復(fù)合材料成型工藝與設(shè)備第八章纏繞設(shè)備

1、1第八章第八章 纏繞設(shè)備纏繞設(shè)備8.1 概述8.2 小車環(huán)鏈式纏繞機的總體結(jié)構(gòu)8.3 小車環(huán)鏈式纏繞機運動分析8.4 小車環(huán)鏈式纏繞機的設(shè)計計算8.5 各類機械控制纏繞機傳動系統(tǒng)設(shè)計舉例8.6 固化爐28、 纏繞設(shè)備8.1 8.1 概述概述1947 1947 美國美國 Kellog Kellog 第一臺纏繞機第一臺纏繞機三個階段：三個階段：機械控制纏繞機：臥式，立式機械控制纏繞機：臥式，立式數(shù)字程序控制（數(shù)字程序控制（NCNC）纏繞機：）纏繞機：將芯模的角位移量將芯模的角位移量和小車的線位移量轉(zhuǎn)換為電脈沖形式的數(shù)字量進和小車的線位移量轉(zhuǎn)換為電脈沖形式的數(shù)字量進行控制行控制微機控制纏繞機（微機控

2、制纏繞機（MCFWMCFW）：軟件控制）：軟件控制3 微機控制纏繞機特點：微機控制纏繞機特點： （1）增加了纏繞機的運動坐標數(shù)）增加了纏繞機的運動坐標數(shù)4 （2）纏繞精度高）纏繞精度高 位置和速度的反饋的閉環(huán)控制系統(tǒng)位置和速度的反饋的閉環(huán)控制系統(tǒng) （3）提高了自動化程度）提高了自動化程度5纏纏 繞繞 設(shè)設(shè) 備備張力控制器張力控制器微機控制器微機控制器紗紗 架架纏繞機構(gòu)纏繞機構(gòu)浸浸 膠膠 槽槽6纏纏 繞繞 設(shè)設(shè) 備備臥式纏繞機纏繞設(shè)備立式纏繞機7臥式纏繞機臥式纏繞機8臥式纏繞機9立式纏繞機10控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)11纏纏 繞繞 機機 構(gòu)構(gòu)12紗紗 架架13浸浸 膠膠 槽槽1415張張 力力 控控 制

3、制 器器16纏繞成型工藝產(chǎn)品及應(yīng)用纏繞成型工藝產(chǎn)品及應(yīng)用纏繞成型工藝最早是在1947年美國開始研究，當時用于生產(chǎn)F-84飛機的壓縮空氣瓶。從60年代開始廣泛用于航空航天，導(dǎo)彈，水下裝置等。民用方面主要產(chǎn)品是各種規(guī)格的復(fù)合材料纏繞管道和貯罐。纏繞制品特點：可靠性 比強度高 生產(chǎn)率高 材料成本低17纏繞成型工藝產(chǎn)品及應(yīng)用纏繞成型工藝產(chǎn)品及應(yīng)用18纏繞成型工藝的優(yōu)缺點纏繞成型工藝的優(yōu)缺點 優(yōu)優(yōu) 點點工藝過程迅速工藝過程迅速自動化程度高自動化程度高可以控制樹脂含量可以控制樹脂含量減少纖維的浪費減少纖維的浪費纖維含量高，較高纖維含量高，較高的結(jié)構(gòu)性能的結(jié)構(gòu)性能優(yōu)缺點優(yōu)缺點 缺缺 點點制品的軸向增強制品的

4、軸向增強比較困難比較困難芯模和設(shè)備價格芯模和設(shè)備價格昂貴昂貴產(chǎn)品形狀受到工產(chǎn)品形狀受到工藝限制藝限制198.1.2.2 繞臂式（立式）纏繞機繞臂式（立式）纏繞機 芯模垂直放置。繞臂傾斜一小角度，避開芯模兩端的芯模垂直放置。繞臂傾斜一小角度，避開芯模兩端的金屬接嘴，可進行平面纏繞（縱向纏繞）。金屬接嘴，可進行平面纏繞（縱向纏繞）。8.1.2.3 滾轉(zhuǎn)式纏繞機（圖滾轉(zhuǎn)式纏繞機（圖82） 芯模一邊轉(zhuǎn)動，一邊翻轉(zhuǎn)，適用于平面纏繞。芯模一邊轉(zhuǎn)動，一邊翻轉(zhuǎn)，適用于平面纏繞。 20 8.1.2.4 跑道式纏繞機跑道式纏繞機 適用于平面纏繞的大型容器。適用于平面纏繞的大型容器。 圍繞芯模有環(huán)形軌道，裝有紗架和

