一种管体增强层制造设备及其相关装置制造方法及图纸

一种管体增强层制造设备及其相关装置，本发明专利技术属于增强层软管管体的制造设备领域，尤其涉及缠绕机、编织机。它解决了现有技术的锭子结构复杂、张力控制不平稳、控制精度差，缠绕盘运转不平稳、跳动大，以及牵引机太复杂、调节麻烦的问题。本发明专利技术通过设置平衡滑柱彻底解决了张力控制问题，张力控制精确、灵敏，且大大简化了锭子结构；缠绕盘通过外圆支承，运行平稳，跳动小；通过设置变速活块，提高了机器的实用性和使用范围，转速匹配更加方便、准确、可靠；通过管体稳定器和夹持机构有效减小了跳动；采用新型牵引机构，简单可靠。本发明专利技术在简化了设备结构、提高了设备质量稳定性的同时，使设备操作简单可靠，可精确、稳定的保证产品质量。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于软管增强层管体的制造设备领域，尤其涉及高压软管增强层的制造设备--缠绕机、编织机及其相关装置。
技术介绍
现有技术的管体增强层制造设备一般采用缠绕或编织的工艺方法将线丝螺旋缠绕或交叉编织在管胚表面形成管体增强层，采用缠绕工艺的管体增强层制造设备一般称为缠绕机，采用编织工艺的管体增强层制造设备则称为编织机，一般主要包括以下几个系统：动力源、传动系统、缠绕/编织机组、牵引装置、支承系统（包括机架、口型器等）。动力系统通过传动系统带动缠绕/编织机组上的锭子X按一定转速绕管体旋转并通过锭子X的放线将线丝（钢丝、棉线或其它纤维丝）在一定张力下，按照一定规律缠绕或编制在管体表面形成管体增强层，牵引装置以一定的速度牵引管体移动从而保证线丝的缠绕角度或编织角度（理论平衡角为54°44′）。在线丝缠绕或编织的过程中，线丝的张力控制及锭子转速与管体牵引速度的配合是决定软管制造质量的关键，关乎线丝排列的均匀性及排列的角度，从而影响管体增强层的受力状态及承压大小。现有技术的管体增强层制造设备及其相关装置尚存在以下不足，具有一定的改进空间：1、锭子虽然设置有张力补偿机构或摩擦离合器，具有一定的张力控制功能，但结构太复杂，张力控制的精度、灵敏度和稳定性不够高；2、线轮的更换及张力的调整也不够方便；3、牵引装置的速度调节比较麻烦，需要操作工人通过调节无级变速器及实际测量线程的方式，确定牵引速度的大小，人工影响的因素较大；4、缠绕盘悬臂布置在齿轮箱的输出轴上，因直径和质量均较大，因此转动的稳定性较差，工作过程中的跳动较大，影响产品质量；5、传动系统复杂，成本高，牵引中因履带板夹持不紧或松懈可能存在打滑，传动比稳定性差；6、管体跳动大，口型器与管体之间必须预留较大间隙，限制管体跳动的效果不够好；7、现有设备的牵引机构、口型器难以适应变直径管体的生产，无法满足新技术管体的制造要求，例如：专利2015209273926中所述的两端带锥形口的新型管体。
技术实现思路
为了解决现有管体增强层制造设备及其相关装置所存在的问题，本专利技术分别进行了相应的改进。为了表述上的方便，下面我们把采用缠绕工艺方法的管体增强层制造设备简称为缠绕机，把采用编制工艺方法的管体增强层制造设备简称为编制机。图1为本专利技术缠绕机的结构示意图，主要结构原理简述如下：本缠绕机主要包括主电机、主机、副机、牵引机构、夹持机构组成，主电机为动力源，并配备传动系统以驱动主机、副机及牵引机构运行，夹持机构夹持管体，保证管体的位置并限制管体的跳动。