一种纤维缠绕复合材料适应多规格管挂纱装置及挂纱方法
【专利摘要】本发明公开了一种纤维缠绕复合材料适应多规格管挂纱装置及挂沙方法，包括多个圆柱形纱齿和多个棱柱形纱齿，圆柱形纱齿的底部和棱柱形纱齿的底部均设有底座，相邻圆柱形纱齿之间和圆柱形纱齿与棱柱形纱齿之间均通过底座首尾铰接，相邻底座首尾之间通过铆钉铰接，形成相互铰接的环链，环链缠绕套装于模具管外壁上，模具管外壁的每个面均对应至少有一个棱柱形纱齿，圆柱形纱齿和棱柱形纱齿同侧向外布置。本发明涉及的挂纱装置结构简单，易于制造，并且适用于不同尺寸、不同形式的模具，有很强的适用性。本发明的方法在固化完成前将挂纱装置拆卸，从而将挂纱造成的不良影响降为最低，省去了纤维缠绕端部过渡段，大幅提高生产效率，降低了生产成本。
【专利说明】
一种纤维缠绕复合材料适应多规格管挂纱装置及挂纱方法
技术领域
[0001]本发明涉及纺织设备技术领域，具体涉及一种纤维缠绕复合材料适应多规格管挂纱装置及挂纱方法。
【背景技术】
[0002]复合材料矩形管在纤维连续缠绕的过程中，在端部有一个回线的过程。该过程的实现要求纤维缠绕角有一个过渡性的变化，对于角度越小的缠绕方式，其过渡段的长度越长。而在实际生产中很多厂家将过渡段在复合材料制品固化完成后切除，这样不仅浪费了材料，还降低了生产的效率。
[0003]在复合材料矩形管小角度缠绕过程中，由于在端部采用缠绕角度过渡的方式会有很大的过渡区域，对于10°以下的缠绕方式，其过渡区域很长，在实际缠绕中很难实现。而普通挂纱装置都是固定的尺寸，只适用于单一尺寸的复合材料制品，对于改变尺寸后的模具以及改变纱宽后的纤维缠绕只能重新加工，没有适用的普遍性。并且当纱线在纱齿上滑动时，易出现磨损现象，严重时会导致纱线断裂。
【发明内容】
[0004]本发明要解决的技术问题是，针对现有技术存在的上述缺陷，提供了一种纤维缠绕复合材料适应多规格管挂纱装置及挂纱方法，结构简单，易于制造，并且适用于不同尺寸、不同形式的模具管，有很强的适用性，本发明的方法在固化完成前将挂纱装置拆卸，从而将挂纱造成的不良影响降为最低，省去了纤维缠绕端部过渡段，大幅提高生产效率，降低了生产成本。
[0005 ]本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是:
[0006]—种纤维缠绕复合材料适应多规格管挂纱装置，包括多个圆柱形纱齿和多个棱柱形纱齿，圆柱形纱齿和棱柱形纱齿竖向排列布置，圆柱形纱齿的底部和棱柱形纱齿的底部均设有底座，相邻圆柱形纱齿之间和圆柱形纱齿与棱柱形纱齿之间均通过底座首尾铰接，相邻底座首尾之间通过铆钉铰接，形成相互铰接的环链，环链缠绕套装于模具管外壁上，模具管外壁的每个面均对应至少有一个棱柱形纱齿，圆柱形纱齿和棱柱形纱齿同侧向外布置；
[0007]底座上设有螺纹通孔，圆柱形纱齿的底部设有第一螺纹，圆柱形纱齿的底部通过螺纹通孔与底座连接，第一螺纹的长度与螺纹通孔的长度一致，棱柱形纱齿的底部设有第二螺纹，棱柱形纱齿的底部通过螺纹通孔与底座连接，第二螺纹的长度比螺纹通孔的长度长，圆柱形纱齿的长度长于圆柱形纱齿的长度。