5、繞絲嘴的小車沿軌道圍繞芯模有環(huán)形軌道，裝有紗架和繞絲嘴的小車沿軌道運動。小車繞芯模運轉(zhuǎn)一周，芯模自轉(zhuǎn)一微小角度，從運動。小車繞芯模運轉(zhuǎn)一周，芯模自轉(zhuǎn)一微小角度，從而呈現(xiàn)出平面纏繞線型。芯模軸傾斜或水平放置，環(huán)形而呈現(xiàn)出平面纏繞線型。芯模軸傾斜或水平放置，環(huán)形軌道平面必須與芯模軌成一纏繞角，以便使吐出的紗帶軌道平面必須與芯模軌成一纏繞角，以便使吐出的紗帶能避開芯模兩端機孔的接頭。適用于平面纏繞成型的大能避開芯模兩端機孔的接頭。適用于平面纏繞成型的大型產(chǎn)品型產(chǎn)品 21 另外有另外有“電纜式縱環(huán)向纏繞機電纜式縱環(huán)向纏繞機”、“球形容器球形容器纏繞機纏繞機”、“管道連續(xù)式纏繞機管道連續(xù)式纏繞機”、“濕

6、法定長濕法定長管纏繞機管纏繞機”等。等。228.2 8.2 小車環(huán)鏈式纏繞機的總體結(jié)構(gòu)小車環(huán)鏈式纏繞機的總體結(jié)構(gòu)立體結(jié)構(gòu)分為三大部分：床頭箱、小車、床身。立體結(jié)構(gòu)分為三大部分：床頭箱、小車、床身。輔助設(shè)備有：紗架、浸膠裝置、張力控制裝置等。輔助設(shè)備有：紗架、浸膠裝置、張力控制裝置等。23纏纏 繞繞 設(shè)設(shè) 備備張力控制器張力控制器微機控制器微機控制器紗紗 架架纏繞機構(gòu)纏繞機構(gòu)浸浸 膠膠 槽槽248.2.1 8.2.1 床頭箱床頭箱作用：作用：1 1、傳遞電機動力；、傳遞電機動力；2 2、變速。、變速。 床頭箱有三根輸出軸床頭箱有三根輸出軸: :主軸連接芯模，驅(qū)動其運轉(zhuǎn)；主軸連接芯模，驅(qū)動其運轉(zhuǎn)；

7、第二根軸連絲杠，帶動小車運動，進行環(huán)向纏繞；第二根軸連絲杠，帶動小車運動，進行環(huán)向纏繞；第三根軸連主動鏈輪，帶動小車，進行螺旋纏繞。第三根軸連主動鏈輪，帶動小車，進行螺旋纏繞。252627 8.1.1 8.1.1 纖維纏繞機的發(fā)展纖維纏繞機的發(fā)展 8.1.2 8.1.2 機械控制纏繞機的類型機械控制纏繞機的類型 8.1.2.1 8.1.2.1 小車環(huán)鏈式纏繞機小車環(huán)鏈式纏繞機 以環(huán)形鏈條和絲杠機帶動小車運動，可進行螺以環(huán)形鏈條和絲杠機帶動小車運動，可進行螺旋纏繞和環(huán)向纏繞（纏繞機芯模水平放置）。旋纏繞和環(huán)向纏繞（纏繞機芯模水平放置）。28 為了纏繞各種制品，主軸轉(zhuǎn)速應(yīng)能無極調(diào)速（即無為了纏繞各

