本发明涉及复合材料技术领域，特指一种用于湿法缠绕工艺的胶量控制机构。
背景技术：
随着复合材料的研究深度、运用广度以及生产需求不断扩大，复合材料在各行各业的重要地位也逐步体现出来。纤维缠绕工艺按照其工艺特点可分为干法缠绕工艺、湿法缠绕工艺以及半干法缠绕工艺。而湿法缠绕工艺因为所需设备简单，成本低，所以应用最为广泛。在缠绕工艺中，浸胶使用的树脂通常简称为“胶”，缠绕使用的玻璃纤维、碳纤维等通常简称为“纱”但是温法缠绕过程中存在的一个突出问题是随着纱线运动速度的变化，以及胶槽中胶量的变化，使得经过浸胶之后的纱线含胶量不移稳定，难于精确控制，导致最终产品之间含胶量差异较大，影响产品的品质，以及一致性。传统的方法是使用刮胶板，但是不能精确调整，也不能在线监测。
技术实现要素：
针对以上问题，本发明提供了一种用于湿法缠绕工艺的胶量控制机构，可以实现在湿法缠绕过程中对纱线含胶量进行在线实时监测与控制，该机构还可以实现纱线速度以及纱线含胶量的检测。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种用于湿法缠绕工艺的胶量控制机构，包括挤胶架组件、底座、集胶槽、质量传感器、水平架立板、纱篦一、测速架组件、胶管组件、电机凸轮组件、纱篦二以及胶槽架，测速架组件、纱篦一、水平架立板、集胶槽、质量传感器、挤胶架以及纱篦二从前至后依次设于底座上，电机凸轮组件设于挤胶架的上方，电机凸轮组件通过计算机驱动，胶槽架上部设有上胶槽，胶槽架下部设有下胶槽，上胶槽与下胶槽上分别设有容积式流量计与流量控制阀，胶管组件通过连接管道连接于上胶槽，胶管设于集胶槽的上方，集胶槽通过连接管道连接于下胶槽，上胶槽包括盛装树脂的内胶槽与加热树脂的外胶槽，外胶槽内设有热电偶与电加热管。
进一步而言，所述挤胶架组件包括挤胶架立板一与挤胶架立板二，挤胶架立板一与挤胶架立板二上分别设有挤胶架立板导孔，挤胶架立板导孔内设有凸轮从动销，凸轮从动销的下部穿过弹簧并通过动挤胶辊固定销限位于挤胶架立板导孔内，凸轮从动销的下部连接有动挤胶辊固定块，挤胶架立板一与挤胶架立板二之间设有挤胶辊组件，挤胶辊组件的两端分别固定于胶架立板一与挤胶架立板二上的动挤胶辊固定块上。
进一步而言，所述动挤胶辊固定块上设有动挤胶辊固定块通孔与动挤胶辊固定块工艺通孔，凸轮从动销的下部设有凸轮从动销通孔与凸轮从动销工艺通孔，凸轮从动销通孔与动挤胶辊固定块通孔对应设置，并通过动挤胶辊固定销定位，凸轮从动销工艺通孔与动挤胶辊固定块工艺通孔对应设置，并能过动挤胶辊固定销定位。
进一步而言，所述挤胶辊组件包括上下配套设置的定挤胶辊与动挤胶辊，定挤胶辊的两端分别定位于挤胶架立板一与挤胶架立板二上的凹槽内，动挤胶辊的两端分别定位于挤胶架立板一与挤胶架立板二上的动挤胶辊固定块上，定挤胶辊与动挤胶辊结构相同，均由孔用弹性挡圈、深沟球轴承、胶辊与挤胶辊芯轴对应设置组成，挤胶辊芯轴采用软性材质制成，挤胶辊芯轴的两端分别通过孔用弹性挡圈与深沟球轴承定位于胶辊的内部。
进一步而言，所述底座采用角钢焊接而成，底座包括设有多个安装孔的底板，底板上设有集胶槽座、质量传感器脚垫以及间隔设置的两个直线轴承座，直线轴承座上设有直线轴承，集胶槽固定于集胶槽座上，质量传感器固定于质量传感器脚垫上。
进一步而言，所述水平架立板上设有限制纱线竖直方向移动的挤胶辊组件。
