化，为了减少对纤维的磨损，浸胶辊与纤维摩擦的部分要求有较高的耐磨性和光滑度。现有的浸胶辊主要是用加热棒或油浴加热，这样的加热方式速度慢，效率低，浸胶辊表面温度达不到要求，且浸胶辊表面温度不均，导致纤维含胶量不稳定；另一方面，现有浸胶辊一般是做成一体或者由几部分焊接而成，这样便无法更换浸胶辊里易坏的加热元器件(如螺旋加热器)，导致维护困难。这严重影响着纤维缠绕的品质和产品的质量。
发明内容
本发明的目的是提出一种纤维缠绕设备用浸胶辊，该浸胶辊中的浸胶辊外筒为单独零件设计，通过前后法兰使得浸胶辊外筒相对于辊中轴转动。加热元器件安装在定轴的辊中轴上，工作时，螺旋加热器处于静止状态，安全性高。该浸胶辊表面加热速度快，温度高，温度沿中部辊圆周表面分布均匀；浸胶辊拆装方便，易于更换加热器件，维修方便。本发明的一种纤维缠绕设备用浸胶辊，该浸胶辊包括有前部辊(I)、中部辊(2)、后部辊(3)、辊中轴(4)、端盖(5)、前法兰(6)、后法兰(9)、螺旋加热器(22)、隔热石棉垫
(23)、均热筒(24);其中，前部辊(I)、中部辊(2)和后部辊(3)构成浸胶辊外筒；前部辊(I)上设有挡板(11)、过渡凸台(12)、限位凸台(13)和连接圆环(14);前部辊(I)的轴向中心是第一中心通孔(15);在所述第一中心通孔(15)内设有第一定位凸台
(151)，该第一定位凸台(151)与连接圆环(14)的端部形成第一轴承腔(142)，该第一轴承腔(142)内用于放置A深沟球轴承(10A),该A深沟球轴承(10A)套接在辊中轴(4)的前半轴(4A)上；连接圆环(14)上套接有B深沟球轴承(10B)，B深沟球轴承(10B)放置在前法兰的轴承腔(6A)里；所述挡板(11)的板面上设有第二定位凸台(111)、第一通孔(112)，该第一通孔
(112)用于第一螺钉(IOA)穿过，穿过后的第一螺钉(IOA)螺纹连接在中部辊(2)的前端的安装台上的第一螺纹孔中；所述第二定位凸台(111)用于保证前部辊(I)和中部辊(2)的同轴度；中部辊(2)的轴向中心是内腔体(2C);中部辊(2)的前端设有第一安装台(2A3)，第一安装台(2A3)上设有第一螺纹孔(2A2)，该第一螺纹孔(2A2)用于放置第一螺钉(10E);第一安装台(2A3)与第五定位凸台(2A4)之间设有第一凹槽(2A1)，该第一凹槽(2A1)用于放置第二 O形密封圈(25B);中部辊(2)的后端设有第二安装台(2B3)，第二安装台(2B3)上设有第二螺纹孔(2B2)，该第二螺纹孔(2B2)用于放置第四螺钉(10H);第二安装台(2B3)与第六定位凸台(2B4)之间设有第二凹槽(2B1)，该第二凹槽(2B1)用于放置第一 O形密封圈(25A)；后部辊(3)上设有挡板(31)、过渡凸台(32)、限位凸台(33)和连接圆环(34);后部辊(3)的轴向中心是第二中心通孔(35)；在所述第二中心通孔(35)内设有第三定位凸台(351),该第三定位凸台(351)与连接圆环(34)的端部形成第二轴承腔(342)，该第二轴承腔(342)内用于放置C深沟球轴承(10C)，且该C深沟球轴承(IOC)套接在辊中轴(4)的后半轴(4B)上；轴承段(331)上套接有D深沟球轴承(10D),且D深沟球轴承(IOD)置于后法