CN113021853B - 一种用于生产纤维复合材料环链的缠绕装置及缠绕方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种用于生产纤维复合材料环链的缠绕装置及缠绕方法，属于生产设备领域。解决了现有复合材料环链成型技术存在张力缺陷的问题。它包括固定连接在机架上的主轴组件、卡具推入机构、行程开关组件、模具推送机构、卡具拉出机构、定位夹紧机构和张力控制机构，所述主轴组件包括驱动机构、轴承座、旋转主轴、卡具滑动轴和支撑块，所述驱动机构与旋转主轴一端相连，旋转主轴的另一端与支撑块相连，所述旋转主轴通过轴承与轴承座相连，所述轴承座固定在机架上，所述卡具滑动轴数量为两个，两个卡具滑动轴沿旋转主轴对称设置，所述卡具滑动轴与支撑块滑动连接，所述卡具滑动轴安装有卡具。它主要用于生产纤维复合材料环链。

Description

一种用于生产纤维复合材料环链的缠绕装置及缠绕方法

技术领域

本发明属于生产设备领域，特别是涉及一种用于生产纤维复合材料环链的缠绕装置及缠绕方法。

背景技术

环链是军用舰船驻泊必不可少的关键零部件，军方对此有着明确的标准规定。目前，我国舰船的环链锁具还是采用钢质材料制作，其庞大的重量无形中带来了操作困难和能源的损耗，同时也影响了舰船的性能。复合材料与钢质材料相比，有着比强度高的优势，即在等重量下复合材料的强度要比钢高很多。在世界及国内复合材料已被应用到很多领域，尤其是航空航天及军品。可以考虑使用符合材料代替钢质材料制造环链，以减轻现有军用船舶的环链重量并提高强度。

目前，复合材料环链成型方法有3D打印和铺放模压两种工艺方式。而这两种工艺方式均存在着张力缺陷，而纤维张力的有效性直接影响着环链的性能，现缺少一种能够对符合材料环链进行直接缠绕的装置和方法。

发明内容

本发明为了解决现有技术中的问题，提出一种用于生产纤维复合材料环链的缠绕装置及缠绕方法。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种用于生产纤维复合材料环链的缠绕装置，它包括固定连接在机架上的主轴组件、卡具推入机构、行程开关组件、模具推送机构、卡具拉出机构、定位夹紧机构和张力控制机构，所述主轴组件包括驱动机构、轴承座、旋转主轴、卡具滑动轴和支撑块，所述驱动机构与旋转主轴一端相连，旋转主轴的另一端与支撑块相连，所述旋转主轴通过轴承与轴承座相连，所述轴承座固定在机架上，所述卡具滑动轴数量为两个，两个卡具滑动轴沿旋转主轴对称设置，所述卡具滑动轴与支撑块滑动连接，所述卡具滑动轴安装有卡具，所述卡具推入机构和卡具拉出机构分别设置在主轴组件的两侧，所述卡具推入机构通过气缸推动卡具滑动轴，所述卡具拉出机构通过气缸拉动另一个卡具滑动轴，所述模具推送机构设置在主轴组件的前端，所述模具推送机构包括第一推送气缸、第二推送气缸、夹紧块和直线导轨，所述第一推送气缸和第二推送气缸对称布置，气缸杆前端均连接有夹紧块，两个夹紧块相对设置，所述夹紧块底端与直线导轨相连，所述行程开关组件数量为多个，多个行程开关组件分别布置在卡具推入机构、卡具拉出机构、支撑块、第一推送气缸和第二推送气缸处，所述定位夹紧机构设置在模具推送机构的前端，所述定位夹紧机构包括支架、夹钳、定位块、托板和定位成品环，所述支架与机架相连，所述夹钳与支架绞接相连，所述定位块和托板均与支架固连，所述定位成品环分别与待缠模具和成品环套装在一起，所述定位成品环卡装在定位块和托板上，所述张力控制机构为缠绕纤维提供缠绕张力并将缠绕纤维导到待缠模具上。

更进一步的，所述驱动机构包括伺服电机和减速机，所述伺服电机的输出端与减速机的输入端相连，所述减速机的输出端通过联轴器与旋转主轴相连。

更进一步的，所述主轴组件还包括锁紧螺母、导向销、撞铁、卡具胀块和直线轴承，所述旋转主轴通过锁紧螺母锁紧到轴承座上，所述导向销上端通过螺纹固定在卡具滑动轴中心线的位置，下端为销结构与卡具滑动轴上键槽相配合，所述撞铁设置在支撑块的一侧，所述卡具胀块为楔形结构，设置在卡具前端的凹槽中，所述直线轴承设置在卡具滑动轴和支撑块之间。

更进一步的，所述卡具推入机构包括顶套和推入气缸，所述顶套与推入气缸的缸杆相连，所述推入气缸和推入气缸底座相连，所述推入气缸底座与机架相连，所述卡具拉出机构包括拉套和拉出气缸，所述拉套与拉出气缸的缸杆相连，所述拉出气缸和拉出气缸底座相连，所述拉出气缸底座与机架相连。

