一种基于磁粉制动器的拉力增大装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型提供一种基于磁粉制动器的拉力增大装置，设置在缠绕机中需要增大拉力的部位，包括用于缠绕原材料的输入篦杆、若干个制动辊和输出篦杆，每个制动辊连接有一个磁粉制动器；各制动辊之间的位置关系以原材料绕在制动辊上的最大包角大于或等于180度为原则进行布置。本实用新型通过在跨程较大的缠绕机中增加本拉力增大装置，能够增大拉力，逐级扩大拉力的调节范围,明显改善因为拉力较大而出现的原材料绷断现象，适用于中等程度拉力和大拉力的缠绕制品的生产；在拉力增大装置中设置多个制动辊，可根据原材料的拉力需求选择其中的几个缠绕原材料，并通过磁粉制动器调节制动力矩的大小。
【专利说明】
一种基于磁粉制动器的拉力増大装置
技术领域
[0001]本实用新型属于缠绕成型技术领域，具体涉及一种基于磁粉制动器的纤维拉力增大装置。
【背景技术】
[0002]缠绕成型技术是利用缠绕机将纤维、布带或者钢丝等丝束、带状材料缠绕成型的一种材料成型制造工艺，是实现缠绕制品高性能制造的重要手段之一，也是近年来发展最快、最有效的先进制造技术。缠绕制品具有比强度高、比刚度大、耐腐蚀、抗疲劳性能好等优点，在航空航天、军工、航海潜水等重要科学领域得到了广泛应用，并逐步由次承力构件向主承力构件转变。例如我国大飞机项目，就明确规定要大量使用纤维复合材料。
[0003]在缠绕制品生产过程中，缠绕机是生产的核心设备。缠绕机主要由拉力控制机构，浸胶机构(原材料为钢丝的则一般不用浸胶)，模具主轴等组成，原材料固定在拉力锟上，纤维束或者布带由锟子引出，穿过篦杆，通过胶槽浸胶、刮胶，通过拉力检测装置，穿过丝嘴，绕上模具，然后通过小车和主轴的逻辑规律运动实现缠绕制品的生产。在生产中，拉力的稳定控制是保证产品质量的关键技术，直接影响到最终制品的质量。
[0004]现有的控制拉力的技术方案，如图1所示，多采用以初始磁粉制动器al为执行件，原材料all(—般为纤维束、布带、钢丝等材料)固定夹紧在原材料辊a2上，原材料辊a2与初始磁粉制动器al的输出轴相连，在原材料辊a2和芯模alO之间还会设有浸胶辊a5和拉力检测辊a8，以及起引导原材料运动方向作用的导辊a3、a4、a7和a9。生产过程中，芯模alO旋转，通过原材料al I带动原材料棍a2旋转。向磁粉制动器输入一定的电压值，就产生一个与原材料棍a2运动方向相反的力矩M，对原材料all产生一定的拉力。通过改变输入磁粉制动器al的电压值，改变其输出力矩的大小，从而实现对拉力的控制。
[0005]但随着工业的发展，一些较大尺寸的缠绕制品，或者不同材质的缠绕制品(例如利用钢丝缠绕成型的)，则要求较大的拉力值。很明显，仅靠磁粉制动器施加拉力，会出现两个缺点:一方面，磁粉制动器自身输出的力矩值有一定的范围，一旦所需拉力值大于磁粉制动器所能提供的最大值时，这种技术方案就满足不了生产要求；另一方面，为了满足拉力，可以更换输出转矩较大的磁粉制动器。但这样一来，缠绕时，原材料(主要针对原材料是布带或者纤维)的跨程较大，对材料的损伤也大为加大，容易造成绷断事故，以致在生产中出现紧急情况，中断生产。
【实用新型内容】
[0006]本实用新型要解决的技术问题是:提供一种基于磁粉制动器的纤维拉力增大装置，能够增大拉力，逐级扩大拉力的调节范围，适用于中等程度拉力和大拉力的缠绕制品的生产。
[0007]本实用新型为解决上述技术问题所采取的技术方案为:一种基于磁粉制动器的纤维拉力增大装置，其特征在于:它设置在原有的缠绕机中需要增大拉力的部位，包括用于缠绕原材料的输入篦杆、若干个制动辊和输出篦杆，每个制动辊连接有一个磁粉制动器;各制动辊之间的位置关系以原材料绕在制动辊上的最大包角大于或等于180度为原则进行布置。