兰(9)的轴承腔(9A)腔里；所述挡板(31)的板面上设有第四定位凸台(311)、第二通孔(312)，该第二通孔(312)用于第四螺钉(IOH)穿过，穿过后的第四螺钉(IOH)螺纹连接在中部辊(2)的后端的安装台上的第二螺纹孔中；该第四定位凸台(311)用于保证后部辊(3)和中部辊(2)的同轴度；辊中轴(4)上设有前半轴(4A)、后半轴(4B)、辊体(4C)、隔板(4D)、前粗轴(4E)和后粗轴(4F);前半轴(4A)的端部设有螺纹盲孔(4A1)，该螺纹盲孔(4A1)用于放置第三螺钉(IOG)；后半轴(4B)的端部设有盲孔(4B1)，该盲孔(4B1)用于线缆穿过；辊体(4C)上设有第一走线孔(4C1)和第二走线孔(4C2)，第一走线孔(4C1)和第二走线孔(4C2)都用于螺旋加热器(22)所需用的电线穿过；辊体(4C)的前端设有凸缘(4C3);隔板(4D)用于支撑起辊中轴(4);前粗轴(4E)上设有第四走线孔(4E1)，该第四走线孔(4E1)与第一走线孔(4C1)在径向方向上对称；螺旋加热器(22)所需用的电线经后半轴(4B)的盲孔(4B1)、前粗轴(4E)的第四走线孔(4E1)和辊体(4C)的第一走线孔(4C1)穿过，最后连接在螺旋加热器(22)上；后粗轴(4F)上设有第三走线孔(4F1)，该第三走线孔(4F1)与第二走线孔(4C2)在径向方向上对称；螺旋加热器(22)所需用的电线经后半轴(4B)的盲孔(4B1)、后粗轴(4F)的第三走线孔(4F1)和辊体(4C)的第二走线孔(4C2)穿过，最后连接在螺旋加热器(22)上；端盖(5)的后板面(5A)上设有第七定位凸台(5B)，该第七定位凸台(5B)置于前法兰(6)的轴承腔(6A)里；端盖(5)的中心设有第三中心通孔(5C)，该第三中心通孔(5C)用于第三螺钉(10G)穿过，穿过后的第三螺钉(10G)螺纹连接在辊中轴(4)的前半轴(4A)端部的螺纹盲孔(4A1)中；端盖(5)上设有第三通孔(5D)，该第三通孔(5D)用于第二螺钉(IOF)穿过，穿过后的第二螺钉(IOF)螺纹连接在前法兰(6)上；前法兰(6 )上设有轴承腔(6A)、第四中心通孔(6D )、第三螺纹孔(6B );第四中心通孔(6D)用于辊中轴(4)的前半轴(4A)穿过；第三螺纹孔(6B)和走线孔(6C)设置在前法兰
(6)的环板面上，第三螺纹孔(6B)用于放置第二螺钉(10F)，走线孔(6C)用于线缆通孔；
后法兰(9 )上设有轴承腔(9A )、第五中心通孔(9D )、卡槽(9B );轴承腔(9A )里能够放置D深沟球轴承(IOD);第五中心通孔(9D)用于后部辊(3 )的连接圆环(34)穿过；卡槽(6B)内放置有轴承挡圈(91);走线孔(9C)设置在后法兰(9)的环板面上，该走线孔(9C)用于线缆通孔。本发明纤维缠绕设备浸胶辊的优点在于:①本发明的浸胶辊外筒是分体式设计，易于更换加热器件，维护简单。②本发明浸胶辊采用螺旋加热器进行加热，其加热速度快，加热温度高，加热均匀；工作时，螺旋加热器处于静止状态，安全性高。③本发明浸胶辊的加热器与中部辊内壁之间有对热量进行均化的均热筒和对螺旋加热器产生热量的热气流腔，使得中部辊外表面温度均匀。④本发明辊中轴设计成辊体、隔板与环形腔的圆筒伞状结构，起到支撑螺旋加热器靠近中部辊内壁，且用隔热石棉垫隔离螺旋加热器产生热量传递至辊中轴的辊体上，提高了辊中轴的加热效率。