[0008]接上述技术方案，圆柱形纱齿和棱柱形纱齿顶部均为半球形。
[0009]接上述技术方案，棱柱形纱齿为4?8边棱柱形状，便于旋拧，棱柱形纱齿的旋拧部位高于圆柱形纱齿的顶部。
[0010]接上述技术方案，圆柱形纱齿的底面和棱柱形纱齿的底面与底座的底面在同一个平面上。
[0011]接上述技术方案，棱柱形纱齿和底座的材料为高强度的钢材。
[0012]接上述技术方案，圆柱形纱齿的材料为金属铝。
[0013]接上述技术方案，所述模具管为矩形，所述纤维缠绕复合材料矩形管挂纱装置包括四个棱柱形纱齿，圆柱形纱齿和棱柱形纱齿所形成的环形链套装于矩形管模具上，模具管的四个面中每个面对应布置有一个棱柱形纱齿。
[0014]采用以上所述的纤维缠绕复合材料适应多规格管挂纱装置时实施的挂纱方法，包括以下步骤:
[0015]I)调整圆柱形纱齿和棱柱形纱齿的数量适应相应模具管外壁尺寸；
[0016]2)将圆柱形纱齿和棱柱形纱齿通过底座首尾铰接，形成环链，缠绕套装于模具管外壁上使底座的底面紧贴模具管外壁；
[0017]3)往下旋拧棱柱形纱齿，将紧贴模具管外壁的底座环链顶起成绷紧状态；
[0018]4)将纱线沿圆柱型纱齿和棱柱形纱齿落到底座上，模具管旋转一定角度，纱线被所述挂纱装置固定，使纱线缠绕到所述挂纱装置上；
[0019]5)在缠绕完成后，往上旋拧棱柱形纱齿，消除底座环链的绷紧状态；
[0020]6)将紧贴模具管表面的底座环链的直线段的两端链节上的铆钉拔出，使圆柱形纱齿和棱柱形纱齿由垂直于模具管表面变成紧贴模具管表面并平行于模具管表面，将所述挂纱装置沿平行于模具管表面方向抽出。
[0021]本发明具有以下有益效果:
[0022]1.圆柱形纱齿和棱柱形纱齿所形成底座环链套装于模具管外壁上，辅助纱线缠绕到模具管上，实现了任意角度纤维纱线缠绕模具管，避免了端部回线的过渡段，提高了生产效率，节省原料，调整圆柱形纱齿和棱柱形纱齿的数量适应相应模具管外壁尺寸，底座环链的方式可以适应各种规格形状的模具管，调整圆柱形纱齿和棱柱形纱齿的稀疏程度适应不同的纱线宽度，结构简单，易于制造，并且适用于不同尺寸、不同形式的模具管，有很强的适用性。
[0023]2.本发明的方法在固化完成前将挂纱装置拆卸，从而将挂纱造成的不良影响降为最低，省去了纤维缠绕端部过渡段，大幅提高生产效率，降低了生产成本。
【附图说明】
[0024]图1是本发明实施例中纤维缠绕复合材料适应多规格管挂纱装置套装于矩形模具管上的结构示意图；
[0025]图2是本发明实施例中纤维缠绕复合材料适应多规格管挂纱装置套装于圆形模具管上的结构示意图；
[0026]图3是图1的A局部的立面图；
[0027]图4是本发明实施例中棱柱形纱齿的立面图；
[0028]图5是本发明实施例中圆柱形纱齿的立面图；
[0029]图6是本发明实施例中底座的立面图；
[0030]图7是本发明实施例中铆钉的立面图；
[0031 ]图中，1-圆柱形纱齿，2_棱柱形纱齿，3-铆钉，4-底座，5_模具管，6-第一螺纹，7_第二螺纹，8-半球，9-螺纹通孔。
【具体实施方式】
[0032]下面结合附图和实施例对本发明进行详细说明。