8、種制品，主軸轉(zhuǎn)速應(yīng)能無極調(diào)速（即無級調(diào)速電機），為了使主軸轉(zhuǎn)速與導(dǎo)絲頭速度之比保持級調(diào)速電機），為了使主軸轉(zhuǎn)速與導(dǎo)絲頭速度之比保持穩(wěn)定，主軸與小車傳動系統(tǒng)應(yīng)采用同一臺電機驅(qū)動。穩(wěn)定，主軸與小車傳動系統(tǒng)應(yīng)采用同一臺電機驅(qū)動。掛輪的作用：改變纏繞機的轉(zhuǎn)速比，采用不同的掛輪即掛輪的作用：改變纏繞機的轉(zhuǎn)速比，采用不同的掛輪即 有不同的轉(zhuǎn)速比和纏繞角。有不同的轉(zhuǎn)速比和纏繞角。8.2.2 8.2.2 小車小車 撥撥 銷銷 ：使小車與鏈條連接進行螺旋纏繞。：使小車與鏈條連接進行螺旋纏繞。 開合螺母：使小車與絲杠連接進行環(huán)向纏繞。開合螺母：使小車與絲杠連接進行環(huán)向纏繞。 上述兩個動作只能分別進行，不能同時進行

9、。上述兩個動作只能分別進行，不能同時進行。 導(dǎo)絲頭形狀：平行雙輥式、直輥式、園環(huán)型、梳型、導(dǎo)絲頭形狀：平行雙輥式、直輥式、園環(huán)型、梳型、 三角型，三角型，P207P207圖圖8 81313。29收線裝置：防止小車在兩端返回時松線（張力減?。?。收線裝置：防止小車在兩端返回時松線（張力減小）。 有垂錘式、杠桿式。圖有垂錘式、杠桿式。圖8-148-14屬于杠桿式。屬于杠桿式。8.2.3 8.2.3 床身床身 作用：支撐和連接小車軌道、絲杠、環(huán)鏈、鏈輪、作用：支撐和連接小車軌道、絲杠、環(huán)鏈、鏈輪、尾座等。尾座位置應(yīng)能調(diào)節(jié)，以適應(yīng)纏繞不同長度的尾座等。尾座位置應(yīng)能調(diào)節(jié)，以適應(yīng)纏繞不同長度的制品。制品。8

10、.2.4 8.2.4 浸膠裝置浸膠裝置浸膠裝置一般分為：沉浸式浸膠裝置一般分為：沉浸式 圖圖8-158-15（a a） 膠輥接觸式膠輥接觸式 圖圖8-158-15（b b） 滴膠式滴膠式 圖圖8-168-16308.2.5 紗架桌式紗架，桌式紗架， 圖圖8-178-17；書架式紗架：書架式紗架：端引出型紗架，端引出型紗架， 圖圖8-188-18；側(cè)向引出型紗架，圖側(cè)向引出型紗架，圖8-198-19；什么是線性纏繞，什么是非線性纏繞？什么是線性纏繞，什么是非線性纏繞？318.3 小車環(huán)鏈式纏繞機運動分析8.3.1 小車環(huán)鏈式纏繞機的基本運動 芯模繞其軸線的勻速轉(zhuǎn)動；芯模繞其軸線的勻速轉(zhuǎn)動； 導(dǎo)絲

11、頭沿芯模軸線方向的往復(fù)直線運動。導(dǎo)絲頭沿芯模軸線方向的往復(fù)直線運動。螺旋纏繞時：螺旋纏繞時： 筒身段：芯模轉(zhuǎn)速與小車速度保持線性關(guān)系（導(dǎo)絲頭筒身段：芯模轉(zhuǎn)速與小車速度保持線性關(guān)系（導(dǎo)絲頭勻速運動），即轉(zhuǎn)速比為常數(shù)。這類纏繞稱為線性纏繞。勻速運動），即轉(zhuǎn)速比為常數(shù)。這類纏繞稱為線性纏繞。 封頭曲面：導(dǎo)絲頭必須變速運動封頭曲面：導(dǎo)絲頭必須變速運動, ,（轉(zhuǎn)速比必須變化）（轉(zhuǎn)速比必須變化）, ,才能保證纏繞軌跡是測地線，這類纏繞稱非線性纏繞。才能保證纏繞軌跡是測地線，這類纏繞稱非線性纏繞。 非線性纏繞通過調(diào)變速鏈條的布局來實現(xiàn)。非線性纏繞通過調(diào)變速鏈條的布局來實現(xiàn)。328.3.2 纏繞機運動的聯(lián)系是

