用于复合材料薄壁高法兰筒的立式缠绕装置及制造方法与流程

本发明涉及法兰筒制造技术领域，具体涉及用于复合材料薄壁高法兰筒的立式缠绕装置及制造方法。

背景技术：

薄筒壁高法兰复合材料筒特点是圆筒壁很薄，而与它连接的内、外翻边法兰却很高，高度与壁厚之比为10倍以上。这种结构件内外翻边法兰是与其他部件连接的关键部位，特别是在法兰的根部要承受较大的剪力和弯矩，为了提高内外翻边法兰的承载能力，需要在翻边法兰上的特定部位铺放一定量的径向纤维，且该径向纤维要和圆筒段纵向纤维相连续，使之成为一个连续整体，满足力学要求。

采用常规的卧式缠绕成型工艺成型此大厚度和大高度的外翻法兰具有较大难度，主要体现在筒段纵向纤维在未缠绕环向纤维时较软，由于重力作用无法准确排布到翻边法兰径向纤维的预定位置，而且由于无法施加压力造成翻边法兰质地疏松，直接影响翻边法兰的承载能力。

技术实现要素：

本发明为了解决现有的卧式缠绕机在法兰翻边时无法将筒段纵向纤维翻转到预定位置，无法施加压力，而造成翻边法兰质地疏松的问题，而提供用于复合材料薄壁高法兰筒的立式缠绕装置及制造方法。

本发明为解决上述技术问题采取的技术方案是：

方案一：用于复合材料薄壁高法兰筒的立式缠绕装置包括转轴、缠绕模和两个压板；

转轴竖直设置在机架上并能转动，缠绕模固定在转轴上，缠绕模上加工有第一圆柱体和第二圆柱体，第一圆柱体的直径比第二圆柱体的直径大，第一圆柱体和第二圆柱体分别与转轴同心，第一圆柱体的侧面通过螺钉与一个压板连接，第二圆柱体的侧面通过螺栓与另一个压板连接。

方案二：制造法兰筒的方法包括以下步骤：

一、利用所述缠绕模对预浸料后的增强体和预浸布后的增强体进行层叠铺放，并进行折叠翻边，使其纤维呈排布方向一致形成增强的纤维体,初步形成法兰筒的外形；

二、将所述两个压板通过螺栓固定在所述缠绕模上对法兰加压；

三、转动转轴对成型的法兰筒的筒身进行环向缠绕，以增强法兰筒的强度；

四、对成型的法兰筒加热将其固化；

五、脱模。

本发明与现有技术相比具有以下有益效果：

本发明采用立式缠绕的方式，对预浸料后的增强体和预浸布后的增强体进行层叠铺放，使增强体受重力铺放自然，一方面避免了卧式铺放时折叠翻边由于重力作用松散而无法翻折到预定位置的问题，同时将预浸料后的增强体和预浸布后的增强体的铺放及加压成型型集成在一起完成，提供了工作效率。

附图说明

图1是本发明的示意图；

图2是图1的i处局部放大视图。

具体实施方式

具体实施方式一：结合图1和图2来说明本实施方式，本实施方式用于复合材料薄壁高法兰筒的立式缠绕装置包括转轴1、缠绕模2和两个压板3；

转轴1竖直设置在机架上并能转动，缠绕模2固定在转轴1上，缠绕模2上加工有第一圆柱体2-1和第二圆柱体2-2，第一圆柱体2-1的直径比第二圆柱体2-2的直径大，第一圆柱体2-1和第二圆柱体2-2分别与转轴1同心，第一圆柱体2-1的侧面通过螺钉与一个压板3连接，第二圆柱体2-2的侧面通过螺栓与另一个压板3连接。

缠绕模2上加工有第一圆柱体2-1和第二圆柱体2-2，以适应法兰筒4的外形，设置两个压板3，使法兰筒4在铺放的工序后对法兰筒4上的法兰加压，使翻边的部分不松散，并使初步成型的法兰筒4筒身的纤维呈纵向排列，法兰筒4上的两个法兰的纤维呈径向排列，再对初步成型的法兰筒4的筒身进行环向缠绕形成环形纤维6，以获得高强度的法兰。

转轴1可以手动的方式转动，也可以利用电机来驱动。

具体实施方式二：结合图1来说明本实施方式，本实施方式所述第一圆柱体2-1的高度大于所述第二圆柱体2-2的高度。

如此设置，用于适应待缠绕的法兰筒4的筒身。

其它组成和连接关系与具体实施方式一相同。

具体实施方式三：结合图1来说明本实施方式，本实施方式所述两个压板3均为环形板。

如此设置，使翻边后法兰筒4上的两个法兰受力均匀，从而使翻边的法兰纤维排布均匀准确。

它组成和连接关系与具体实施方式二相同。

具体实施方式四：结合图1来说明本实施方式，本实施方式所述一个压板3的外径大于或等于所述缠绕模2上第一圆柱体2-1的直径，另一个压板3的外径大于或等于所述第二圆柱体2-2的直径。

如此设置，使翻边的法兰受力均匀，从而使翻边的法兰纤维排布均匀准确。

它组成和连接关系与具体实施方式三相同。

具体实施方式五：结合图1来说明本实施方式，本实施方式所述第一圆柱体2-1的高度是法兰筒4壁厚的10倍以上。

如此设置，适用于高度与壁厚之比为10倍以上的法兰。

它组成和连接关系与具体实施方式四相同。

具体实施方式六：结合图1和图2来说明本实施方式，本实施方式制造法兰筒的方法包括以下步骤：

一、利用所述缠绕模2对预浸料后的增强体和预浸布后的增强体进行层叠铺放，并进行折叠翻边，使其纤维呈排布方向一致形成增强的纤维体,初步形成法兰筒4的外形；

二、将所述两个压板3通过螺栓固定在所述缠绕模2上对法兰加压；

三、转动转轴1对成型的法兰筒4的筒身进行环向缠绕，以增强法兰筒4的强度；

四、对成型的法兰筒4加热将其固化；

五、脱模。

具体实施方式七：本实施方式步骤四的加热温度为180-200℃。

它组成和连接关系与具体实施方式六相同。

技术特征：

技术总结
用于复合材料薄壁高法兰筒的立式缠绕装置及制造方法，它涉及法兰制造技术领域，以解决现有的卧式缠绕机在法兰翻边时无法将筒段纵向纤维翻转到预定位置，无法施加压力，而造成翻边法兰质地疏松的问题。本发明包括转轴、缠绕模和两个压板；转轴竖直设置在机架上并能转动，缠绕模固定在转轴上，缠绕模上加工有第一圆柱体和第二圆柱体，第一圆柱体的直径比第二圆柱体的直径大，第一圆柱体和第二圆柱体分别与转轴同心，第一圆柱体的侧面通过螺钉与一个压板连接，第二圆柱体的侧面通过螺栓与另一个压板连接。本发明适用于高度与壁厚之比为10倍以上的法兰筒。

技术研发人员：侯传礼;赵洪斌;娄小杰;杜政才
受保护的技术使用者：哈尔滨玻璃钢研究院有限公司
技术研发日：2018.12.10
技术公布日：2019.02.22