更进一步的，所述行程开关组件包括接近行程开关、高度调整架和固定架，所述接近行程开关与高度调整架螺接，所述高度调整架与固定架螺接。

更进一步的，所述模具推送机构还包括调整螺杆、上定位板和导向槽，所述调整螺杆通过前后端通过滑套与底座相连，所述第一推送气缸和第二推送气缸均分别安装在底座上，所述调整螺杆一端与手轮相连，所述上定位板固定连接在夹紧块上，所述导向槽固定在机架上，所述夹紧块与导向槽滑动配合相连，所述直线导轨包括滑块和轨道，所述夹紧块与滑块固定相连，所述滑块与轨道滑动相连。

更进一步的，所述张力控制机构包括连接支架、导纱槽、纱梳组件、纱团张力器、张力调整器、纱团、纱团锁紧螺母、导纱轮、导向销轴和轮轴，所述连接支架与机架固定相连，所述导纱槽与连接支架相连，所述导纱槽的出纱端装有导纱轮，入纱端装有纱梳组件，所述纱团张力器与连接支架相连，所述张力调整器与纱团张力器相连，所述纱团设置在纱团张力器上，所述纱团张力器通过纱团锁紧螺母锁紧纱团，所述导纱轮通过导向销轴与轮轴相连，所述轮轴与导纱槽相连。

更进一步的，所述待缠模具为多瓣分体式结构。

更进一步的，所述行程开关组件数量为十个，分别为第一行程开关组件、第二行程开关组件、第三行程开关组件、第四行程开关组件、第五行程开关组件、第六行程开关组件、第七行程开关组件、第八行程开关组件、第九行程开关组件和第十行程开关组件，所述第一行程开关组件和第二行程开关组件设置在卡具推入机构的两个行程位上，所述第四行程开关组件和第五行程开关组件设置在卡具拉出机构的两个行程位上，所述第三行程开关组件和第六行程开关组件对称设置在支撑块的两侧，所述第七行程开关组件和第八行程开关组件设置在第一推送气缸的两个行程位上，所述第九行程开关组件和第十行程开关组件设置在第二推送气缸的两个行程位上。

本发明还提供了一种用于生产纤维复合材料环链的缠绕装置的缠绕方法，它包括以下步骤：

步骤1：将与成品环套装好的待缠模具装卡到定位夹紧机构上，控制第二推送气缸顶出将待缠模具夹持在夹紧块间，此时，推入气缸的顶套触发第一行程开关组件，支撑块上的撞铁触发第三行程开关组件，拉出气缸的拉套触发第五行程开关组件，第一推送气缸的撞铁触发第七行程开关组件，第二推送气缸的撞铁触发第九行程开关组件；

步骤2：启动缠绕开始按钮，气缸顶出，将卡具推入到待缠模具中后退回，此时，推入气缸的顶套触发第二行程开关组件，第二推送气缸退回，第二推送气缸的撞铁触发第十行程开关组件；

步骤3：旋转主轴带动待缠模具逆时针转动180°此时，支撑块上的撞铁触发第六行程开关组件，第一推送气缸顶出待缠模具，同时第一推送气缸的撞铁触发第八行程开关组件；

步骤4：拉出气缸缩回，将卡具拉出待缠模具，拉出气缸的拉套触发第四行程开关组件后再伸出，回到原位触发第五行程开关组件，第二推送气缸顶出推动待缠模具向左移动，第二推送气缸的撞铁触发第九行程开关组件，第一推送气缸缩回，第一推送气缸的撞铁触发第七行程开关组件，此时，待缠模具又回到起始位置完成半圈的缠绕；

步骤5：重复步骤1-4完成环链的缠绕。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明解决了现有复合材料环链成型技术存在张力缺陷的问题。本发明采用对环链进行直接纤维缠绕的方式保证了纤维的张力。使用本发明生产的纤维复合材料环链可用于军用舰船的锚链，对减少能源消耗、提升舰船的速度都有着重大的意义。本发明实现了套装环链的缠绕工艺，简化了套装环链的生产过程，从量上对纤维缠绕张力有了比较精确的控制，大大缩短了成型时间，降低了工艺人员的劳动强度、提高生产效率。