12、靠內(nèi)、外傳動鏈來聯(lián)系。 P2108.3.3 纏繞機運動方程 矢量分析內(nèi)容。P210-2128.3.4 小車環(huán)鏈式纏繞機鏈條布局設(shè)計計算8.4 小車環(huán)鏈式纏繞機的設(shè)計計算 P217-2258.5 各類機械控制纏繞機傳動系統(tǒng)設(shè)計舉例 P225-234 8.6 固化爐 P2348.6.1 概述338.6.1.1 固化爐的功用和特點。 功用：加快交聯(lián)反應(yīng)速度，提高生產(chǎn)效率。 對固化爐的要求：1 1）滿足制品固化制度的要求；）滿足制品固化制度的要求；2 2）爐內(nèi)各段的溫度分布要均勻。（采用循環(huán)風(fēng)，分段）爐內(nèi)各段的溫度分布要均勻。（采用循環(huán)風(fēng)，分段調(diào)溫等措施）；調(diào)溫等措施）；3 3）具有使制品轉(zhuǎn)動的輔助設(shè)

13、備（使固化過程中不流膠，）具有使制品轉(zhuǎn)動的輔助設(shè)備（使固化過程中不流膠，固化均勻）；固化均勻）；4 4）具有通風(fēng)裝置、排除有毒易燃氣體，以保證安全）具有通風(fēng)裝置、排除有毒易燃氣體，以保證安全; ;5 5）固化爐溫度較低，制品一般加熱）固化爐溫度較低，制品一般加熱200200以下，一般采以下，一般采用間歇式固化爐。用間歇式固化爐。8.6.1.2 加熱方式 1 1）電阻加熱）電阻加熱: :其優(yōu)點是調(diào)控方便、準確、結(jié)構(gòu)緊湊，其優(yōu)點是調(diào)控方便、準確、結(jié)構(gòu)緊湊，造價較低。造價較低。34 2 2）紅外線加熱）紅外線加熱: :其優(yōu)點是調(diào)控方便、準確、結(jié)構(gòu)緊湊，其優(yōu)點是調(diào)控方便、準確、結(jié)構(gòu)緊湊，熱效率高。熱效

14、率高。 紅外線波長：紅外線波長：0.760.761000m1000m。 近紅外：近紅外：0.760.763m3m 遠紅外：遠紅外：3 31000m1000m 高分子吸收輻射能并能轉(zhuǎn)化為熱能的波長范圍一般為高分子吸收輻射能并能轉(zhuǎn)化為熱能的波長范圍一般為3 340m40m。 3 3）蒸汽加熱：優(yōu)點是加熱均勻、安全。但是設(shè)備投）蒸汽加熱：優(yōu)點是加熱均勻、安全。但是設(shè)備投資大（通過換熱設(shè)備間接加熱）。資大（通過換熱設(shè)備間接加熱）。 4 4）加熱油換熱：優(yōu)點是熱效率高，加熱均勻、安全。）加熱油換熱：優(yōu)點是熱效率高，加熱均勻、安全。但是設(shè)備投資大。但是設(shè)備投資大。358.6.2 電阻固化爐的結(jié)構(gòu)8.6.2

15、.1 爐腔尺寸的確定 取決于制品的最大尺寸和最大產(chǎn)量。在滿足生產(chǎn)的前取決于制品的最大尺寸和最大產(chǎn)量。在滿足生產(chǎn)的前提下，應(yīng)盡量減小爐腔的尺寸，降低爐體的蓄熱損失和散提下，應(yīng)盡量減小爐腔的尺寸，降低爐體的蓄熱損失和散熱損失，同時降低固化爐造價。熱損失，同時降低固化爐造價。電動功率分配： 門區(qū)高于內(nèi)區(qū)（門區(qū)的散熱損失較大）；門區(qū)高于內(nèi)區(qū)（門區(qū)的散熱損失較大）；下部高于上部（熱氣體向上走，如此可使下部高于上部（熱氣體向上走，如此可使溫度均勻）。溫度均勻）。 產(chǎn)品與電熱元件距離大于產(chǎn)品與電熱元件距離大于0.5m0.5m，維修方便，產(chǎn)品不致，維修方便，產(chǎn)品不致過熱。過熱。 制品與爐頂距離一般取制品與爐頂