[0033]参照图1?图7所示，本发明提供的一个实施例中的纤维缠绕复合材料适应多规格管挂纱装置，包括多个圆柱形纱齿I和多个棱柱形纱齿2，圆柱形纱齿I和棱柱形纱齿2竖向排列布置，棱柱形纱齿2分开插入到多个圆柱形纱齿I排列中，圆柱形纱齿I的底部和棱柱形纱齿2的底部均设有底座4，相邻圆柱形纱齿I之间和圆柱形纱齿I与棱柱形纱齿2之间均通过底座4首尾铰接，多个底座4之间首尾相连，形成相互铰接的环链，环链缠绕套装于模具管5外壁上，模具管5外壁的每个面均对应至少有一个棱柱形纱齿2，圆柱形纱齿I和棱柱形纱齿2同侧向外布置；
[0034]底座4上设有螺纹通孔9，圆柱形纱齿I的底部设有第一螺纹6，圆柱形纱齿I的底部通过螺纹通孔9与底座4连接，第一螺纹6的长度与螺纹通孔9的长度一致，棱柱形纱齿2的底部设有第二螺纹7，棱柱形纱齿2的底部通过螺纹通孔9与底座4连接，第二螺纹7的长度比螺纹通孔9的长度长，圆柱形纱齿I的长度长于圆柱形纱齿I的长度。
[0035]圆柱形纱齿I和棱柱形纱齿2所形成底座4环链套装于模具管5外壁上，辅助纱线缠绕到模具管5上，实现了任意角度纤维纱线缠绕模具管5，避免了端部回线的过渡段，提高了生产效率，节省原料，调整圆柱形纱齿I和棱柱形纱齿2的数量适应相应模具管5外壁尺寸，底座4环链的方式可以适应各种规格形状的模具管5，调整圆柱形纱齿I和棱柱形纱齿2的稀疏程度适应不同的纱线宽度。
[0036]进一步地，圆柱形纱齿I和棱柱形纱齿2顶部均为半球8形，进一步地，棱柱形纱齿2除去第二螺纹7后的长度比圆柱形纱齿I除去第一螺纹6后的长度长。
[0037]进一步地，棱柱形纱齿2为六棱柱形状，便于旋拧，棱柱形纱齿2的旋拧部位高于圆柱形纱齿I的顶部。
[0038]进一步地，圆柱形纱齿I的底面和棱柱形纱齿2的底面与底座4的底面在同一个平面上。
[0039]进一步地，相邻底座4首尾之间通过铆钉3铰接。
[0040]进一步地，圆柱形纱齿I选用密度较低的金属铝作为材料，而棱柱形纱齿2以及底座4选用强度较高的钢材。
[0041]进一步地，所述模具管5为矩形，所述纤维缠绕复合材料矩形管挂纱装置包括四个棱柱形纱齿2，圆柱形纱齿I和棱柱形纱齿2所形成的环形链套装于矩形管模具上，模具管5的四个面中每个面对应布置有一个棱柱形纱齿2。
[0042]采用以上所述的纤维缠绕复合材料适应多规格管挂纱装置时实施的挂纱方法，包括以下步骤:
[0043]I)调整圆柱形纱齿I和棱柱形纱齿2的数量适应相应模具管5外壁尺寸；
[0044]2)将圆柱形纱齿I和棱柱形纱齿2通过底座4首尾铰接，形成环链，缠绕套装于模具管5外壁上使底座4的底面紧贴模具管5外壁；
[0045]3)往下旋拧棱柱形纱齿2，将紧贴模具管5外壁的底座4环链顶起成绷紧状态；
[0046]4)将纱线沿圆柱型纱齿和棱柱形纱齿2落到底座4上，模具管5旋转一定角度，纱线被所述挂纱装置固定，使纱线缠绕到所述挂纱装置上;在丝嘴返回的过程中，由于纱线的固定作用，在速比不变的情况下，实现缠绕角在端部的突变；
[0047]5)在缠绕完成后，往上旋拧棱柱形纱齿2，消除底座4环链的绷紧状态；