附图说明

图1为本发明所述的一种用于生产纤维复合材料环链的缠绕装置俯视结构示意图；

图2为本发明所述的一种用于生产纤维复合材料环链的缠绕装置主视结构示意图；

图3为本发明所述的环链缠绕原理图Ⅰ；

图4为本发明所述的图3的侧视图；

图5为本发明所述的环链缠绕原理图Ⅱ；

图6为本发明所述的图5的侧视图；

图7为本发明所述的主轴组件俯视结构示意图；

图8为本发明所述的主轴组件侧视结构示意图；

图9为本发明所述的卡具连接结构示意图；

图10为本发明所述的卡具推入机构俯视结构示意图；

图11为本发明所述的卡具推入机构侧视结构示意图；

图12为本发明所述的行程开关组件结构示意图；

图13为本发明所述的模具推送机构主视结构示意图；

图14为本发明所述的模具推送机构俯视结构示意图；

图15为本发明所述的卡具拉出机构俯视结构示意图；

图16为本发明所述的卡具拉出机构侧视结构示意图；

图17为本发明所述的定位夹紧机构主视结构示意图；

图18为本发明所述的定位夹紧机构侧视结构示意图；

图19为本发明所述的张力控制机构主视结构示意图；

图20为本发明所述的张力控制机构俯视结构示意图；

图21为本发明所述的导纱轮安装结构示意图；

图22为本发明所述的缠绕方法步骤1时缠绕装置位置示意图；

图23为本发明所述的缠绕方法步骤2时缠绕装置位置示意图；

图24为本发明所述的缠绕方法步骤3和4时缠绕装置位置示意图。

1：机架，2：主轴组件，3：卡具推入机构，4：行程开关组件，5：模具推送机构，6：卡具拉出机构，7：定位夹紧机构，8：张力控制机构，9：缠绕纤维，10：待缠模具，11：成品环，2-1：伺服电机，2-2：减速机，2-3：联轴器，2-4：锁紧螺母，2-5：轴承座，2-6：轴承，2-7：旋转主轴，2-8：卡具滑动轴，2-9：导向销，2-10：撞铁，2-11：卡具，2-12：卡具胀块，2-13：支撑块，2-14：直线轴承，3-1：顶套，3-2：推入气缸，3-3：推入气缸底座，4-1：接近行程开关，4-2：高度调整架，4-3：固定架，5-1-1：第一推送气缸，5-1-2：第二推送气缸，5-2：调整螺杆，5-3：上定位板，5-4：夹紧块，5-5：滑块，5-6：轨道，5-7：手轮，5-8：导向槽，6-1：拉套，6-2：拉出气缸，6-3：拉出气缸底座，7-1：支架，7-2：夹钳，7-3：定位块，7-4：托板，7-5：定位成品环，8-1：连接支架，8-2：导纱槽，8-3：纱梳组件，8-4：纱团张力器，8-5：张力调整器，8-6：纱团，8-7：纱团锁紧螺母，8-8：导纱轮，8-9：导向销轴，8-10：轮轴，4-1-1：第一行程开关组件，4-1-2：第二行程开关组件，4-1-3：第三行程开关组件，4-1-4：第四行程开关组件，4-1-5：第五行程开关组件，4-1-6：第六行程开关组件，4-1-7：第七行程开关组件，4-1-8：第八行程开关组件，4-1-9：第九行程开关组件，4-1-10：第十行程开关组件。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地阐述。

参见图1-24说明本实施方式，一种用于生产纤维复合材料环链的缠绕装置，它包括固定连接在机架1上的主轴组件2、卡具推入机构3、行程开关组件4、模具推送机构5、卡具拉出机构6、定位夹紧机构7和张力控制机构8，主轴组件2包括驱动机构、轴承座2-5、旋转主轴2-7、卡具滑动轴2-8和支撑块2-13，驱动机构与旋转主轴2-7一端相连，旋转主轴2-7的另一端与支撑块2-13相连，旋转主轴2-7通过轴承2-6与轴承座2-5相连，轴承座2-5固定在机架1上，卡具滑动轴2-8数量为两个，两个卡具滑动轴2-8沿旋转主轴2-7对称设置，卡具滑动轴2-8与支撑块2-13滑动连接，卡具滑动轴2-8安装有卡具2-11，卡具推入机构3和卡具拉出机构6分别设置在主轴组件2的两侧，卡具推入机构3通过气缸推动卡具滑动轴2-8，卡具拉出机构6通过气缸拉动另一个卡具滑动轴2-8，模具推送机构5设置在主轴组件2的前端，模具推送机构5包括第一推送气缸5-1-1、第二推送气缸5-1-2、夹紧块5-4和直线导轨，第一推送气缸5-1-1和第二推送气缸5-1-2对称布置，气缸杆前端均连接有夹紧块5-4，两个夹紧块5-4相对设置，夹紧块5-4底端与直线导轨相连，行程开关组件4数量为多个，多个行程开关组件4分别布置在卡具推入机构3、卡具拉出机构6、支撑块2-13、第一推送气缸5-1-1和第二推送气缸5-1-2处，定位夹紧机构7设置在模具推送机构5的前端，定位夹紧机构7包括支架7-1、夹钳7-2、定位块7-3、托板7-4和定位成品环7-5，支架7-1与机架1相连，夹钳7-2与支架7-1绞接相连，定位块7-3和托板7-4均与支架7-1固连，定位成品环7-5分别与待缠模具10和成品环11套装在一起，定位成品环7-5卡装在定位块7-3和托板7-4上，张力控制机构8为缠绕纤维9提供缠绕张力并将缠绕纤维9导到待缠模具10上。