进一步而言，所述纱篦一上设有限制纱线水平方向移动的纱篦杆与纱篦座，纱篦杆焊接于纱篦座上，纱篦二与纱篦一结构相同。
进一步而言，所述测速架组件包括测速架纱篦杆、测速传感器、测速架底座、测速盘、提把轴、测速齿轮、轴承、提把、测速从动轮轴以及测速从动轮，测速架纱篦杆、测速盘与提把轴分别安装于测速架底座上，测速齿轮通过螺钉与垫片固定于测速盘上，轴承通过卡簧一固定于测速齿轮上，测速传感器通过测速盘弹簧销固定于测速盘上，测速齿轮上设有减小齿轮转动惯量的一圈通孔，测速从动轮固定于测速从动轮轴上，测速从动轮轴焊接于提把上，提把通过卡簧二固定于测速架底座上。
进一步而言，所述胶管组件包括胶管，胶管的一端设有胶盖前盖与前胶管固定块，胶管的另一端设有胶管后盖与后胶管固定块，胶盖前盖上设有胶管前盖过纱孔与溢胶孔，胶管后盖上设有胶管后盖过纱孔，前胶管固定块与后胶管固定块之间设有相对设置的两根胶管工装，前胶管固定块与后胶管固定块的横向位置上分别设有与胶管工装配合设置的大通孔与小通孔，前胶管固定块与后胶管固定块的竖向位置上分别设有螺纹孔，螺纹孔对应设置有胶管导杆。
进一步而言，所述电机凸轮组件包括带减速器电机、电机座、弹性联轴器、电机凸轮组件座、轴承座与凸轮轴，电机座与轴承座分别固定于电机凸轮组件座上，减速器电机通过调整螺纹孔固定于电机座上，减速器电机通过弹性联轴器连接于凸轮轴上，凸轮轴的两端分别通过螺母、弹簧垫片、平垫片以及凸轮固定于轴承座上。
本发明有益效果：
1.通过测速架实现自行检测纱线速度，而不依赖由缠绕机主轴提供的转速信号，速度读检测更加精确；
2.通过质量传感器实现进行质量测量，大大降低了对传感器灵敏度与量程的要求，且效果显著，整体成本低；
3.纱线在浸泡的过程中不与胶管接触，不影响质量传感器读数；
4.通过电机凸轮组件作为执行机构，其结构简单，操作方便且动作可靠。
附图说明
图1是本发明整体结构爆炸图；
图2是胶槽架组件结构爆炸图；
图3是挤胶架组件结构爆炸图；
图4是挤胶辊结构爆炸图；
图5是底座结构图；
图6是水平导纱架结构图；
图7是纱篦结构图；
图8是测速架结构图；
图9是图8爆炸图；
图10是胶管结构爆炸图；
图11是电机凸轮组件结构爆炸图。
1.挤胶架组件；2.底座；3.集胶槽；4.质量传感器；5.水平导纱架；6.纱篦一；7.测速架；8.胶管；9.电机凸轮组件；10.胶槽架组件；11.挤胶架立板一；12.凸轮从动销；13.弹簧；14.动挤胶辊固定销；15.定挤胶辊；16.动挤胶辊；17.动挤胶辊固定块；18.动挤胶辊固定块通孔；19.动挤胶辊固定块工艺通孔；21.直线轴承；22.集胶槽座；23.质量传感器脚垫；24.直线轴承座；25.底板；27.挤胶辊；60.纱篦二；61.纱篦杆；62.纱篦座；71.测速架纱篦杆；72.测速传感器；73.测速架底座；74.测速盘；75.提把轴；76.卡簧一；77.测速齿轮；78.轴承；79.垫片；81.胶管工装；82.胶盖前盖；83.胶管；84.胶管后盖；85.后胶管固定块；86.前胶管固定块；87.胶管导杆；91.带减速器电机；92.电机座；93.弹性联轴器；94.电机凸轮组件座；95.轴承座；96.螺母；97.弹簧垫片；98.平垫片；99.凸轮；101.内胶槽；102.外胶槽；103.容积式流量计；104.流量控制阀；105.下胶槽；106.热电偶；107.电加热管；110.挤胶架立板二；111.挤胶架立板导孔；121.