[0008]按上述方案，所述的若干个制动辊的周围设有用于引导原材料传输方向的导辊。
[0009]按上述方案，所述的制动辊的个数为2-5个。
[0010]按上述方案，本拉力增大装置设置在原有的缠绕机的浸胶辊和拉力检测辊之间。
[0011]按上述方案，本拉力增大装置还包括底座，底座上设有安装面，所述的输入篦杆、若干个制动辊和输出篦杆均设置在安装面上。
[0012]按上述方案，所述的安装面为竖直方向，所述的输入篦杆、若干个制动辊和输出篦杆均与安装面垂直安装。
[0013]本实用新型的有益效果为:
[0014]1、通过在跨程较大的缠绕机中增加本拉力增大装置，能够增大拉力，逐级扩大拉力的调节范围，明显改善因为拉力较大而出现的原材料绷断现象，适用于中等程度拉力和大拉力的缠绕制品的生产;在拉力增大装置中设置多个制动辊，可根据原材料的拉力需求选择其中的几个缠绕原材料，并通过磁粉制动器调节制动力矩的大小。
[0015]2、通过增加导辊对原材料起导引作用，防止原材料从制动锟上脱落，保证缠绕生产平稳进行。
【附图说明】
[0016]图1为现有的拉力控制装置结构示意图。
[0017]图2为本实用新型一实施例的应用图。
[0018]图3为本实用新型一实施例的结构示意图。
[0019]图4为本实用新型一实施例的缠绕方式图。
[0020]图5为本实用新型又一实施例的缠绕方式图。
[0021 ]图中:al_初始磁粉制动器，a2_原材料棍，a3、a4、a7、a9_导棍，a5_浸胶棍，a6_拉力增大装置，a8_拉力检测辊，alO-芯模，al 1-原材料，1_第一制动辊，2_第二制动辊，3_第三制动辊，4-第四制动辊，5-第一导辊，6-第二导辊，7-输出篦杆，8-输入篦杆，9-磁粉制动器，10-输出轴，11-安装面，12-底座。
【具体实施方式】
[0022]下面结合具体实例和附图对本实用新型做进一步说明。
[0023]本实用新型提供一种基于磁粉制动器的纤维拉力增大装置，它设置在原有的缠绕机中需要增大拉力的部位，如图2和图3所示，在本实施例中，本拉力增大装置a6设置在原有的缠绕机的浸胶辊a5和拉力检测辊a8之间，包括用于缠绕原材料的输入篦杆8、若干个制动辊(图中的第一制动辊I，第二制动辊2，第三制动辊3，第四制动辊4)和输出篦杆7，每个制动辊连接有一个磁粉制动器9;各制动辊之间的位置关系以原材料绕在制动辊上的最大包角大于或等于180度为原则进行布置。
[0024]优选的，为防止原材料从制动锟上脱落，保证缠绕生产平稳进行，所述的若干个制动辊的周围设有用于引导原材料传输方向的导辊(图中的第一导辊5和第二导辊6)。
[0025]优选的，所述的制动辊的个数为2-5个，本实施例中为4个。
[0026]本实施例中，本拉力增大装置还包括底座12，底座12上设有安装面11，所述的输入篦杆8、若干个制动辊和输出篦杆7均设置在安装面11上。所述的安装面为竖直方向，所述的输入篦杆、若干个制动辊和输出篦杆均与安装面垂直安装。制动辊与磁粉制动器9的输出轴1通过键连接。
[0027]本实用新型的工作原理为:在要求拉力加大而单凭初始磁粉制动器al不能满足时，让原材料绕上本拉力增大装置的制动锟，在初始磁粉制动器al施加初拉力的基础上，通过向制动棍连接的磁粉制动器9输入一定的电压值，产生一定的力矩，通过制动锟与原材料之间的静摩擦力，对原材料施加与其缠绕方向相反的拉力，从而增加拉力，使其满足所要求的拉力值。
[0028]原材料在通过本拉力增大装置时，可根据所要求的拉力值，选择不同的通过方式，本实施例提供两种方案，以适应不同的生产要求。