如图3-6所示，缠绕装置的工作原理为：将待缠模具10和成品环11及缠绕纤维9按图3中的位置关系放置于定位夹紧机构7上。成品环11为定位夹紧元件。待缠模具10在主轴组件2的作用下逆时针旋转180°到达图5中所示位置。卡具2-11拔出，待缠模具10由图5的位置在模具推送机构5的作用下向左平移，到达图3的位置，这样一圈的缠绕就完成了。重复上述步骤就会完成整个环的缠绕。

机架1起到支撑作用。主轴组件2的作用是在工作中驱动待缠模具10按照设计的逻辑动作进行旋转和间歇停止，克服缠绕张力完成整个缠绕工作。驱动机构包括伺服电机2-1和减速机2-2，伺服电机2-1的输出端与减速机2-2的输入端相连，减速机2-2的输出端通过联轴器2-3与旋转主轴2-7相连。伺服电机2-1的作用是驱动待缠模具10旋转并在程序动作中实现即停即动的功能，减速机2-2作用是为旋转主轴2-7提供足够的扭矩克服缠绕张力，安装时，伺服电机2-1直接插入到减速机2-2输入端的开口锁紧套中，锁紧电机安装法兰和锁紧套上的螺钉，这样伺服电机2-1减速机2-2就连为一体，将其固定到减速机支架上。通过联轴器2-3传递扭矩并克服减速机2-2输出轴与旋转主轴2-7间的同心误差。主轴组件2还包括锁紧螺母2-4、导向销2-9、撞铁2-10、卡具胀块2-12和直线轴承2-14，旋转主轴2-7通过锁紧螺母2-4锁紧到轴承座2-5上，导向销2-9上端通过螺纹固定在卡具滑动轴2-8中心线的位置，下端为销结构与卡具滑动轴2-8上键槽相配合，撞铁2-10设置在支撑块2-13的一侧，卡具胀块2-12为楔形结构，设置在卡具2-11前端的凹槽中，直线轴承2-14设置在卡具滑动轴2-8和支撑块2-13之间，锁紧螺母2-4的作用是将旋转主轴2-7锁紧到轴承座2-5上，防止旋转主轴2-7轴向串动，消除间隙。轴承座2-5为支撑元件，将旋转主轴2-7限定到要求的位置，轴承2-6固定到轴承座2-5上，为旋转主轴2-7提供高精度低摩擦的旋转运动。旋转主轴2-7的作用是驱动待缠模具10克服缠绕张力实现设计的逻辑旋转动作。卡具滑动轴2-8总计有2个，分别安装在支撑块2-13主轴两侧的直线轴承2-14中，前端装有待缠模具10的卡具2-11，作用是按照设计的逻辑动作推进和拉出卡具2-11。导向销2-9作用是保证卡具2-11在推进和拉出动作中始终保持应有的方向，同时克服卡具2-11在缠绕旋转中承受的扭矩。撞铁2-10的作用是触发行程开关信号，实现逻辑动作的连续。卡具2-11通过键槽定位在卡具滑动轴2-8的前端，并通过螺钉与之固定，作用是撑紧待缠模具10，克服缠绕张力，使待缠模具10按照逻辑要求旋转。卡具胀块2-12的作用是调整卡具2-11的尺寸，使卡具2-11与待缠模具10间有合适的配合。支撑块2-13的作用是为卡具滑动轴2-8提供有足够刚性的支撑。直线轴承2-14的作用是减少卡具滑动轴2-8的摩擦阻力。

卡具推入机构3的作用是按照逻辑动作的要求将卡具滑动轴2-8前端的卡具2-11推入到待缠模具10中，以完成缠绕动作。图10中的位置即是工作中气缸位置，在收到信号后气缸顶出，将卡具2-11推入后就又回到图示位置。卡具推入机构3包括顶套3-1和推入气缸3-2，顶套3-1与推入气缸3-2的缸杆相连，推入气缸3-2和推入气缸底座3-3相连，推入气缸底座3-3与机架1相连，顶套3-1通过螺纹与推入气缸3-2连接，作用是推送卡具滑动轴2-8，另外还作为行程开关的撞铁触发开关信号。推入气缸3-2的作用是将卡具2-11克服阻力推入到待缠模具10中，并可在电控气阀的作用下实现逻辑动作。推入气缸底座3-3为推入气缸3-2提供支撑。

卡具拉出机构6的作用是按照逻辑动作的要求将卡具滑动轴2-8前端的卡具2-11从待缠模具10中拉出，以完成缠绕动作。图15中的位置即是工作中气缸位置，在收到信号后气缸缩回，将卡具2-11拉出后就又回到图示位置。卡具拉出机构6包括拉套6-1和拉出气缸6-2，拉套6-1与拉出气缸6-2的缸杆相连，拉出气缸6-2和拉出气缸底座6-3相连，拉出气缸底座6-3与机架1相连。拉套6-1通过螺纹与拉出气缸6-2连接，作用是拉动卡具滑动轴2-8，另外还作为行程开关的撞铁触发开关信号。拉出气缸6-2的作用是将卡具2-11克服阻力从待缠模具10中拉出，并可在电控气阀的作用下实现逻辑动作。拉出气缸底座6-3为拉出气缸6-2提供支撑。