凸轮从动销通孔；122.凸轮从动销工艺通孔；171.孔用弹性挡圈；172.深沟球轴承；173.胶辊；174.挤胶辊芯轴；710.螺钉；711.卡簧二；713.提把；714.测速从动轮轴；715.测速从动轮；741.测速盘弹簧销；821.胶管前盖过纱孔；822.溢胶孔；841.胶管后盖过纱孔；861.大通孔；862.螺纹孔；863.小通孔；910.凸轮轴；921.调整螺纹孔。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明的技术方案进行说明。
如图1和图2所示，本发明所述一种用于湿法缠绕工艺的胶量控制机构，包括挤胶架组件1、底座2、集胶槽3、质量传感器4、水平架立板5、纱篦一6、测速架组件7、胶管组件8、电机凸轮组件9、纱篦二60以及胶槽架10，测速架组件7、纱篦一6、水平架立板5、集胶槽3、质量传感器4、挤胶架1以及纱篦二60从前至后依次设于底座2上，电机凸轮组件9设于挤胶架1的上方，电机凸轮组件9通过计算机驱动，胶槽架10上部设有上胶槽，胶槽架10下部设有下胶槽105，上胶槽与下胶槽105上分别设有容积式流量计103与流量控制阀104，胶管组件8通过连接管道连接于上胶槽，胶管8设于集胶槽3的上方，集胶槽3通过连接管道连接于下胶槽105，上胶槽包括盛装树脂的内胶槽101与加热树脂的外胶槽102，外胶槽102内设有热电偶106与电加热管107。以上所述构成本发明基本结构。
实际应用中，通过测速架组件7实现自行检测纱线速度，而不依赖由缠绕机主轴提供的转速信号，速度读检测更加精确，其工作原理：纱线运动方式为从后向前依次通过测速架组件7、纱篦一6、水平架立板5、胶管8、挤胶架1以及纱篦二60，最后经过丝嘴缠绕在芯模上，通过测速架组件7可以测得单位时间内的纱线速度；
实际应用中，根据预先设定好的含胶量(树脂质量/树脂质量+线线质量)，通过计算机可以计算出单位时间内所需的树脂质量，其工作原理：储存在内胶槽101中的树脂，通过上胶槽上的容积式流量计103与流量控制阀104经过连接管道(图中未画出)流入胶管组件8中，再从胶管组件8中溢出，依次经过集胶槽3、连接管道、下胶槽105上的容积式流量计103与流量控制阀104，最后流入下胶槽105中，由于树脂的密度已知，根据两个容积式流量计103的信号可以计算出单位时间内进入胶管组件8中的树脂质量，再通过质量传感器4测得的单位时间内胶管组件8质量变动量做差，即可计算出单位时间内由线线实际带走的树脂质量。
实际应用中，当实际带走的树脂质量大于理论上所需的树脂质量时，计算机给电机凸轮组件9的带减速器电机91发信号，控制挤胶辊27下移，加大挤胶力度，当实际带走的树脂质量小于理论上所需的树脂质量时，计算机给电机凸轮组件9的带减速器电机91发信号，控制挤胶辊27上移，减小挤胶力度，从而实现对线线含胶量的实时精确监测与控制。
实际应用中，由于在工艺上对树脂有温度的要求，所以包括盛装树脂的内胶槽101与加热树脂的外胶槽102，内胶槽101内盛装树脂，外胶槽102内盛装水，外胶槽102内安装有热电偶106与电加热管107，其中热电偶106负责检测水的温度，电加热管107负责加热。