图1是本发明浸胶辊的前端外部结构图。图1A是本发明浸胶辊的后端外部结构图。图1B是本发明浸胶辊的正视视角的外部结构图。图1C是图1B的A-A剖面图。图2是本发明前部辊的结构图。
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图2A是本发明前部辊的另一视角结构图。图3是本发明后部辊的结构图。图3A是本发明后部辊的另一视角结构图。图3B是本发明浸胶辊安装有同步带轮的结构图。图4是本发明中部辊的前端外部结构图。图4A是本发明中部辊的后端外部结构图。图4B是本发明中部辊的轴向剖面图。图5是本发明辊中轴的前端外部结构图。图5A是本发明辊中轴的后端外部结构图。图5B是本发明辊中轴的正视视角的外部结构图。图5C是图5B的A-A剖面图。图6是本发明端盖的结构图。图7是本发明前法兰的结构图。图8是本发明后法兰的结构图。
1.前部棍11.挡板111.第二定位凸台
112.第一通孔12.过渡凸台13.限位凸台
14.连接圆环141.端部142.第一轴承腔15.第一中心通孔151.第一定位凸台2.中部棍
2A.前端端部2A1.第一凹槽2A2.第一螺纹孔
2A3.第一安装台2A4.第五定位凸台2B.后端端部
2B1.第二凹槽2B2.第二螺纹孔2B3.第二安装台
2B4.第六定位凸台2C.内腔体21.辊体
3.后部棍31.挡板311.第四定位凸台~
312.第二通孔32.过渡凸台33.限位凸台
331.轴承段34.连接圆环341.端部
342.第二轴承腔343.键槽35.第二中心通孔
351.第三定位凸台~4.辊中轴4A.前半轴
4A1.螺纹盲孔4B.后半轴4B1.盲孔
4C.棍体4C1.第一走线孔4C2.第二走线孔
4C3.凸缘|4D.隔板|4E.前粗轴
4E1.第四走线孔 4F.后粗轴4F1.第三走线孔
4G1.第一环形腔4G2.第二环形腔5^1
5A.后板面5B.第七定位凸台5C.第三中心通孔
5D.第三通孔6.前法兰6A.轴承腔
6B.第三螺纹孔6C.走线孔6D.第四中心通孔
7.同步带轮9.后法兰9A.轴承腔
9B.卡槽9C.走线孔9D.第五中心通孔
91.轴承挡圈10A.A深沟球轴承10B.B深沟球轴承
10C.C深沟球轴承10D.D深沟球轴承10E.第一螺钉
10F.第二螺钉10G.第三螺钉10H.第四螺钉
权利要求
1.一种纤维缠绕设备用浸胶辊，其特征在于:该浸胶辊包括有前部辊(I)、中部辊(2)、后部辊(3)、辊中轴(4)、端盖(5)、前法兰(6)、后法兰(9)、螺旋加热器(22)、隔热石棉垫(23)、均热筒(24);其中，前部辊(I)、中部辊(2)和后部辊(3)构成浸胶辊外筒； 前部辊(I)上设有挡板(11)、过渡凸台(12)、限位凸台(13)和连接圆环(14);前部辊(I)的轴向中心是第一中心通孔(15);在所述第一中心通孔(15)内设有第一定位凸台(151)，该第一定位凸台(151)与连接圆环(14)的端部形成第一轴承腔(142)，该第一轴承腔(142)内用于放置A深沟球轴承(10A),该A深沟球轴承(10A)套接在辊中轴(4)的前半轴(4A)上；连接圆环(14)上套接有B深沟球轴承(10B)，B深沟球轴承(10B)放置在前法兰(6)的轴承腔(6A)里； 