一种实现圆柱形棒体螺旋推进的方法与流程

本发明涉及一种实现圆柱形棒体螺旋推进的方法。

背景技术：

在现今的工业生产中，常采用螺旋缠绕工艺将一些韧性较好、硬度较强的材料均匀缠绕在某类圆柱形棒状产品的表面以达到对此类产品的良好保护和精美装饰的作用。如钢丝缠绕机、玻璃钢缠绕机等均采用了先进高精度的螺旋缠绕型生产工艺，实现了连续线性材料在产品表面的均匀螺旋排布的流水线作业。

但目前的缠绕生产工艺一般均需要很大的设备投资，且对于操作工人的技术和熟练度都有着较高的要求，另外设备大部分适应于大规模的连续性生产，对于单独的小批量生产支出成本较大，难以实现其经济效益。另一方面目前单个缠绕设备仅限于缠绕某类标准件产品，难以进行多种产品的生产，具有一定的局限性。

技术实现要素：

本发明的目的在于针对上述现有缠绕工艺的不足，提供一种实现圆柱形棒体螺旋推进的方法，去完成特殊材料在其表面的螺旋缠绕，解决了现有缠绕工艺的设备成本高、适应性弱、局限性强的问题。

为达到上述发明目的，本发明采用以下技术方案：

1、一种实现圆柱形棒体螺旋推进的方法，主要包括以下步骤：

s1、选取所需的圆柱形棒体，该圆柱形棒体的直径为d；

s2、选取顶部设有v型槽的支撑架；形成该v型槽的左、右壁面之间的夹角为α，该v型槽的左、右壁面之间的相交线称为阴角线；

s3、在v型槽的左、右壁面安装平移装置，该平移装置包括结构相同的若干个左平移单元和若干个右平移单元，若干个左平移单元对应的安装在v型槽的左壁面上，左平移单元包括转轮托架和转轮，在转轮托架的支撑轴上套设有自由转动地且直径为d的转轮，d/d＝0.5～1，左壁面的转轮横截面垂直于左壁面，该转轮横截面所在平面与左壁面的交线称左相交线，左相交线与阴角线之间的夹角为β1小于90度，若干个右平移单元对应的安装在右壁面，右壁面的右平移单元与左壁面的左平移单元呈对应错开状，右壁面的转轮横截面垂直于右壁面，该右壁面的转轮横截面所在平面与右壁面的交线称右相交线，右相交线与该阴角线之间的夹角为β2，β2＝β1，β2、β1为右相交线、左相交线分别与朝相反方向延伸的阴角线之间的夹角；

s4、把圆柱形棒体托设在左、右壁面的转轮之间，圆柱形棒体的轴线位于左、右壁面所成夹角的角平分面上；

s5、把线材的头部缠绕在最前端，通过以转速n旋转圆柱形棒体，圆柱形棒体每转一圈向前推动的距离为s，圆柱形棒体与转轮之间的静摩擦力成为动力，推动圆柱形棒体按照速率v螺旋向前运动，使圆柱形棒体呈螺旋方式前进对线材进行缠绕。

优选地，所述支撑架为若干个相同的支撑架单元，各支撑架单元按照0.5米至1米的距离对应间隔布置而成，支撑架单元包括托架和v型支架，该v型支架的左壁面上安装一个左平移单元，该v型支架的右壁面上安装一个右平移单元，左平移单元的转轮托架包括方形底板，在该方形底板的两个相对侧边上安装两个对应的耳板，在两耳板之间安装支撑轴，在该支撑轴上套设有直径为d的转轮，d/d＝0.5～1，该方形底板安装在v型支架的对应壁面上，经过转轮中心的该转轮的横截面延长至对应的壁面上并与该壁面之间形成相交线，该方形底板的底面中心位于该相交线上，该底面中心与转轮中心的连线垂直于方形底板，转轮中心至方形底板的底面中心的距离为h，d/h＝0.5～0.75，选取v型支架的阴角线的中点，在阴角线上选取距离该中点0.5d～2d的前后两端点，该阴角线上的前后两点连成一条线段，该线段分别沿其两端点在v型支架的两个内壁面上逆时针旋转π－β度形成新的两条线段分别与阴角线形成夹角β1与β2，β1与β2确定好了之后，把两方形底板的底面中心点分别对准在新两条线段的延长线上，方形底板的底面中心点到v型支架阴角线的垂直距离为l，d/l＝0.3～0.4，以此确定方形底板的安装位置。