[0029]方案一:当要求中等拉力时，即拉力值大于一个磁粉制动器所能提供的最大值时，缠绕时，原材料在拉力增大装置中采用如图4所示的绕法。原材料all由原材料锟a2引出，通过浸胶机构a5(不用浸胶的材料如钢丝，则不用通过此机构)，穿过输入篦杆8，绕上第四制动辊4，绕过第三制动辊3，绕过第一导辊5，经过第二导辊6和输出篦杆7，通过拉力检测装置a8，最后原材料绕上芯模a 1。通过向初始磁粉制动器a I输入一定的电压值，输出一定的力矩M，作用于原材料锟a2，力矩M的方向与原材料锟旋转方向相反，产生一个初拉力。再同时向与第三制动辊3和第四制动辊4相连的磁粉制动器输入电压值，使其输出一定的力矩，通过第三制动辊3和第四制动辊4与原材料all之间的静摩擦力对其产生一定的拉力。通过调节与第三制动辊3和第四制动辊4两个制动辊相连的磁粉制动器的电压输入值，就可以调节拉力值，以满足生产要求。
[0030]方案二:当要求大拉力时，即拉力值大于方案一所能提供的最大值，但又没有超过原材料本身的极限拉力值时，原材料在拉力增大装置中的绕法如图5所示。在缠绕时，其【具体实施方式】与上述类似。不同点在于原材料all在拉力增大装置中的绕法。原材料从第三制动辊3引出时，经过第一导辊5，绕上第一制动辊I，然后绕上第二制动辊2，经第二导辊6和输出篦杆7，进入后面的拉力检测装置，最后绕上芯模。在初始磁粉制动器al施加一定初拉力的基础上，同时向与第一制动辊1、第二制动辊2、第三制动辊3、第四制动辊4相连的磁粉制动器输入电压值，使其输出相同的制动力矩，对原材料产生拉力。调节输入的电压值，改变输出力矩，以此来调节拉力值，使其满足生产要求。
[0031]此外，不同的原材料，缠绕生产时采用表面材质不同的制动辊。例如纤维束缠绕采用表面为玻璃钢材质的制动辊，以增大制动辊与原材料之间的摩擦力，不易打滑，以防制动力失效。
[0032]本实用新型采用磁粉制动器协同作用控制拉力，增大了拉力值调节范围；刚从原材料辊a2引出的原材料，仅受初始磁粉制动器al提供的初始拉力;经本拉力增大装置作用后，原材料所受拉力变大。所以，原材料所受拉力值是逐级增加的，可以明显改善因为拉力较大而出现的原材料绷断现象;利用本实用新型装置，有多种增大拉力的控制方式，可根据不同生产要求选择，选择不同的控制方式，简单方便，节约资源。
【主权项】
1.一种基于磁粉制动器的拉力增大装置，其特征在于:它设置在缠绕机中需要增大拉力的部位，包括用于缠绕原材料的输入篦杆、若干个制动辊和输出篦杆，每个制动辊连接有一个磁粉制动器;各制动辊之间的位置关系以原材料绕在制动辊上的最大包角大于或等于180度为原则进行布置。2.根据权利要求1所述的一种基于磁粉制动器的拉力增大装置，其特征在于:所述的若干个制动辊的周围设有用于引导原材料传输方向的导辊。3.根据权利要求1所述的一种基于磁粉制动器的拉力增大装置，其特征在于:所述的制动辊的个数为2-5个。4.根据权利要求1所述的一种基于磁粉制动器的拉力增大装置，其特征在于:本拉力增大装置设置在缠绕机的浸胶辊和拉力检测辊之间。5.根据权利要求1所述的一种基于磁粉制动器的拉力增大装置，其特征在于:本拉力增大装置还包括底座，底座上设有安装面，所述的输入篦杆、若干个制动辊和输出篦杆均设置在安装面上。6.根据权利要求5所述的一种基于磁粉制动器的拉力增大装置，其特征在于:所述的安装面为竖直方向，所述的输入篦杆、若干个制动辊和输出篦杆均与安装面垂直安装。
【文档编号】F16D63/00GK205533891SQ201620115879
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年2月5日
【发明人】田会方, 孙金辉, 王志辉, 吴迎峰, 丁锋
【申请人】武汉理工大学