所述挡板(11)的板面上设有第二定位凸台(111)、第一通孔(112)，该第一通孔(112)用于第一螺钉(IOA)穿过，穿过后的第一螺钉(IOA)螺纹连接在中部辊(2)的前端的安装台上的第一螺纹孔中；所述第二定位凸台(111)用于保证前部辊(I)和中部辊(2)的同轴度；中部辊(2)的轴向中心是内腔体(2C);中部辊(2)的前端设有第一安装台(2A3)，第一安装台(2A3)上设有第一螺纹孔(2A2)，该第一螺纹孔(2A2)用于放置第一螺钉(10E);第一安装台(2A3)与第五定位凸台(2A4)之间设有第一凹槽(2A1)，该第一凹槽(2A1)用于放置第二 O形密封圈(25B);中部辊(2)的后端设有第二安装台(2B3)，第二安装台(2B3)上设有第二螺纹孔(2B2)，该第二螺纹孔(2B2)用于放置第四螺钉(IOH);第二安装台(2B3)与第六定位凸台(2B4)之间设有第二凹槽(2B1 )，该第二凹槽(2B1)用于放置第一 O形密封圈(25A)； 后部辊(3)上设有挡板(31)、过渡凸台(32)、限位凸台(33)和连接圆环(34);后部辊(3)的轴向中心是第二中心通孔(35)； 在所述第二中心通孔(35)内设有第三定位凸台(351)，该第三定位凸台(351)与连接圆环(34)的端部形成第二轴承腔(342)，该第二轴承腔(342)内用于放置C深沟球轴承(10C)，且该C深沟球轴 承(10C)套接在辊中轴(4)的后半轴(4B)上；轴承段(331)上套接有D深沟球轴承(10D),且D深沟球轴承(IOD)置于后法兰(9)的轴承腔(9A)腔里； 所述挡板(31)的板面上设有第四定位凸台(311)、第二通孔(312)，该第二通孔(312)用于第四螺钉(IOH)穿过，穿过后的第四螺钉(IOH)螺纹连接在中部辊(2)的后端的安装台上的第二螺纹孔中；该第四定位凸台(311)用于保证后部辊(3)和中部辊(2)的同轴度；辊中轴(4)上设有前半轴(4A)、后半轴(4B)、辊体(4C)、隔板(4D)、前粗轴(4E)和后粗轴(4F)； 前半轴(4A)的端部设有螺纹盲孔(4A1)，该螺纹盲孔(4A1)用于放置第三螺钉(IOG)； 后半轴(4B)的端部设有盲孔(4B1)，该盲孔(4B1)用于线缆穿过； 辊体(4C)上设有第一走线孔(4C1)和第二走线孔(4C2)，第一走线孔(4C1)和第二走线孔(4C2)都用于螺旋加热器(22)所需用的电线穿过；辊体(4C)的前端设有凸缘(4C3)；隔板(4D)用于支撑起辊中轴(4)； 前粗轴(4E)上设有第四走线孔(4E1)，该第四走线孔(4E1)与第一走线孔(4C1)在径向方向上对称；螺旋加热器(22)所需用的电线经后半轴(4B)的盲孔(4B1)、前粗轴(4E)的第四走线孔(4E1)和辊体(4C)的第一走线孔(4C1)穿过，最后连接在螺旋加热器(22)上；后粗轴(4F)上设有第三走线孔(4F1)，该第三走线孔(4F1)与第二走线孔(4C2)在径向方向上对称；螺旋加热器(22)所需用的电线经后半轴(4B)的盲孔(4B1)、后粗轴(4F)的第三走线孔(4F1)和辊体(4C)的第二走线孔(4C2)穿过，最后连接在螺旋加热器(22)上； 