16、距離一般取0.5m0.5m，距離太大時熱效率低。，距離太大時熱效率低。 368.6.2.2 爐體各部分結(jié)構(gòu)1 1）爐腔）爐腔 內(nèi)層：耐火層，采用粘土耐火磚；內(nèi)層：耐火層，采用粘土耐火磚； 中層：保溫層，采用硅藻土磚、巖棉、膨脹珍珠巖中層：保溫層，采用硅藻土磚、巖棉、膨脹珍珠巖等；等； 外層：防護層，采用實心磚，外層：防護層，采用實心磚，( (實心黏土磚已經(jīng)不允實心黏土磚已經(jīng)不允許用許用) )。 電阻式固化爐結(jié)構(gòu)見電阻式固化爐結(jié)構(gòu)見P236P236，圖，圖8-528-52。 爐子功率與耐火層、保溫層厚度的關(guān)系可以參考表爐子功率與耐火層、保溫層厚度的關(guān)系可以參考表8-18-1選則耐火層厚度和保溫層

17、厚度。選則耐火層厚度和保溫層厚度。 對于大型爐腔應(yīng)在墻體上留有膨脹縫，為避免漏氣，對于大型爐腔應(yīng)在墻體上留有膨脹縫，為避免漏氣，膨脹縫內(nèi)層可用石棉繩填充，外層用馬糞紙?zhí)畛?。爐體膨脹縫內(nèi)層可用石棉繩填充，外層用馬糞紙?zhí)畛?。爐體膨脹縫尺寸參考表膨脹縫尺寸參考表8-38-3確定。確定。 372 2）、爐頂）、爐頂爐頂有平頂、拱頂、吊頂三種，見圖爐頂有平頂、拱頂、吊頂三種，見圖8-548-54。小型爐子小型爐子 平頂平頂特大型爐子特大型爐子吊頂?shù)蹴斊胀ㄐ蜖t子普通型爐子拱頂（寬度在拱頂（寬度在0.40.44m4m），拱角一般選），拱角一般選 6060，稱標準拱角。，稱標準拱角。爐頂兩層材料即可：耐火層和

18、保溫層，不需防護層。爐頂兩層材料即可：耐火層和保溫層，不需防護層。耐火層：因爐溫不高（耐火層：因爐溫不高（400400600600）可采用輕質(zhì)耐火材）可采用輕質(zhì)耐火材 料。料。保溫層：可用石棉制品、礦渣棉、硅藻土粉等，厚度約保溫層：可用石棉制品、礦渣棉、硅藻土粉等，厚度約 200-300mm 200-300mm。38 3 3）爐底）爐底 用硅藻土磚，厚度一般為用硅藻土磚，厚度一般為230230690mm690mm。上面再加。上面再加一層實心磚防護層。一層實心磚防護層。 4 4）爐口和爐門）爐口和爐門 應(yīng)保證制品和人員進出方便，為了方便密封，爐應(yīng)保證制品和人員進出方便，為了方便密封，爐門應(yīng)大于爐

19、口。爐門應(yīng)輕、保溫、有一定的強度，下部門應(yīng)大于爐口。爐門應(yīng)輕、保溫、有一定的強度，下部用重質(zhì)磚，上部用輕質(zhì)磚，厚度一般在用重質(zhì)磚，上部用輕質(zhì)磚，厚度一般在100100200mm200mm之間。之間。 爐門有旁開式、平推式、起吊式等。爐門有旁開式、平推式、起吊式等。5 5）爐架）爐架 由側(cè)立柱、端立柱、橫向拉桿、縱向拉桿等組成。由側(cè)立柱、端立柱、橫向拉桿、縱向拉桿等組成。用以承受爐體溫度應(yīng)力、拱頂產(chǎn)生的水平推力，以及其用以承受爐體溫度應(yīng)力、拱頂產(chǎn)生的水平推力，以及其他作用于爐體的外力。同時用于安裝各種輔助機構(gòu)。他作用于爐體的外力。同時用于安裝各種輔助機構(gòu)。398.6.3 固化爐功率計算與熱壓釜功