行程开关组件4包括接近行程开关4-1、高度调整架4-2和固定架4-3，接近行程开关4-1与高度调整架4-2螺接，高度调整架4-2与固定架4-3螺接，接近行程开关4-1在撞铁的作用下发出信号，来触发下一步的动作。接近行程开关4-1与高度调整架4-2间螺钉连接，可根据需要进行接近行程开关4-1与撞铁间隙的调整。高度调整架4-2上有滑槽，通过螺钉与固定架4-3锁紧，放松螺钉可进行高度调整。固定架4-3通过螺钉与机架1连接，进行接近行程开关4-1的定位。

本实施例中行程开关组件4数量为十个，分别为第一行程开关组件4-1-1、第二行程开关组件4-1-2、第三行程开关组件4-1-3、第四行程开关组件4-1-4、第五行程开关组件4-1-5、第六行程开关组件4-1-6、第七行程开关组件4-1-7、第八行程开关组件4-1-8、第九行程开关组件4-1-9和第十行程开关组件4-1-10，第一行程开关组件4-1-1和第二行程开关组件4-1-2设置在卡具推入机构3的两个行程位上，第四行程开关组件4-1-4和第五行程开关组件4-1-5设置在卡具拉出机构6的两个行程位上，第三行程开关组件4-1-3和第六行程开关组件4-1-6对称设置在支撑块2-13的两侧，第七行程开关组件4-1-7和第八行程开关组件4-1-8设置在第一推送气缸5-1-1的两个行程位上，第九行程开关组件4-1-9和第十行程开关组件4-1-10设置在第二推送气缸5-1-2的两个行程位上。十个行程开关组件4相互间有依存关系，是实现所需要的逻辑动作的关键信号源。

模具推送机构5在卡具2-11推入和拉出时夹住待缠模具10，在缠绕过程的逻辑动作中，往复推送待缠模具10。模具推送机构5还包括调整螺杆5-2、上定位板5-3和导向槽5-8，调整螺杆5-2通过前后端通过滑套与底座相连，第一推送气缸5-1-1和第二推送气缸5-1-2均分别安装在底座上，调整螺杆5-2一端与手轮5-7相连，上定位板5-3固定连接在夹紧块5-4上，导向槽5-8固定在机架1上，夹紧块5-4与导向槽5-8滑动配合相连，直线导轨包括滑块5-5和轨道5-6，夹紧块5-4与滑块5-5固定相连，滑块5-5与轨道5-6滑动相连。第一推送气缸5-1-1和第二推送气缸5-1-2左右对称设置，气缸杆前端螺纹通过连接块与夹紧块5-4连接，气缸底部通过气缸耳板与滑板连接，滑板通过螺母与调整螺杆5-2与底座连接。调整螺杆5-2起到调整气缸位置的作用。上定位板5-3通过螺钉固定在夹紧块5-4上，缠绕时，上定位板5-3的下面抵住待缠模具10的上边缘，从而达到快速安装待缠模具10的目的，另外，它还能抵消一部分缠绕张力。夹紧块5-4在缠绕时夹住待缠模具10，承受卡具2-11推入和拉出产生的力，同时在气缸的作用下左右推送待缠模具10，完成整个逻辑动作。夹紧块5-4后端与气缸连接，底部与直线导轨的滑块5-5连接，上部与上定位板5-3连接，左右两个夹紧块5-4合用一条轨道5-6，从而保证了同轴性。滑块5-5和轨道5-6为标准件，目的是减少摩擦和保证运动精度。手轮5-7为标准件，用来方便地调整夹紧块5-4的位置。导向槽5-8通过螺钉固定在机架1上，为整体加工的槽型零件，与夹紧块5-4滑动配合，同时引导待缠模具10在规定的平面内运动不跑偏，从整体上保证了运动的可靠性。

定位夹紧机构7的作用是缠绕时将待缠模具10定位于要求的位置。支架7-1是焊接后加工结构，通过螺钉与机架1连接，为保证精度，它的下面加工有定位键。夹钳7-2为自锁式夹钳，它的夹紧端装有可调整压块。定位块7-3宽度与成品环11中间的宽度相配合，通过螺钉与支架7-1连接在一起。托板7-4通过螺钉与支架7-1连接，作用是保证定位成品环7-5定位在要求的位置并保持水平。工作时，待缠模具10与定位成品环7-5套装在一起，定位成品环7-5与成品环11套装在一起。如图18所示，将定位成品环7-5卡装在定位块7-3和托板7-4上，待缠模具10处于图17所示位置，并保证其能绕定位成品环7-5自由转动和移动。然后压紧夹钳7-2，将定位成品环7-5压实，使之固定不动。

