一种将碳纤维缠绕在钢针上的装置及缠绕方法
【专利摘要】本发明是一种将碳纤维缠绕在钢针上的装置及缠绕方法，其方法具有操作简单、方便等优点；其装置具有结构简单、制造安装方便、生产产品质量稳定等优点，同时兼具生产不同型号碳纤维孔芯的功能，更有利于细长孔的制备，适于推广应用。
【专利说明】一种将碳纤维缠绕在钢针上的装置及缠绕方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及铸造领域，即将碳纤维缠绕在钢针之上作为铸造法制备孔的孔芯，制备出超大长径比的细长孔。
【背景技术】
[0002]利用碳纤维采用铸造方法制备细长孔的工艺方法是一种全新的制备细长孔的方法。其原理是利用碳纤维和金属的侵润性差及其本身具有耐高温性质的特点，将碳纤维缠绕在钢针之上，作为铸造法制孔的孔芯，在铸件浇注完成之后，缠绕在钢针上的碳纤维在钢针和金属基体之间阻碍二者相互熔合，使得碳纤维及钢针易于抽出，以实现超大长径比的细长孔的制备。但是，之前文中所提到的碳纤维孔芯的制备方法多为手工制造，该方法不仅效率低下，而且孔芯制备质量非常不稳定，基于此，我们利用以下原理实现碳纤维孔芯的自动制备，该设备的原理为:电机转动，通过齿轮及传动轴传动，使预制钢针平稳转动；与此同时，电机带动碳纤维输送装置沿钢针轴向运动，碳纤维捆进行放线，实现碳纤维缠绕过程。
【发明内容】
[0003]发明目的:
本发明提出一种将碳纤维缠绕在钢针上的装置及缠绕方法，克服了用铸造方法制备细长孔时用到的碳纤维孔芯制备效率低下的问题。此外，碳纤维孔芯在手工制备时，由于操作者的不稳定性等一系列因素，会造成碳纤维孔芯质量不稳定，碳纤维缠绕厚度不均匀等现象，本装置将克服手工缠绕碳纤维孔芯效率低下以及质量不稳定等缺点。
[0004]技术方案:
一种将碳纤维缠绕在钢针上的装置及缠绕方法，其装置主要包括:(1)电机I (2)大齿轮(3)小传动齿轮(4)传动轴(5)夹针系统(6)控位螺栓(7)钢针(8)电机2 (9)碳纤维捆(10)碳纤维输送装置(11)碳纤维(12)机架(13)控位螺孔(14)螺杆(15)电控箱(16)变速器(17)衬板(18)限位器(19)内螺纹套筒(20)行程开关；
其特征在于:电机通过传动轴及齿轮传动系统带动固定在夹针系统上的钢针转动，与此同时，电机通过内螺纹套筒以及螺杆带动碳纤维输送装置沿钢针轴向运动，实现碳纤维缠绕过程；通过控位螺栓可以控制两小齿轮间距，进而装置可以将碳纤维缠绕在不同长度的钢针之上；通过控制碳纤维输送装置的轴向进给速度，可以实现碳纤维缠绕厚度的控制，待碳纤维缠绕完成时，衬板接触行程开关，进行行程控制。
[0005]一种将碳纤维缠绕在钢针上的装置及缠绕方法，其方法主要包括以下步骤:
步骤a、将钢针安装固定在缠绕装置两端，调节控位螺栓，使钢针保持被拉直状态；
步骤b、按启动开关，电机转动，钢针开始转动，与此同时，碳纤维输送装置沿钢针轴向
运动，碳纤维均匀缠绕在钢针之上；
步骤C、待碳纤维缠绕完成整根钢针时，衬板自动触碰行程开关，在电控箱的控制下，电机停止，卸下完成碳纤维缠绕的钢针；
本发明是一种将碳纤维缠绕在钢针上的装置及缠绕方法，其优点在于，本文提出的碳纤维自动缠绕装置将以往的手工缠绕方式更改为自动缠绕，显著提高碳纤维的缠绕效率，制备出的碳纤维孔芯质量稳定，且比手工制作质量要有所提高。