还包括缠绕盘Y、锭子X、转动支承、主变速箱T2、变速活块，缠绕盘Y分主缠绕盘和副缠绕盘，变速活块分牵引变速活块T1和副机变速活块T3，锭子X垂直固定在缠绕盘Y的单面或双面，缠绕盘Y固定在转动支承上，转动支承与主机或副机的机架Z连接，配置在主机上的缠绕盘Y即为主缠绕盘，配置在副机上的缠绕盘Y即为副缠绕盘，二者结构相同，只是功能上存在差别，主缠绕盘除承担相应缠绕层的缠绕工作外，还将作为传动系统的一个中间传动元件，通过长轴110驱动副缠绕盘和牵引机构工作，而副缠绕盘仅承担相应缠绕层的缠绕工作。主电机和主变速箱T2固定在主机上，驱动主缠绕盘转动并控制主缠绕盘的转速，副机变速活块T3和牵引变速活块T1分别作为整机传动系统的一个可更换的变速节点，作为一个次级变速模块，分别对应固定在副机和牵引机构上，与主级传动系统配合，从长轴110获取由主缠绕盘输送过来的动力/转速，经次级变速后，为对应的副缠绕盘和牵引机构匹配合适的速度，从而满足缠绕参数要求。主机和副机为缠绕机的缠绕机组，分别对应管体的不同缠绕层，通过缠绕盘Y的旋转，来完成锭子X放线及管体缠绕层的缠绕工作。不同缠绕层的缠绕盘Y具有不同的转速，并且相邻缠绕层的缠绕盘Y旋转方向必须保持相反，同时牵引机构也必须以相匹配的速度牵引管体，才能满足各缠绕层的缠绕参数要求，因此主机、副机与牵引机构之间是以一定的相互匹配的工艺速度运行的，该工艺速度决定了各缠绕层的关键缠绕参数：缠绕角度和缠绕行程，从而决定了缠绕质量。主缠绕盘的转速通过长轴110与副机及牵引机构的传动系统关联起来，并通过副机变速活块T3和牵引变速活块T1为副缠绕盘和牵引机构分配合适的转速，从而使相互之间的速度以一定的速比产生关联，使副缠绕盘和牵引机构的速度可以跟随主缠绕盘转速的变化自动与其匹配，从而使相互之间的速度自动按照工艺速度要求匹配起来，满足了各缠绕层的缠绕参数工艺要求，有效保证了产品质量。下面分别介绍缠绕机/编织机相关装置及其整机的技术改进方案。一、新型锭子为了解决现有锭子X线丝张力控制技术上的不足，本专利技术提供了一种新型锭子，方案如下：一种新型锭子，包括锭子底座1、导轮支架（Ⅰ、Ⅱ）、锭子轴7、导轮12、线轮6、摩擦盖板9，其特征在于：还包括张力控制装置，该装置包括张力弹簧3、张力支承轮17、平衡滑柱16、键槽销15、摩擦座5，锭子轴7固定于锭子底座1上，张力弹簧3、摩擦座5、线轮6及摩擦盖板9通过其中心孔依次装在锭子轴7上，张力弹簧3的一端顶在锭子底座1上，另一端顶在摩擦座5上，线轮6夹在摩擦座5与摩擦盖板9之间，最后用紧固螺母11固定，使张力弹簧3受到一定程度的压缩，张力弹簧3的弹力通过摩擦座5作用在线轮6上，从而使线轮6夹在摩擦座5与摩擦盖板9之间处于两端受压的状态。锭子轴7的芯部设置有滑道4，在锭子轴7靠近底部的位置还设置有轴向的键槽孔14，平衡滑柱16的一端滑动装配在锭子轴7的滑道4内，键槽销15的两端固连在摩擦座5上，键槽销15的中间部分穿过键槽孔14及平衡滑柱16，从而将平衡滑柱16和摩擦座5固连在一起，使二者在键槽销15、键槽孔14及锭子轴7的共同约束下只能沿锭子轴7的轴向同步滑动而无法绕锭子轴7转动，当平衡滑柱16在锭子轴7的滑道4内滑动时，通过键槽销15可带动摩擦座5沿锭子轴7轴向同步滑动；平衡滑柱16的另一端则位于滑道4外并与张力支承轮17铰接，张力支承轮17可绕铰接轴自由转动；摩擦盖板9只能沿锭子轴7轴向移动，其转动自由度通过设置盖板键18和键槽19予以约束；丝线8从线轮6引出后被导引到平衡滑柱16的张力支承轮17上，张力支承轮17对丝线张力形成支撑，然后丝线8再进一步被导引到管体的表面，开始管体增强层的缠绕或编织；线轮6可为一个或多个，多个线轮6可串联装在锭子轴7上，相应地，配置相应数量的张力支承轮17串连在一起与平衡滑柱16铰接，而线轮6引线时需满足放线时相邻线轮6旋向相反的要求，以保证每个串联线轮6放线张力的一致性。