[0048]6)将紧贴模具管5表面的底座4环链的直线段的两端链节上的铆钉3拔出，使圆柱形纱齿I和棱柱形纱齿2由垂直于模具管5表面变成紧贴模具管5表面并平行于模具管5表面，将所述挂纱装置沿平行于模具管5表面方向抽出。
[0049]本发明的方法在固化完成前将挂纱装置拆卸，从而将挂纱造成的不良影响降为最低，省去了纤维缠绕端部过渡段，大幅提高生产效率，降低了生产成本。
[0050]本发明的一个实施例中，本发明的工作原理:
[0051]将所述的纤维缠绕复合材料适应多规格管挂纱装置中所需零件按照合适的尺寸设计制造出来，将图4?图7中零件按照图3中所示的链接方式进行组装，首先将圆柱形纱齿I的底部第一螺纹6和棱柱形纱齿2的底部第二螺纹7旋拧进底座4的螺纹通孔9中，并保持圆柱形纱齿I和棱柱形纱齿2的底面与底座4的底面在一个平面上;然后将圆柱形纱齿I和棱柱形纱齿2通过底座4的首尾通过铆钉3链接的方式连接起来，即将底座4前圆孔部位与底座4后圆孔部位，通过铆钉3贯穿起来;采用这种方式依次链接，直至指定的长度，注意链接的过程中，底座4的上下位置为同一个朝向，即棱柱形纱齿2和圆柱形纱齿I排列于链条同侧，且棱柱形纱齿2排列于链条中适合的位置。
[0052]链接完成后将链条缠绕在模具管5的指定位置，将链条的首尾进行铆合，控制整个链条所用节数为最少的数量;相同程度的往下旋拧四根棱柱形纱齿2，旋拧的部位为棱柱形纱齿2高于圆柱形纱齿I的部位，直至整个链条成绷紧状态;但在实际使用过程中，出现的旋拧棱柱形纱齿2到极限状态，并没有绷紧整个链条的情况，是由于棱柱形纱齿2的底部第二螺纹7的长度设计不合理导致，第二螺纹7的长度设计原则要根据具体模具管5的大小、底座4的尺寸设计以及纱线宽来制定。
[0053]当纱线为纤维材料，纱线缠绕到模具管端部时，纱线沿着纱齿落在底座4上，模具管5旋转一定角度后，纱线被所述挂纱装置固定;在丝嘴返回的过程中，由于纱线的固定作用，在速比不变的情况下，实现缠绕角在端部的突变。
[0054]在缠绕完成后，往上旋拧棱柱形纱齿2，消除链条的绷紧状态;将紧贴矩形管表面的所述挂纱装置的直线段两端链节的铆钉3拔出，使圆柱形纱齿I和棱柱形纱齿2由垂直于矩形模具管5表面变成紧贴模具表面并平行于模具管5表面，之后将该部分链段沿平行于模具管5表面方向抽出。
[0055]所述挂纱装置实现纤维纱线的小角度缠绕，小角度缠绕端部回线的过程中，纱线落在挂纱装置的纱齿中间，圆柱形纱齿I以及棱边倒角的六棱柱形纱齿2减少了纱线在纱齿上滑动的磨损现象，当纱线滑落纱齿底部时，通过纱齿的固定作用避免了后续缠绕的滑线现象。
[0056]所述挂纱装置避免了一般角度缠绕矩形管端部过渡段，实现了一般角度纤维复合材料的纱线缠绕在模具管端部回线的过程中，其缠绕角的跳跃性变化;在没有挂纱装置的存在下，缠绕角先由一定角度变化到90°，再由90°变化到需要的角度。这个过程中浪费材料并降低了生产效率，本方法的使用可在缠绕速比不变的情况下在挂纱位置直接变化到要求的缠绕角，在缠绕完成后将挂纱装置拆卸，从而避免了端部回线的过渡段。