端盖(5)的后板面(5A)上设有第七定位凸台(5B)，该第七定位凸台(5B)置于前法兰(6)的轴承腔(6A)里；端盖(5)的中心设有第三中心通孔(5C)，该第三中心通孔(5C)用于第三螺钉(IOG)穿过，穿过后的第三螺钉(IOG)螺纹连接在辊中轴(4)的前半轴(4A)端部的螺纹盲孔(4A1)中；端盖(5)上设有第三通孔(5D)，该第三通孔(5D)用于第二螺钉(IOF)穿过，穿过后的第二螺钉(IOF)螺纹连接在前法兰(6)上； 前法兰(6)上设有轴承腔(6A)、第四中心通孔(6D)、第三螺纹孔(6B);第四中心通孔(6D)用于辊中轴(4)的前半轴(4A)穿过；第三螺纹孔(6B)和走线孔(6C)设置在前法兰(6)的环板面上，第三螺纹孔(6B)用于放置第二螺钉(10F)，走线孔(6C)用于线缆通孔； 后法兰(9)上设有轴承腔(9A)、第五中心通孔(9D)、卡槽(9B);轴承腔(9A)里能够放置D深沟球轴承(IOD);第五中心通孔(9D)用于后部辊(3)的连接圆环(34)穿过；卡槽(6B)内放置有轴承挡圈(91);走线孔(9C)设置在后法兰(9)的环板面上，该走线孔(9C)用于线缆通孔。
2.根据权利要求1所述的一种纤维缠绕设备 用浸胶辊，其特征在于:中部辊(2)为高碳钢材料。
3.根据权利要求1所述的一种纤维缠绕设备用浸胶辊，其特征在于:第一O形密封圈和第二 O形密封圈选取能够承受温度在400摄氏度的密封圈。
4.根据权利要求1所述的一种纤维缠绕设备用浸胶辊，其特征在于:辊中轴(4)为静止的，前部辊(I)、中部辊(2 )和后部辊(3 )构成的浸胶辊外筒为运动的。
5.根据权利要求1所述的一种纤维缠绕设备用浸胶辊，其特征在于:纤维上胶时，在所述的浸胶辊下方摆放一胶液槽，且使浸胶辊外筒与胶液槽中的胶液接触。
6.根据权利要求1所述的一种纤维缠绕设备用浸胶辊，其特征在于:所述辊中轴(4)的辊体(4C)上包覆隔热石棉垫23，能够减少或阻止热量向辊中轴(4)传递，将更多的热量用于加热中部辊(2)，以提高加热效率，使中部辊(2)外表面能够达到高的温度。
7.根据权利要求1所述的一种纤维缠绕设备用浸胶辊，其特征在于:在螺旋加热器(22)外面套有均热筒(24)，且均热筒(24)与中部辊(2)的辊体内壁之间留有热气流腔(25)，使加热器产生的热量进一步沿中部辊(2)的轴向和径向均匀分布。
全文摘要
本发明公开了一种纤维缠绕设备用浸胶辊，其包括前部辊、中部辊、后部辊、辊中轴、隔热石棉垫、螺旋加热器、均热筒、前法兰、后法兰和端盖等；中部辊的前后分别通过螺钉连接有前部辊、后部辊，前部辊、中部辊和后部辊构成浸胶辊的旋转外筒；辊中轴贯穿前部辊、中部辊和后部辊，是浸胶辊的定轴；辊中轴的辊体上从里向外布局有隔热石棉垫、螺旋加热器、均热筒和中部辊；前法兰与前部辊连接、后法兰与后部辊连接。本发明的浸胶辊表面加热速度快，温度高，温度沿辊圆周表面分布均匀；并且浸胶辊拆装方便，易于更换加热器件，维修方便。
文档编号D06B1/14GK103147241SQ20131005497
公开日2013年6月12日 申请日期2013年2月19日 优先权日2013年2月19日
发明者丁希仑, 彭赛金, 张武翔, 徐小明 申请人:北京航空航天大学