优选地，使经过转轮中心与方形底板的底面中心连线的延长线经过圆柱形棒体的轴线，

优选地，所述支撑架单元包括左支撑板和右支撑板，该左支撑板可转动地套设在支撑柱架上，该右支撑板可转动地套设在右支撑柱架上，该左支撑板与该右支撑板对应匹配布置，左、右支撑板通过链式活动组件连接，该链式活动组件可改变左、右支撑板间形成的夹角，左平移单元、右平移单元对应地设置在左支撑板和右支撑板上，以使得根据两支撑板之间的夹角的开合大小可供不同直径的圆柱形棒体使用。

优选地，所述的链式活动组件包括对应的两组调节板，每组调节板分别包括结构相同的左调节板和右调节板，前组调节板的左调节板的一端连接在左支撑板的前壁面，该前组调节板的右调节板的一端连接在右支撑板的前壁面，后组调节板的左调节板的一端连接在左支撑板的后壁面，该后组调节板的右调节板的一端连接在右支撑板的后壁面，该左支撑板的前壁面的左调节板的另一端与该右支撑板的前壁面的右调节板的另一端对应匹配，该左支撑板的后壁面的左调节板的另一端与该右支撑板的后壁面的右调节板的另一端对应匹配，其中该左调节板上设有数个均匀间隔的螺纹穿孔，该螺纹穿孔螺接有螺栓，该右调节板上设有与各螺纹穿孔一一对应匹配的穿孔，该螺栓穿过对应的穿孔和螺纹穿孔把左调节板和右调节板固连，螺纹穿孔与对应的穿孔配合来实现左调节板与右调节板之间的夹角开合大小。

综上所述，本发明的有益效果：

1、本发明提供的通过控制圆柱形棒体螺旋推进速率去完成线材在其表面的螺旋缠绕，可精确控制其线材均匀地布满在棒体表面。

2、本发明相对于现有缠绕工艺，机械设备成本低廉、结构简单且结构组装模块化，适应于各类流水线作业，解决了现有缠绕工艺的设备成本高、适应性弱、局限性强的问题，打破了现有设备单独小批量生产不经济、较难实现的桎梏。

附图说明

图1为本发明的支撑架的主视结构示意图。

图2为本发明的支撑架单元的一种实施结构的立体示意图。

图3为支撑架单元的另一实施结构的示意图。

具体实施方式

下面结合图1、图2和图3对本发明的具体实施方式做详细的说明。

一种实现圆柱形棒体螺旋推进的方法，主要包括以下步骤：

第一步：选取所需的圆柱形棒体9，该圆柱形棒体9的直径为d；选取d＝80mm，棒体的长度l为15m。

第二步：选取顶部形成v型槽的支撑架2；形成v型槽的左、右壁面7、8之间的夹角为α，该v型槽的左、右壁面之间的相交线称为阴角线10；

第三步：在v型槽的左、右壁面安装有推动圆柱形棒体前进的平移装置，该平移装置包括结构相同的若干个左平移单元3和若干个右平移单元4，若干个左平移单元3对应的安装在左壁面7上，左平移单元3包括转轮托架和转轮1，在转轮托架的支撑轴上套设有自由转动地直径为d的转轮1，d为60mm，d/d＝0.5～1，该左壁面的转轮横截面垂直于左壁面，该转轮横截面所在平面与左壁面的交线称左相交线，即该左壁面的转轮横截面延长至左壁面与该左壁面相交形成该左相交线，该左相交线与阴角线之间的夹角为β1小于90度，若干个右平移单元4对应的安装在右壁面8，右壁面的右平移单元与左壁面的左平移单元呈对应错开状，该右壁面的转轮横截面垂直于右壁面，该右壁面的转轮横截面所在平面与右壁面的交线称右相交线，即该右壁面的转轮横截面延长至右壁面与该右壁面相交形成该右相交线，该右相交线与该阴角线之间的夹角为β2，β2＝β1，β2、β1为右相交线、左相交线分别与阴角线朝相反方向的线之间的夹角；即转轮的横截面与左、右壁面的相交线相对于阴角线呈小于90度的夹角。

第四步：把圆柱形棒体9托设在左、右壁面的转轮1、2之间，圆柱形棒体的轴线位于左、右壁面所成夹角的角平分面上；

第五步：进行0.5mm的细铜丝缠绕，把线材的头部缠绕在最前端，通过以转速n＝0.5r/s旋转圆柱形棒体，圆柱形棒体每转一圈向前推动的距离为s＝10mm，圆柱形棒体与转轮之间的静摩擦力成为动力，推动圆柱形棒体按照速率v螺旋向前运动，使圆柱形棒体呈螺旋方式前进对线材进行缠绕。