锭子X张力控制的原理为：当锭子X按上述方法装配调试完毕后，此时放线张力满足了工艺要求，假设为a；进一步，假设此时张力弹簧3对摩擦座5的作用力为b，丝线8绕过张力支承轮17后，假设张力a对平衡滑柱16形成的作用力为c，c通过键槽销15进一步作用到摩擦座5上，其方向与b的方向相反，则在此状态下，摩擦座5所受的合力为d=b-c，该合力d通过摩擦座5作用到线轮6两端的摩擦接触面上产生压力，当线轮6绕锭子轴7转动放线时，该压力可在线轮6两端的摩擦接触面上产生合适大小的抵抗线轮6转动的摩擦力矩，该摩擦力矩可控制放线张力a的大小，使放线张力a对线轮6的作用力矩与之保持平衡，从而使放线张力满足工艺本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种新型锭子，包括锭子底座（1）、锭子轴（7）、导轮（12）、线轮（6）、摩擦盖板（9），其特征在于：还包括张力控制装置，该装置包括张力弹簧（3）、张力支承轮（17）、平衡滑柱（16）、键槽销（15）、摩擦座（5），锭子轴（7）固定于锭子底座（1）上，张力弹簧（3）、摩擦座（5）、线轮（6）及摩擦盖板（9）通过其中心孔依次装在锭子轴（7）上，张力弹簧（3）的一端顶在锭子底座（1）上，另一端顶在摩擦座（5）上，线轮（6）夹在摩擦座（5）与摩擦盖板（9）之间，最后用螺母固定，使张力弹簧（3）受到一定程度的压缩，张力弹簧（3）的弹力通过摩擦座（5）作用在线轮（6）上，从而使线轮（6）夹在摩擦座（5）与摩擦盖板（9）之间处于两端受压的状态；锭子轴（7）的芯部设置有滑道（4），在锭子轴（7）靠近底部的位置还设置有轴向的键槽孔（14），平衡滑柱（16）的一端滑动装配在锭子轴（7）的滑道（4）内，键槽销（15）的两端固连在摩擦座（5）上，键槽销（15）的中间部分穿过键槽孔（14）及平衡滑柱（16），从而将平衡滑柱（16）和摩擦座（5）固连在一起，使二者在键槽销（15）、键槽孔（14）及锭子轴（7）的共同约束下只能沿锭子轴（7）的轴向同步滑动而无法绕锭子轴（7）转动，当平衡滑柱（16）在锭子轴（7）的滑道（4）内滑动时，通过键槽销（15）可带动摩擦座（5）沿锭子轴（7）轴向同步滑动；平衡滑柱（16）的另一端则位于滑道（4）外并与张力支承轮（17）铰接，张力支承轮（17）可绕铰接轴自由转动；摩擦盖板（9）只能沿锭子轴（7）轴向移动，其转动自由度通过设置盖板键（18）和键槽（19）予以约束；丝线从线轮（6）引出后被导引到平衡滑柱（16）的张力支承轮（17）上，张力支承轮（17）对丝线张力形成支撑，然后丝线（8）再进一步被导引到管体的表面，开始管体增强层的缠绕或编织；线轮（6）可为一个或多个，多个线轮（6）可串联装在锭子轴（7）上，相应地，配置相应数量的张力支承轮（17）串连在一起与平衡滑柱（16）铰接，而线轮（6）引线时需满足放线时相邻线轮旋向相反的要求，以保证每个串联线轮放线张力的一致性；锭子张力控制的原理为：当锭子按上述方法装配并调试完毕