如图3所示，所述挤胶架组件1包括挤胶架立板一11与挤胶架立板二110，挤胶架立板一11与挤胶架立板二110上分别设有挤胶架立板导孔111，挤胶架立板导孔111内设有凸轮从动销12，凸轮从动销12的下部穿过弹簧13并通过动挤胶辊固定销14限位于挤胶架立板导孔111内，凸轮从动销12的下部连接有动挤胶辊固定块17，挤胶架立板一11与挤胶架立板二110之间设有挤胶辊组件，挤胶辊组件的两端分别固定于胶架立板一11与挤胶架立板二110上的动挤胶辊固定块17上。动挤胶辊固定块17上设有动挤胶辊固定块通孔18与动挤胶辊固定块工艺通孔19，凸轮从动销12的下部设有凸轮从动销通孔121与凸轮从动销工艺通孔122，凸轮从动销通孔121与动挤胶辊固定块通孔18对应设置，并通过动挤胶辊固定销14定位，凸轮从动销工艺通孔122与动挤胶辊固定块工艺通孔19对应设置，并能过动挤胶辊固定销14定位。实际应用中，动挤胶辊固定块17用螺帽固定在挤胶辊组件两端，动挤胶辊固定销14穿过动挤胶辊固定块17上的动挤胶辊固定块通孔18与凸轮从动销通孔121，将两者连接在一起，由于挤胶辊组件经常需要清洗，采用这种结构可以保证挤胶辊清洗方便。
如图4所示，所述挤胶辊组件包括上下配套设置的定挤胶辊15与动挤胶辊16，定挤胶辊15的两端分别定位于挤胶架立板一11与挤胶架立板二110上的凹槽内，动挤胶辊16的两端分别定位于挤胶架立板一11与挤胶架立板二110上的动挤胶辊固定块17上，定挤胶辊15与动挤胶辊16结构相同，均由孔用弹性挡圈171、深沟球轴承172、胶辊173与挤胶辊芯轴174对应设置组成，挤胶辊芯轴174采用软性材质制成，挤胶辊芯轴174的两端分别通过孔用弹性挡圈171与深沟球轴承172定位于胶辊173的内部。实际应用中，采用这样的结构设置，有效确保纱线经过挤胶辊组件时不会受到损伤。需要说明的是，在弹簧13的作用下，动挤胶辊16将被抬起一定的距离。
如图5所示，所述底座2采用角钢焊接而成，底座2包括设有多个安装孔的底板25，底板25上设有集胶槽座22、质量传感器脚垫23以及间隔设置的两个直线轴承座24，直线轴承座24上设有直线轴承21，集胶槽3固定于集胶槽座22上，质量传感器4固定于质量传感器脚垫23上。实际应用中，底座2中整个机构的基座，主要起承载作用，将直线轴承21与直线轴承座24、集胶槽3与集胶槽座22、质量传感器4分别固定于底座2上的底板25上。需要说明的是，质量传感器脚垫23需要经过加工以确保质量传感器4安装后水平度符合要求，其中，集胶槽3采用z字型结构设置，便于树脂的流动。
如图6所示，所述水平架立板5上设有限制纱线竖直方向移动的挤胶辊组件。实际应用中，水平架立板5的作用是与定挤胶辊15配合限制纱线在竖直方向的移动，使纱线经过胶管组件8时架空不与胶管83发生接触，从而保证质量传感器4测得的数据是准确的胶管质量变动量。
如图7所示，所述纱篦一6上设有限制纱线水平方向移动的纱篦杆61与纱篦座62，纱篦杆61焊接于纱篦座62上，纱篦二60与纱篦一6结构相同。实际应用中，通过纱篦杆61焊接于纱篦座62上可以限制纱线水平方向移动。