20、率計算相同。與熱壓釜功率計算相同。8.6.4 固化爐溫度測定與控制8.6.4.1 爐溫測定（1） 爐溫測量方法 一般用熱電偶溫度計，其測量范圍：一般用熱電偶溫度計，其測量范圍：-100-10020002000。熱電偶與微壓表聯(lián)合使用，測出熱電勢，對應(yīng)溫度。熱電偶與微壓表聯(lián)合使用，測出熱電勢，對應(yīng)溫度。 其優(yōu)點：測溫范圍廣；精度高；測量穩(wěn)定性好；感其優(yōu)點：測溫范圍廣；精度高；測量穩(wěn)定性好；感溫部分小對被測物體的溫度場影響??；惰性小，反應(yīng)速溫部分小對被測物體的溫度場影響小；惰性小，反應(yīng)速度快。度快。40 熱敏電阻溫度計：利用某些材料隨溫度變化電阻熱敏電阻溫度計：利用某些材料隨溫度變化電阻變化的特點

21、，測量溫度。需要把熱敏電阻接入電阻電變化的特點，測量溫度。需要把熱敏電阻接入電阻電橋，通過電流變化測量溫度。橋，通過電流變化測量溫度。 （2）爐溫與制品溫度的差別 在實際測溫過程中，爐內(nèi)不可能是完全穩(wěn)定溫度在實際測溫過程中，爐內(nèi)不可能是完全穩(wěn)定溫度場，更不是均一溫度場。爐溫、制品溫度、熱電偶溫場，更不是均一溫度場。爐溫、制品溫度、熱電偶溫度三者之間總有差別。度三者之間總有差別。 實際生產(chǎn)中可以應(yīng)用的簡單方法：用一個與被加熱實際生產(chǎn)中可以應(yīng)用的簡單方法：用一個與被加熱制品性質(zhì)相同的廢零件，在上面鉆一個小孔，將熱電偶制品性質(zhì)相同的廢零件，在上面鉆一個小孔，將熱電偶插入小孔固定。這樣反應(yīng)出的溫度與制

22、品的內(nèi)部溫度比插入小孔固定。這樣反應(yīng)出的溫度與制品的內(nèi)部溫度比較接近。較接近。41（3 3）影響爐溫均勻性的因素）影響爐溫均勻性的因素 有兩個方面：有兩個方面：1 1）設(shè)計方面的因素）設(shè)計方面的因素 設(shè)計上應(yīng)力求取得均勻的加熱區(qū)；要求電熱元件設(shè)計上應(yīng)力求取得均勻的加熱區(qū)；要求電熱元件布置合理；各處的熱交換均衡。布置合理；各處的熱交換均衡。2 2）使用因素）使用因素 爐子使用不當會干擾爐內(nèi)溫度分布，破壞溫度的爐子使用不當會干擾爐內(nèi)溫度分布，破壞溫度的均勻性。使用時，放置的制品數(shù)量要適當，排布方式均勻性。使用時，放置的制品數(shù)量要適當，排布方式要合理。要合理。 （4 4）影響爐溫測量準確度的因素）影

23、響爐溫測量準確度的因素 1 1）儀表準確度的影響；）儀表準確度的影響； 2 2）測溫人員引起的誤差，測溫方法不當、讀數(shù)不準等；）測溫人員引起的誤差，測溫方法不當、讀數(shù)不準等； 3 3）環(huán)境條件引入的誤差。）環(huán)境條件引入的誤差。P239P239428.6.4.2 爐溫控制 如圖如圖8-558-55，測量元件測出的爐溫轉(zhuǎn)換成電信號與，測量元件測出的爐溫轉(zhuǎn)換成電信號與給定電壓信號比較，若二者相等調(diào)節(jié)器不工作，若二給定電壓信號比較，若二者相等調(diào)節(jié)器不工作，若二者不等，調(diào)節(jié)器工作（一般測定信號低于給定電壓信者不等，調(diào)節(jié)器工作（一般測定信號低于給定電壓信號，調(diào)節(jié)加熱）。號，調(diào)節(jié)加熱）。 目前比較先進的控制