后，此时的放线张力满足了工艺要求，假设为a，假设此时张力弹簧（3）对摩擦座（5）的作用力为b，丝线（8）绕过张力支承轮（17）后，假设张力a对平衡滑柱（16）形成的综合作用力为c，c通过键槽销（15）进一步作用到摩擦座（5）上，其方向与b的方向相反，则在此状态下，摩擦座（5）所受的合力为d=b‑c，该合力d通过摩擦座（5）作用到线轮（6）两端的摩擦接触面上形成压力，当线轮（6）绕锭子轴（7）转动放线时，该压力d可在线轮（6）两端的摩擦接触面上产生合适大小的抵抗线轮（6）转动的摩擦力矩，该摩擦力矩可控制放线张力a的大小，使放线张力a对线轮（6）的作用力矩与之保持平衡，从而使放线张力满足工艺要求；随着放线的进行，线轮（6）的直径开始减小，为保持上述力矩平衡，放线张力a必然加大，而a的加大，会进一步导致c的加大，从而引起d的减小，促使线轮（6）两端摩擦接触面的压力开始降低，进而导致线轮（6）放线时的摩擦力矩减小，迫使放线张力a开始减小，从而使放线张力a再趋向于原来的平衡状态，达到张力控制的目的，稳定张力；张力a减小时，其作用过程与上述相反，同样能达到稳定放线张力的目的，在此不再重复。...

【技术特征摘要】
1.一种新型锭子，包括锭子底座（1）、锭子轴（7）、导轮（12）、线轮（6）、摩擦盖板（9），其特征在于：还包括张力控制装置，该装置包括张力弹簧（3）、张力支承轮（17）、平衡滑柱（16）、键槽销（15）、摩擦座（5），锭子轴（7）固定于锭子底座（1）上，张力弹簧（3）、摩擦座（5）、线轮（6）及摩擦盖板（9）通过其中心孔依次装在锭子轴（7）上，张力弹簧（3）的一端顶在锭子底座（1）上，另一端顶在摩擦座（5）上，线轮（6）夹在摩擦座（5）与摩擦盖板（9）之间，最后用螺母固定，使张力弹簧（3）受到一定程度的压缩，张力弹簧（3）的弹力通过摩擦座（5）作用在线轮（6）上，从而使线轮（6）夹在摩擦座（5）与摩擦盖板（9）之间处于两端受压的状态；锭子轴（7）的芯部设置有滑道（4），在锭子轴（7）靠近底部的位置还设置有轴向的键槽孔（14），平衡滑柱（16）的一端滑动装配在锭子轴（7）的滑道（4）内，键槽销（15）的两端固连在摩擦座（5）上，键槽销（15）的中间部分穿过键槽孔（14）及平衡滑柱（16），从而将平衡滑柱（16）和摩擦座（5）固连在一起，使二者在键槽销（15）、键槽孔（14）及锭子轴（7）的共同约束下只能沿锭子轴（7）的轴向同步滑动而无法绕锭子轴（7）转动，当平衡滑柱（16）在锭子轴（7）的滑道（4）内滑动时，通过键槽销（15）可带动摩擦座（5）沿锭子轴（7）轴向同步滑动；平衡滑柱（16）的另一端则位于滑道（4）外并与张力支承轮（17）铰接，张力支承轮（17）可绕铰接轴自由转动；摩擦盖板（9）只能沿锭子轴（7）轴向移动，其转动自由度通过设置盖板键（18）和键槽（19）予以约束；丝线从线轮（6）引出后被导引到平衡滑柱（16）的张力支承轮（17）上，张力支承轮（17）对丝线张力形成支撑，然后丝线（8）再进一步被导引到管体的表面，开始管体增强层的缠绕或编织；线轮（6）可为一个或多个，多个线轮（6）可串联装在锭子轴（7）上，相应地，配置相应数量的张力支承轮（17）串连在一起与平衡滑柱（16）铰接，而线轮（6）引线时需满足放线时相邻线轮旋向相反的要求，以保证每个串联线轮放线张力的一致性；锭子张力控制的原理为：当锭子按上述方法装配并调试完毕后，此时的放线张力满足了工艺要求，