【专利附图】
【附图说明】
[0006]图1为本发明结构示意图:
附图标记说明:
(I)电机I (2)大齿轮(3)小传动齿轮(4)传动轴(5)夹针系统(6)控位螺栓(7)钢针
(8)电机2 (9)碳纤维捆(10)碳纤维输送装置(11)碳纤维(12)机架(13)控位螺孔(14)螺杆(15)电控箱(16)变速器(17)衬板(18)限位器(19)内螺纹套筒(20)行程开关。
[0007]【具体实施方式】:
本发明是一种将碳纤维缠绕在钢针上的装置及缠绕方法，其实施方式如下:
步骤a、将直径0.5mm钢针安装固定在缠绕装置两端，调节控位螺栓，使钢针保持被拉直状态；
步骤b、按启动开关，电机转动，钢针开始转动，与此同时，碳纤维输送装置沿钢针轴向运动，碳纤维均匀缠绕在钢针之上；
步骤C、待碳纤维缠绕完成整根钢针时，衬板自动触碰行程开关，在电控箱的控制下，电机停止，卸下完成碳纤维缠绕的钢针。
【权利要求】
1.一种将碳纤维缠绕在钢针上的装置及缠绕方法，装置主要包括:(1)电机I (2)大齿轮(3)小传动齿轮(4)传动轴(5)夹针系统(6)控位螺栓(7)钢针(8)电机2 (9)碳纤维捆(10)碳纤维输送装置(11)碳纤维(12)机架(13)控位螺孔(14)螺杆(15)电控箱(16)变速器(17)衬板(18)限位器(19)内螺纹套筒(20)行程开关； 其特征在于:电机转动，通过齿轮及传动轴传动，使钢针平稳转动；与此同时，电机带动碳纤维输送装置沿钢针轴向运动，碳纤维捆进行放线，实现缠绕过程； 其方法主要包括以下步骤: 步骤a、将钢针安装固定在缠绕装置两端，调节控位螺栓，使钢针保持被拉直状态； 步骤b、按启动开关，电机转动，钢针开始转动，与此同时，碳纤维输送装置沿钢针轴向运动，碳纤维均匀缠绕在钢针之上； 步骤C、待碳纤维缠绕完成整根钢针时，衬板自动触碰行程开关，在电控箱的控制下，电机停止，卸下完成碳纤维缠绕的钢针。
2.根据权利要求1所述的一种将碳纤维缠绕在钢针上的装置及缠绕方法，其特征在于:传动轴设置的目的是在实现钢针两端同心转动，以保证钢针在转动过程中不发生扭折、离心等问题，实现钢针平稳转动。
3.根据权利要求1所述的一种将碳纤维缠绕在钢针上的装置及缠绕方法，其特征在于:碳纤维输送装置输送碳纤维，并沿钢针轴向进给，实现碳纤维缠绕过程，通过控制轴向进给速度，可以调节碳纤维缠绕的厚度。
4.根据权利要求1所述的一种将碳纤维缠绕在钢针上的装置及缠绕方法，其特征在于:通过控位螺栓可以调节两小齿轮间距，进而装置可以将碳纤维缠绕在不同长度的钢针之上。
5.根据权利要求1所述的一种将碳纤维缠绕在钢针上的装置及缠绕方法，其特征在于:当钢针较长时，在碳纤维的拉力作用下，容易引起钢针的变形，在限位器的控制下，钢针能够保持原来形状不变。
6.根据权利要求1所述的一种将碳纤维缠绕在钢针上的装置及缠绕方法，其特征在于:当衬板接近钢针任意端时，会自动触碰行程开关，在电控箱的控制下，电机自动停止或反转，衬板自动停止或返回。
【文档编号】B22C9/10GK103537626SQ201310442308
【公开日】2014年1月29日 申请日期:2013年9月26日 优先权日:2013年9月19日
【发明者】曲迎东, 秦刚, 高民强, 蒋立鹏, 金美玲, 李荣德, 尤俊华 申请人:沈阳工业大学