24、方法是采用計算機控制。目前比較先進的控制方法是采用計算機控制。4344纏纏 繞繞 設(shè)設(shè) 備備張力控制器張力控制器微機控制器微機控制器紗紗 架架纏繞機構(gòu)纏繞機構(gòu)浸浸 膠膠 槽槽45纏纏 繞繞 設(shè)設(shè) 備備臥式纏繞機纏繞設(shè)備立式纏繞機46臥式纏繞機47立式纏繞機48纏纏 繞繞 機機 構(gòu)構(gòu)49紗紗 架架50浸浸 膠膠 槽槽51張張 力力 控控 制制 器器52纏繞成型工藝產(chǎn)品及應(yīng)用纏繞成型工藝產(chǎn)品及應(yīng)用纏繞成型工藝最早是在1947年美國開始研究，當時用于生產(chǎn)F-84飛機的壓縮空氣瓶。從60年代開始廣泛用于航空航天，導(dǎo)彈，水下裝置等。民用方面主要產(chǎn)品是各種規(guī)格的復(fù)合材料纏繞管道和貯罐。纏繞制品特點：可靠性

25、 比強度高 生產(chǎn)率高 材料成本低53纏繞成型工藝產(chǎn)品及應(yīng)用纏繞成型工藝產(chǎn)品及應(yīng)用54纏繞成型工藝的優(yōu)缺點纏繞成型工藝的優(yōu)缺點 優(yōu)優(yōu) 點點工藝過程迅速工藝過程迅速自動化程度高自動化程度高可以控制樹脂含量可以控制樹脂含量減少纖維的浪費減少纖維的浪費纖維含量高，較高纖維含量高，較高的結(jié)構(gòu)性能的結(jié)構(gòu)性能優(yōu)缺點優(yōu)缺點 缺缺 點點制品的軸向增強制品的軸向增強比較困難比較困難芯模和設(shè)備價格芯模和設(shè)備價格昂貴昂貴產(chǎn)品形狀受到工產(chǎn)品形狀受到工藝限制藝限制5556 纖維纏繞成型設(shè)備的發(fā)展現(xiàn)狀纖維纏繞成型設(shè)備的發(fā)展現(xiàn)狀 20世紀世紀40年代中期年代中期，國際上正式提出了纖維纏繞技術(shù)，國際上正式提出了纖維纏繞技術(shù)的概

26、念。的概念。 60年代初期年代初期，出現(xiàn)第一代機械式纖維纏繞機，其控制系，出現(xiàn)第一代機械式纖維纏繞機，其控制系統(tǒng)是由皮帶、齒輪、滑輪和鏈條等組成的機械系統(tǒng)。統(tǒng)是由皮帶、齒輪、滑輪和鏈條等組成的機械系統(tǒng)。 1973年年Entec公司公司開發(fā)了第一臺微處理器控制的纖維纏開發(fā)了第一臺微處理器控制的纖維纏繞機。繞機。 1976年第一個商業(yè)化標準的纏繞機型號年第一個商業(yè)化標準的纏繞機型號McClean Anderson 60型投放市場型投放市場。 8090年代，年代，更多的計算機技術(shù)投入到纏繞機的開發(fā)當更多的計算機技術(shù)投入到纏繞機的開發(fā)當中，新一代微機控制纖維纏繞機開始研制。中，新一代微機控制纖維纏繞機