进一步，所述支撑架为若干个相同的支撑架单元，各支撑架单元按照0.5米至1米的距离对应间隔布置而成，支撑架单元包括托架6和v型支架5，该v型支架的左、右壁面上分别对应安装一个左平移单元和一个右平移单元，左、右平移单元的转轮托架包括方形底板和两个耳板，该方形底板安装在v型支架的内壁面上，转轮中心a、c到对应的方形底板底面中心b、d的距离为h＝120mm，ab、cd形成的线段垂直于对应的方形底板的底面，d/h＝0.5～0.75，该方形底板上相对两侧端分别安装两个对应的耳板，在两耳板之间安装支撑轴，在该支撑轴套设有转轮，d/d＝0.5～1，选取v型支架的阴角线的中点，在阴角线上选取距离该中点0.5d～2d的前后两点，该阴角线上的前后两点连成一条线段，该线段分别沿其两端点在v型支架的两个内壁面上逆时针旋转π－β度形成新的两条线段分别与阴角线形成夹角β1与β2，β1与β2确定好了之后，把两个方形底板的底面中心点对准在对应的延长线上，两方形底板的底面中心点分别到v型支架阴角线的垂直距离为l＝160mm，该两底面中心点为两个方形底板的底面安装中心，d/l＝0.3～0.4，即确定了方形底板的安装位置。将完成转轮安装的多个v型支架放置于托架上组装成完整的生产线，把长度l为15m的圆柱形橡胶棒体水平放置在生产线上，保证圆柱形棒体在整个运动过程中顺直、不变形弯曲，且保证所有v型支架及托架结构稳固。布设的v型支架的托架与v型支架的个数都为31个。

进一步，使经过转轮中心与方形底板的底面中心连线的延长线经过圆柱形棒体的轴线，v＝sn＝10×0.5＝5mm/s，该圆柱形棒体以一定的速率v螺旋向前移动。

进一步，所述v型支架包括两块可转动的板体，两板体间隔相对设置呈倒“八”字状，左平移单元、右平移单元相对地设置在两板体上，以使得根据两板体之间的夹角的开合大小可供不同直径的圆柱形棒体使用。

如图3所示，所述支撑架单元包括左支撑板31和右支撑板32，在该左支撑板可转动地套设在左支撑柱架33上，该右支撑板可转动地套设在该右支撑柱架34上，该左支撑板与该右支撑板呈对应匹配布置，该左支撑板和该右支撑板间隔设置呈倒“八”字状，上口大下口小，该上开口的开合角度根据所使用的圆柱形棒体的直径大小可以调节，通过在左、右支撑板之间的连接的链式活动组件实现，该链式活动组件可改变两支撑板间的夹角，左平移单元、右平移单元相对地设置在两支撑板上，以使得根据两支撑板之间的夹角的开合大小可供不同直径的圆柱形棒体使用。

支撑柱架33、34包括两根立柱和一个连接轴，连接轴连接两根立柱，支撑板可转动地套设在连接轴上。

所述的链式活动组件结构包括对应的两组调节板，即前组调节板和后组调节板，每组调节板分别包括结构相同的左调节板35和右调节板36，前组调节板的左调节板的一端连接在左支撑板的前壁面，该前组调节板的右调节板的一端连接在右支撑板的前壁面，后组调节板的左调节板的一端连接在左支撑板的后壁面，该后组调节板的右调节板的一端连接在右支撑板的后壁面，该左支撑板的前壁面的左调节板的另一端与该右支撑板的前壁面的右调节板的另一端对应匹配，该左支撑板的后壁面的左调节板的另一端与该右支撑板的后壁面的右调节板的另一端对应匹配，其中该左调节板上设有数个均匀间隔的螺纹穿孔，该螺纹穿孔螺接有螺栓，该右调节板上设有与各螺纹穿孔一一对应匹配的穿孔，该螺栓穿过对应的穿孔和螺纹穿孔把左调节板和右调节板固连，螺纹穿孔与对应的穿孔配合来实现左调节板与右调节板之间的夹角开合大小。保证圆柱形棒体在整个运动过程中顺直、不变形弯曲，且保证所有支撑架单元、左平移单元和右平移单元的结构稳固。

进一步，所述转轮托架可转动地设置在v型支架上，把方形底板换成圆形底板，在圆形底板的外缘标示出刻度值，更方便旋转，得到所需的β1、β2的数值。β1、β2的数值直接决定着圆柱形棒体螺旋前进的螺距。

本发明相对于现有缠绕工艺，机械设备成本低廉、结构简单且结构组装模块化，适应于各类流水线作业，解决了现有缠绕工艺的设备成本高、适应性弱、局限性强的问题，打破了现有设备单独小批量生产不经济、较难实现的桎梏。