如图8和图9所示，所述测速架组件7包括测速架纱篦杆71、测速传感器72、测速架底座73、测速盘74、提把轴75、测速齿轮77、轴承78、提把713、测速从动轮轴714以及测速从动轮715，测速架纱篦杆71、测速盘74与提把轴75分别安装于测速架底座73上，测速齿轮77通过螺钉710与垫片79固定于测速盘74上，轴承78通过卡簧一76固定于测速齿轮77上，测速传感器72通过测速盘弹簧销741固定于测速盘74上，测速齿轮77上设有减小齿轮转动惯量的一圈通孔，测速从动轮715固定于测速从动轮轴714上，测速从动轮轴714焊接于提把713上，提把713通过卡簧二711固定于测速架底座73上。采用这样的结构设置，纱线穿过速架纱篦杆71进入测速齿轮77与测速从动轮715之间，测速从动轮715起到压紧作用，使得纱线带动测速齿轮77旋转，测速齿轮77旋转时，测速传感器72(优选采用磁敏传感器)检测到磁场变化，可以测出测速齿轮77的转速值，从而换算出纱线的前进速度。
实际应用中，测速齿轮77上开有一圈通孔，用于减小齿轮的转动惯量。
如图10所示，所述胶管组件8包括胶管83，胶管83的一端设有胶盖前盖82与前胶管固定块86，胶管83的另一端设有胶管后盖84与后胶管固定块85，胶盖前盖82上设有胶管前盖过纱孔821与溢胶孔822，胶管后盖84上设有胶管后盖过纱孔841，前胶管固定块86与后胶管固定块85之间设有相对设置的两根胶管工装81，前胶管固定块86与后胶管固定块85的横向位置上分别设有与胶管工装81配合设置的大通孔861与小通孔863，前胶管固定块86与后胶管固定块85的竖向位置上分别设有螺纹孔862，螺纹孔862对应设置有胶管导杆87。采用这样的结构设置，其工作原理：纱线从测速架组件7出来后，经过纱篦和水平架立板5进入胶管83，纱线分别从胶管后盖过纱孔841以及胶管前盖过纱孔821通过胶管83，在挤胶架组件1和水平架立板5的作用下，纱线不会与胶管83发生接触，需要说明的是，树脂通过溢胶孔822流入集胶槽3内。
实际应用中，胶管工装81只在加工中使用，以前胶管固定块86为例，在加工完成后，在其上开大通孔861与小通孔863，胶管工装81穿过前胶管固定块86的大通孔861与后胶管固定块85的小通孔863，再用螺母锁紧，以同样的方式安装第二根胶管工装81，可以保证前胶管固定块86与后胶管固定块85在焊接到胶管工装81上时保持平行，其中，胶管导杆87本身不在轴向承受载荷而只起到导向作用，所以开螺纹孔862并使用顶丝将胶管导杆87紧固。
如图11所示，所述电机凸轮组件9通过计算机驱动，电机凸轮组件9包括带减速器电机91、电机座92、弹性联轴器93、电机凸轮组件座94、轴承座95与凸轮轴910，电机座92与轴承座95分别固定于电机凸轮组件座94上，带减速器电机91通过调整螺纹孔921固定于电机座92上，减速器电机91通过弹性联轴器93连接于凸轮轴910上，凸轮轴910的两端分别通过螺母96、弹簧垫片97、平垫片98以及凸轮99固定于轴承座95上。实际应用中，电机凸轮组件9作执行机构，其工作原理：当整个机构不工作时，凸轮99处于零升程位置，动挤胶辊16在弹簧13的作用下被抬起，此时动挤胶辊16与定挤胶辊15之间有最大的间隙，方便纱线穿过；当整个机构工作时，计算机驱动带减速器电机91转动，带动凸轮99旋转，在凸轮99的作用下，动挤胶辊16下隆，起到挤胶作用。需要说明的是，凸轮99安装在凸轮轴910上周向采用平键定位，周向通过螺母96、弹簧垫片97和平垫片98定位，其中，带减速器电机91以法兰安装的方式通过调整螺纹孔921安装在电机座92上，安装时可以使用螺栓来调整电机的高度，安装非常方便。
以上结合附图对本发明的实施例进行了描述，但本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护范围之内。