张力控制机构8主要是为缠绕提供一个合适的缠绕张力，并将纤维顺畅缠到待缠模具10上。张力控制机构8包括连接支架8-1、导纱槽8-2、纱梳组件8-3、纱团张力器8-4、张力调整器8-5、纱团8-6、纱团锁紧螺母8-7、导纱轮8-8、导向销轴8-9和轮轴8-10，连接支架8-1与机架1固定相连，导纱槽8-2与连接支架8-1相连，导纱槽8-2的出纱端装有导纱轮8-8，入纱端装有纱梳组件8-3，纱团张力器8-4与连接支架8-1相连，张力调整器8-5与纱团张力器8-4相连，纱团8-6设置在纱团张力器8-4上，纱团张力器8-4通过纱团锁紧螺母8-7锁紧纱团8-6，导纱轮8-8通过导向销轴8-9与轮轴8-10相连，轮轴8-10与导纱槽8-2相连。连接支架8-1采用焊接结构，通过螺钉与机架1连接。导纱槽8-2采用不锈钢薄板弯曲而成，通过螺钉与连接支架8-1连接。纱梳组件8-3采用耐磨的硬质合金钢制成，纱梳各表面加工光滑，以减少摩擦阻力。纱团张力器8-4用来承载纱团8-6并提供输出张力。通过调整张力调整器8-5达到所需的输出张力。纱团锁紧螺母8-7为左旋螺纹安装，要求纱团8-6的实际工作转向为逆时针。导纱轮8-8采用合金钢整体加工的槽型结构，表面光滑耐磨，直接为待缠模具10供纱。轮轴8-10带有凸轮槽，起到排线器的作用。导向销轴8-9通过螺纹与导纱轮8-8连接在一起。工作时，导纱轮8-8套装在轮轴8-10上，导向销轴8-9插入到轮轴8-10的凸轮槽中，当导纱轮8-8转动时，导向销轴8-9在凸轮槽的作用下就会带动导纱轮8-8轴向移动，从而达到自动排线的目的。待缠模具10为多瓣分体式结构，便于套装和拆卸。

本实施例为缠绕装置的缠绕方法，它包括以下步骤：

步骤1：将与成品环11套装好的待缠模具10装卡到定位夹紧机构7上，控制第二推送气缸5-1-2顶出将待缠模具10夹持在夹紧块5-4间，此时，推入气缸3-2的顶套3-1触发第一行程开关组件4-1-1，支撑块2-13上的撞铁2-10触发第三行程开关组件4-1-3，拉出气缸6-2的拉套6-1触发第五行程开关组件4-1-5，第一推送气缸5-1-1的撞铁触发第七行程开关组件4-1-7，第二推送气缸5-1-2的撞铁触发第九行程开关组件4-1-9；

步骤2：启动缠绕开始按钮，气缸3-2顶出，将卡具2-11推入到待缠模具10中后退回，此时，推入气缸3-2的顶套3-1触发第二行程开关组件4-1-2，第二推送气缸5-1-2退回，第二推送气缸5-1-2的撞铁触发第十行程开关组件4-1-10；

步骤3：旋转主轴2-7带动待缠模具10逆时针转动180°此时，支撑块2-13上的撞铁2-10触发第六行程开关组件4-1-6，第一推送气缸5-1-1顶出待缠模具10，同时第一推送气缸5-1-1的撞铁触发第八行程开关组件4-1-8；

步骤4：拉出气缸6-2缩回，将卡具2-11拉出待缠模具10，拉出气缸6-2的拉套6-1触发第四行程开关组件4-1-4后再伸出，回到原位触发第五行程开关组件4-1-5，第二推送气缸5-1-2顶出推动待缠模具10向左移动，第二推送气缸5-1-2的撞铁触发第九行程开关组件4-1-9，第一推送气缸5-1-1缩回，第一推送气缸5-1-1的撞铁触发第七行程开关组件4-1-7，此时，待缠模具10又回到起始位置完成半圈的缠绕；

步骤5：重复步骤1-4完成环链的缠绕。

以上对本发明所提供的一种用于生产纤维复合材料环链的缠绕装置及缠绕方法，进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (8)