27、開始研制。 英國的英國的Pultrex有限公司采用通用數(shù)控系統(tǒng)成功開發(fā)了四有限公司采用通用數(shù)控系統(tǒng)成功開發(fā)了四軸聯(lián)動纖維數(shù)控纏繞機。軸聯(lián)動纖維數(shù)控纏繞機。 57 纏繞機的硬件部分：計算機和運動控制卡，機床的纏繞機的硬件部分：計算機和運動控制卡，機床的速度速度控制控制得到了極大改善，計算機控制系統(tǒng)能夠更得到了極大改善，計算機控制系統(tǒng)能夠更精確地跟精確地跟蹤機床的位置和速度蹤機床的位置和速度并對其進行并對其進行實時控制實時控制。 與此同時，很多公司開始探索用計算機設(shè)計纏繞模式，與此同時，很多公司開始探索用計算機設(shè)計纏繞模式，即即纖維纏繞纖維纏繞CAD技術(shù)技術(shù)開始出現(xiàn)。開始出現(xiàn)。 計算機輔助設(shè)計纏繞

28、模式計算機輔助設(shè)計纏繞模式 簡化了纏繞模式的設(shè)計，從而減少了產(chǎn)品的開發(fā)和工藝簡化了纏繞模式的設(shè)計，從而減少了產(chǎn)品的開發(fā)和工藝設(shè)計周期。設(shè)計周期。 同時，為了提高生產(chǎn)效率，人產(chǎn)設(shè)計開發(fā)了多轉(zhuǎn)軸纏繞同時，為了提高生產(chǎn)效率，人產(chǎn)設(shè)計開發(fā)了多轉(zhuǎn)軸纏繞機，即機，即1臺纏繞機同時纏繞多個部件或臺纏繞機同時纏繞多個部件或1臺纏繞機上裝有臺纏繞機上裝有多個出紗裝置同時纏繞一個部件。多個出紗裝置同時纏繞一個部件。58 進入進入21世紀，纏繞機的功能更加完善，各種類型的纏繞世紀，纏繞機的功能更加完善，各種類型的纏繞機廣泛應(yīng)用于航空航天、軍工和民用工業(yè)等領(lǐng)域。機廣泛應(yīng)用于航空航天、軍工和民用工業(yè)等領(lǐng)域。 纖維纏繞設(shè)

29、備的開發(fā)速度明顯加快，同時提高勞動生產(chǎn)纖維纏繞設(shè)備的開發(fā)速度明顯加快，同時提高勞動生產(chǎn)率已被置于首要地位，率已被置于首要地位，多主軸、多運動軸聯(lián)動纏繞機多主軸、多運動軸聯(lián)動纏繞機逐逐漸成為標準。為了解決異型件的纏繞成型，研制出了計漸成為標準。為了解決異型件的纏繞成型，研制出了計算機控制的六軸聯(lián)動纖維纏繞機，解決了基本異型件的算機控制的六軸聯(lián)動纖維纏繞機，解決了基本異型件的纏繞成型問題，結(jié)束了用手糊、半手糊方式生產(chǎn)常用管纏繞成型問題，結(jié)束了用手糊、半手糊方式生產(chǎn)常用管道配件道配件彎管和三通管的歷史。更多運動軸纏繞機的彎管和三通管的歷史。更多運動軸纏繞機的引入使得纏繞形狀更為復(fù)雜的產(chǎn)品成為可能，目

30、前國際引入使得纏繞形狀更為復(fù)雜的產(chǎn)品成為可能，目前國際上已有七軸甚至多達十一軸的計算機控制纖維纏繞機。上已有七軸甚至多達十一軸的計算機控制纖維纏繞機。 59 但由于高性能和大型的纏繞機但由于高性能和大型的纏繞機可用于航空航天可用于航空航天等等軍工部門，國外對我國一直限制出口。軍工部門，國外對我國一直限制出口。 對于中小型纏繞機雖然通過一些渠道可以出口，對于中小型纏繞機雖然通過一些渠道可以出口，但價格昂貴，如可纏繞但價格昂貴，如可纏繞1.6m、長度、長度6m壓力容壓力容器的四軸聯(lián)動臥式數(shù)控纏繞機價格要在器的四軸聯(lián)動臥式數(shù)控纏繞機價格要在40萬歐元萬歐元以上。以上。 國外知名的纏繞機制造商主要有美國的國外知名的纏繞機制造商主要有美國的ENTEC公司、公司、McClean Anderson公司和德國的公司和德國的BSD公公司等。司等。 60 除硬件外，目前國外的纖維纏繞除硬件外，目前