[发明专利]一种玄武岩纤维缠绕复合管成型装置

权利要求书

1.一种玄武岩纤维缠绕复合管成型装置，其特征在于，包括纤维退绕机构、张力控制机构、浸胶池机构和纤维缠绕机构；

所述纤维退绕机构包括与退绕轴转动连接的退绕辊和固定在工作台上的力矩电机，所述工作台放置在工字形支架上，所述力矩电机通过联轴器与退绕轴连接从而输出力矩，所述退绕轴中部由两轴承支撑进行旋转运动；

所述张力控制机构包括张力机架、传感器支架、主速度辊、磁粉制动器、主速度轴、张力检测辊、传感轴、平衡梁张力传感器、PID控制器、D/A转换器，所述磁粉制动器固定在张力机架上通过连接轴为主速度辊传递转矩，所述传感轴一端套有张力检测辊，另一端固定在平衡梁张力传感器上，所述磁粉制动器接收电流信号改变输出转矩，从而对纤维上张力进行调节，达到恒定张力控制；

所述浸胶池机构包括空转辊、挤胶辊以及放置在浸胶池内侧凸台上的浸胶辊，纤维通过空转辊与浸胶辊导入浸胶池，在挤胶辊处除去多余树脂；

所述纤维缠绕机构包括齿轮齿条往复运动机构、斜齿轮换向机构、支撑台、吐丝嘴、芯模、复合管、三爪卡盘、顶针、龙门架、同步带轮，所述齿轮齿条往复机构由放置在支撑台导轨上的齿条以及分布在齿条两侧的不完全齿轮组成，吐丝嘴焊接在齿条中部位置，所述芯模由顶针以及三爪卡盘固定，同步带轮通过三爪卡盘带动芯模转动，复合管套在芯模上，保证复合管做匀速旋转运动。

2.根据权利要求1中所述的玄武岩纤维缠绕复合管成型装置，其特征在于：张力控制分为两级；纤维从退绕辊出发，途经空转辊、主速度辊、张力检测辊、浸胶辊、挤胶辊、吐丝嘴，最后连接在复合管封头及孔圆处，复合管由减速电机带动进行正向收卷运动，退绕辊处由力矩电机施加反向扭矩进而使得整个纤维上产生预张力，至此为第一级张力控制；从退绕辊出来的纤维经过空转辊绕在由磁粉制动器控制的主速度辊上，主速度辊与浸胶池机构之间有张力检测机构，从主速度辊出来的纤维在张力检测机构检测的纤维张力，检测张力与预设张力比较产生偏差，在PID控制器中运算后，D/A转换器输出电流信号调节磁粉制动器转矩大小，改变绕在主速度辊纤维绕出侧纤维张力大小，然后再次进行检测、反馈，最终形成负反馈自动控制系统，直到调整纤维张力在设定值恒定不变，至此为第二级张力控制。

3.根据权利要求1中所述的玄武岩纤维缠绕复合管成型装置，其特征在于：缠绕玄武岩纤维取用300根纤维捻绳制品，单根纤维束直径为2.7mm，极限拉应力约为65N。

4.根据权利要求1中所述的玄武岩纤维缠绕复合管成型装置，其特征在于：所述退绕辊安装平键与退绕轴连接，退绕轴一端加工有螺纹，利用螺母对退绕辊进行轴向固定，退绕轴用弹性柱销联轴器与力矩电机连接，退绕轴中部两端有轴承并安装在轴承座内，轴承座固定在工作台上，工作台通过螺栓固定在工型支架上；所述力矩电机型号选用90LYX03；所述轴承为6206深沟球轴承；所述轴承座型号为SN206。

5.根据权利要求1中所述的玄武岩纤维缠绕复合管成型装置，其特征在于：挤胶辊、浸胶辊、空转辊均在同一工作面上；所述主速度辊表面有一层加强纤维；所述主速度轴两端加工有内螺纹孔，左右两轴段均开有键槽；所述磁粉制动器型号选用FZ6B-2。

6.根据权利要求1中所述的玄武岩纤维缠绕复合管成型装置，其特征在于：所述传感轴尾部为方形，放置在平衡梁张力传感器上，头部与中部均为柱形，头部安装有6003深沟球轴承，张力检测辊在传感轴上进行空转；所述平衡梁张力传感器一端底部放置有传感器方垫，利用螺栓一起固定在传感器支架上，另一端悬空并用螺栓与传感轴尾部连接；所述空转辊在张力检测辊两侧对称布置，夹角为120°。

7.根据权利要求1中所述的玄武岩纤维缠绕复合管成型装置，其特征在于：所述浸胶池内壁一侧焊接有凸台，所述浸胶辊放置在浸胶池内壁凸台凹槽中，浸胶方式为湿法缠绕；所述挤胶辊是由两个轴向水平的空转辊略微过盈配合组成。