1.一种用于生产纤维复合材料环链的缠绕装置，其特征在于：它包括固定连接在机架(1)上的主轴组件(2)、卡具推入机构(3)、行程开关组件(4)、模具推送机构(5)、卡具拉出机构(6)、定位夹紧机构(7)和张力控制机构(8)，所述主轴组件(2)包括驱动机构、轴承座(2-5)、旋转主轴(2-7)、卡具滑动轴(2-8)和支撑块(2-13)，所述驱动机构与旋转主轴(2-7)一端相连，旋转主轴(2-7)的另一端与支撑块(2-13)相连，所述旋转主轴(2-7)通过轴承(2-6)与轴承座(2-5)相连，所述轴承座(2-5)固定在机架(1)上，所述卡具滑动轴(2-8)数量为两个，两个卡具滑动轴(2-8)沿旋转主轴(2-7)对称设置，所述卡具滑动轴(2-8)与支撑块(2-13)滑动连接，所述卡具滑动轴(2-8)安装有卡具(2-11)，所述卡具推入机构(3)和卡具拉出机构(6)分别设置在主轴组件(2)的两侧，所述卡具推入机构(3)通过气缸推动卡具滑动轴(2-8)，所述卡具拉出机构(6)通过气缸拉动另一个卡具滑动轴(2-8)，所述模具推送机构(5)设置在主轴组件(2)的前端，所述模具推送机构(5)包括第一推送气缸(5-1-1)、第二推送气缸(5-1-2)、夹紧块(5-4)和直线导轨，所述第一推送气缸(5-1-1)和第二推送气缸(5-1-2)对称布置，气缸杆前端均连接有夹紧块(5-4)，两个夹紧块(5-4)相对设置，所述夹紧块(5-4)底端与直线导轨相连，所述行程开关组件(4)数量为多个，多个行程开关组件(4)分别布置在卡具推入机构(3)、卡具拉出机构(6)、支撑块(2-13)、第一推送气缸(5-1-1)和第二推送气缸(5-1-2)处，所述定位夹紧机构(7)设置在模具推送机构(5)的前端，所述定位夹紧机构(7)包括支架(7-1)、夹钳(7-2)、定位块(7-3)、托板(7-4)和定位成品环(7-5)，所述支架(7-1)与机架(1)相连，所述夹钳(7-2)与支架(7-1)绞接相连，所述定位块(7-3)和托板(7-4)均与支架(7-1)固连，所述定位成品环(7-5)分别与待缠模具(10)和成品环(11)套装在一起，所述定位成品环(7-5)卡装在定位块(7-3)和托板(7-4)上，所述张力控制机构(8)为缠绕纤维(9)提供缠绕张力并将缠绕纤维(9)导到待缠模具(10)上，所述主轴组件(2)还包括锁紧螺母(2-4)、导向销(2-9)、撞铁(2-10)、卡具胀块(2-12)和直线轴承(2-14)，所述旋转主轴(2-7)通过锁紧螺母(2-4)锁紧到轴承座(2-5)上，所述导向销(2-9)上端通过螺纹固定在卡具滑动轴(2-8)中心线的位置，下端为销结构与卡具滑动轴(2-8)上键槽相配合，所述撞铁(2-10)设置在支撑块(2-13)的一侧，所述卡具胀块(2-12)为楔形结构，设置在卡具(2-11)前端的凹槽中，所述直线轴承(2-14)设置在卡具滑动轴(2-8)和支撑块(2-13)之间，通过主轴组件(2)的间歇转动实现对纤维缠绕模具的缠绕，所述卡具推入机构(3)包括顶套(3-1)和推入气缸(3-2)，所述顶套(3-1)与推入气缸(3-2)的缸杆相连，所述推入气缸(3-2)和推入气缸底座(3-3)相连，所述推入气缸底座(3-3)与机架(1)相连，所述卡具拉出机构(6)包括拉套(6-1)和拉出气缸(6-2)，所述拉套(6-1)与拉出气缸(6-2)的缸杆相连，所述拉出气缸(6-2)和拉出气缸底座(6-3)相连，所述拉出气缸底座(6-3)与机架(1)相连。

2.根据权利要求1所述的一种用于生产纤维复合材料环链的缠绕装置，其特征在于：所述驱动机构包括伺服电机(2-1)和减速机(2-2)，所述伺服电机(2-1)的输出端与减速机(2-2)的输入端相连，所述减速机(2-2)的输出端通过联轴器(2-3)与旋转主轴(2-7)相连。

3.根据权利要求1所述的一种用于生产纤维复合材料环链的缠绕装置，其特征在于：所述行程开关组件(4)包括接近行程开关(4-1)、高度调整架(4-2)和固定架(4-3)，所述接近行程开关(4-1)与高度调整架(4-2)螺接，所述高度调整架(4-2)与固定架(4-3)螺接。

4.根据权利要求1所述的一种用于生产纤维复合材料环链的缠绕装置，其特征在于：所述模具推送机构(5)还包括调整螺杆(5-2)、上定位板(5-3)和导向槽(5-8)，所述调整螺杆(5-2)通过前后端通过滑套与底座相连，所述第一推送气缸(5-1-1)和第二推送气缸(5-1-2)均分别安装在底座上，所述调整螺杆(5-2)一端与手轮(5-7)相连，所述上定位板(5-3)固定连接在夹紧块(5-4)上，所述导向槽(5-8)固定在机架(1)上，所述夹紧块(5-4)与导向槽(5-8)滑动配合相连，所述直线导轨包括滑块(5-5)和轨道(5-6)，所述夹紧块(5-4)与滑块(5-5)固定相连，所述滑块(5-5)与轨道(5-6)滑动相连。