[0057]以上的仅为本发明的较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明申请专利范围所作的等效变化，仍属本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种纤维缠绕复合材料适应多规格管挂纱装置，其特征在于，包括多个圆柱形纱齿和多个棱柱形纱齿，圆柱形纱齿和棱柱形纱齿竖向排列布置，圆柱形纱齿的底部和棱柱形纱齿的底部均设有底座，相邻圆柱形纱齿之间和圆柱形纱齿与棱柱形纱齿之间均通过底座首尾铰接，相邻底座首尾之间通过铆钉铰接，形成相互铰接的环链，环链缠绕套装于模具管外壁上，模具管外壁的每个面均对应至少有一个棱柱形纱齿，圆柱形纱齿和棱柱形纱齿同侧向外布置； 底座上设有螺纹通孔，圆柱形纱齿的底部设有第一螺纹，圆柱形纱齿的底部通过螺纹通孔与底座连接，第一螺纹的长度与螺纹通孔的长度一致，棱柱形纱齿的底部设有第二螺纹，棱柱形纱齿的底部通过螺纹通孔与底座连接，第二螺纹的长度比螺纹通孔的长度长，圆柱形纱齿的长度长于圆柱形纱齿的长度。2.根据权利要求1所述的纤维缠绕复合材料适应多规格管挂纱装置，其特征在于，圆柱形纱齿和棱柱形纱齿顶部均为半球形。3.根据权利要求1所述的纤维缠绕复合材料适应多规格管挂纱装置，其特征在于，棱柱形纱齿为4?8边棱柱形状，便于旋拧，棱柱形纱齿的旋拧部位高于圆柱形纱齿的顶部。4.根据权利要求1所述的纤维缠绕复合材料适应多规格管挂纱装置，其特征在于，圆柱形纱齿的底面和棱柱形纱齿的底面与底座的底面在同一个平面上。5.根据权利要求1所述的纤维缠绕复合材料适应多规格管挂纱装置，其特征在于，棱柱形纱齿和底座的材料为高强度的钢材。6.根据权利要求1所述的纤维缠绕复合材料适应多规格管挂纱装置，其特征在于，圆柱形纱齿的材料为金属铝。7.根据权利要求1所述的纤维缠绕复合材料适应多规格管挂纱装置，其特征在于，所述模具管为矩形，所述纤维缠绕复合材料矩形管挂纱装置包括四个棱柱形纱齿，圆柱形纱齿和棱柱形纱齿所形成的环形链套装于矩形管模具上，模具管的四个面中每个面对应布置有一个棱柱形纱齿。8.采用权利要求1所述的纤维缠绕复合材料适应多规格管挂纱装置时实施的挂纱方法，其特征在于，包括以下步骤: 1)调整圆柱形纱齿和棱柱形纱齿的数量适应相应模具管外壁尺寸； 2)将圆柱形纱齿和棱柱形纱齿通过底座首尾铰接，形成环链，缠绕套装于模具管外壁上使底座的底面紧贴模具管外壁； 3)往下旋拧棱柱形纱齿，将紧贴模具管外壁的底座环链顶起成绷紧状态； 4)将纱线沿圆柱型纱齿和棱柱形纱齿落到底座上，模具管旋转一定角度，纱线被所述挂纱装置固定，使纱线缠绕到所述挂纱装置上； 5)在缠绕完成后，往上旋拧棱柱形纱齿，消除底座环链的绷紧状态； 6)将紧贴模具管表面的底座环链的直线段的两端链节上的铆钉拔出，使圆柱形纱齿和棱柱形纱齿由垂直于模具管表面变成紧贴模具管表面并平行于模具管表面，将所述挂纱装置沿平行于模具管表面方向抽出。
【文档编号】B29C70/54GK105881928SQ201610216162
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2016年4月8日
【发明人】祖磊, 穆建桥, 王继辉, 舒明杰, 周帆
【申请人】武汉理工大学