5.根据权利要求1所述的一种用于生产纤维复合材料环链的缠绕装置，其特征在于：所述张力控制机构(8)包括连接支架(8-1)、导纱槽(8-2)、纱梳组件(8-3)、纱团张力器(8-4)、张力调整器(8-5)、纱团(8-6)、纱团锁紧螺母(8-7)、导纱轮(8-8)、导向销轴(8-9)和轮轴(8-10)，所述连接支架(8-1)与机架(1)固定相连，所述导纱槽(8-2)与连接支架(8-1)相连，所述导纱槽(8-2)的出纱端装有导纱轮(8-8)，入纱端装有纱梳组件(8-3)，所述纱团张力器(8-4)与连接支架(8-1)相连，所述张力调整器(8-5)与纱团张力器(8-4)相连，所述纱团(8-6)设置在纱团张力器(8-4)上，所述纱团张力器(8-4)通过纱团锁紧螺母(8-7)锁紧纱团(8-6)，所述导纱轮(8-8)通过导向销轴(8-9)与轮轴(8-10)相连，所述轮轴(8-10)与导纱槽(8-2)相连。

6.根据权利要求1所述的一种用于生产纤维复合材料环链的缠绕装置，其特征在于：所述待缠模具(10)为多瓣分体式结构。

7.根据权利要求1所述的一种用于生产纤维复合材料环链的缠绕装置，其特征在于：所述行程开关组件(4)数量为十个，分别为第一行程开关组件(4-1-1)、第二行程开关组件(4-1-2)、第三行程开关组件(4-1-3)、第四行程开关组件(4-1-4)、第五行程开关组件(4-1-5)、第六行程开关组件(4-1-6)、第七行程开关组件(4-1-7)、第八行程开关组件(4-1-8)、第九行程开关组件(4-1-9)和第十行程开关组件(4-1-10)，所述第一行程开关组件(4-1-1)和第二行程开关组件(4-1-2)设置在卡具推入机构(3)的两个行程位上，所述第四行程开关组件(4-1-4)和第五行程开关组件(4-1-5)设置在卡具拉出机构(6)的两个行程位上，所述第三行程开关组件(4-1-3)和第六行程开关组件(4-1-6)对称设置在支撑块(2-13)的两侧，所述第七行程开关组件(4-1-7)和第八行程开关组件(4-1-8)设置在第一推送气缸(5-1-1)的两个行程位上，所述第九行程开关组件(4-1-9)和第十行程开关组件(4-1-10)设置在第二推送气缸(5-1-2)的两个行程位上。

8.一种如权利要求1-7中任意一项所述的用于生产纤维复合材料环链的缠绕装置的缠绕方法，其特征在于：它包括以下步骤：

步骤1：将与成品环(11)套装好的待缠模具(10)装卡到定位夹紧机构(7)上，控制第二推送气缸(5-1-2)顶出将待缠模具(10)夹持在夹紧块(5-4)间，此时，推入气缸(3-2)的顶套(3-1)触发第一行程开关组件(4-1-1)，支撑块(2-13)上的撞铁(2-10)触发第三行程开关组件(4-1-3)，拉出气缸(6-2)的拉套(6-1)触发第五行程开关组件(4-1-5)，第一推送气缸(5-1-1)的撞铁触发第七行程开关组件(4-1-7)，第二推送气缸(5-1-2)的撞铁触发第九行程开关组件(4-1-9)；

步骤2：启动缠绕开始按钮，气缸(3-2)顶出，将卡具(2-11)推入到待缠模具(10)中后退回，此时，推入气缸(3-2)的顶套(3-1)触发第二行程开关组件(4-1-2)，第二推送气缸(5-1-2)退回，第二推送气缸(5-1-2)的撞铁触发第十行程开关组件(4-1-10)；

步骤3：旋转主轴(2-7)带动待缠模具(10)逆时针转动180°此时，支撑块(2-13)上的撞铁(2-10)触发第六行程开关组件(4-1-6)，第一推送气缸(5-1-1)顶出待缠模具(10)，同时第一推送气缸(5-1-1)的撞铁触发第八行程开关组件(4-1-8)；

步骤4：拉出气缸(6-2)缩回，将卡具(2-11)拉出待缠模具(10)，拉出气缸(6-2)的拉套(6-1)触发第四行程开关组件(4-1-4)后再伸出，回到原位触发第五行程开关组件(4-1-5)，第二推送气缸(5-1-2)顶出推动待缠模具(10)向左移动，第二推送气缸(5-1-2)的撞铁触发第九行程开关组件(4-1-9)，第一推送气缸(5-1-1)缩回，第一推送气缸(5-1-1)的撞铁触发第七行程开关组件(4-1-7)，此时，待缠模具(10)又回到起始位置完成半圈的缠绕；

步骤5：重复步骤1-4完成环链的缠绕。

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