假设为a，假设此时张力弹簧（3）对摩擦座（5）的作用力为b，丝线（8）绕过张力支承轮（17）后，假设张力a对平衡滑柱（16）形成的综合作用力为c，c通过键槽销（15）进一步作用到摩擦座（5）上，其方向与b的方向相反，则在此状态下，摩擦座（5）所受的合力为d=b-c，该合力d通过摩擦座（5）作用到线轮（6）两端的摩擦接触面上形成压力，当线轮（6）绕锭子轴（7）转动放线时，该压力d可在线轮（6）两端的摩擦接触面上产生合适大小的抵抗线轮（6）转动的摩擦力矩，该摩擦力矩可控制放线张力a的大小，使放线张力a对线轮（6）的作用力矩与之保持平衡，从而使放线张力满足工艺要求；随着放线的进行，线轮（6）的直径开始减小，为保持上述力矩平衡，放线张力a必然加大，而a的加大，会进一步导致c的加大，从而引起d的减小，促使线轮（6）两端摩擦接触面的压力开始降低，进而导致线轮（6）放线时的摩擦力矩减小，迫使放线张力a开始减小，从而使放线张力a再趋向于原来的平衡状态，达到张力控制的目的，稳定张力；张力a减小时，其作用过程与上述相反，同样能达到稳定放线张力的目的，在此不再重复。2.一种管体稳定器，包括筒形架（44-3），该稳定器（44）靠近缠绕口（43）设置，与缠绕口（43）和管体同轴心，管体从其中心穿过，可限制管体的跳动，其特征在于：筒形架（44-3）的内腔为圆柱面，其轴线为基准轴（W），围绕基准轴（W）周向均布有至少两个导向孔（44-2），导向孔（44-2）沿筒形架（44-3）内腔圆柱面的径向向外贯穿筒形架（44-3）；根据需要，上述导向孔（44-2）沿基准轴（W）的轴向可以设置一排或多排；还包括滚动体保持架（44-1）、滚动体（44-4）、同步齿筒（44-5）、同步齿条（44-7），滚动体保持架（44-1）装配在筒形架（44-3）的导向孔（44-2）内，其指向基准轴（W）的一端装有可转动的滚动体（44-4），另一端穿过导向孔（44-2）并与之形成滑动配合，滚动体保持架（44-1）可在导向孔（44-2）内滑动并可沿筒形架（44-3）内腔圆柱面的径向自由伸缩，从而改变滚动体（44-4）与基准轴（W）之间的距离；同步齿筒（44-5）的内腔为圆柱面，外圆面上设置有齿牙，可与同步齿条（44-7）的齿牙配合形成齿轮齿条啮合副；同步齿筒（44-5）的外圆面与筒形架（44-3）的内腔配合同轴装配在一起，同步齿筒（44-5）可绕基准轴（W）自由转动；筒形架（44-3）上还对应设置有与导向孔（44-2）平行布置的齿条孔（44-13），同步齿条（44-7）带齿牙的一端安装在齿条孔（44-13）内，并与同步齿筒（44-5）的齿牙啮合，形成正确的齿轮齿条啮合关系；而同步齿条（44-7）的另一端则通过连板（44-8）与对应导向孔（44-2）内平行布置的滚动体保持架（44-1）固定连接在一起，从而使同步齿条（44-7）和对应的滚动体保持架（44-1）保持同步运动关系；按照上述方法，通过连板（44-8）将所有导向孔（44-2）内的滚动体保持架（44-1）与各自对应的同步齿条（44-7）连接，并同时保证所有滚动体（44-4）与基准轴（W）等距离，则此时同步齿条（44-7）在通过同步齿筒（44-5）建立起同步运动关系的同时，滚动体（44-4）之间也通过上述连接建立起了同步运动关系，从而最终实现了所有的滚动体（44-4）可同步靠近或远离基准轴（W）的目的，使滚动体（44-4）所围成的内切圆始终保持与基准轴（W）同轴心，具备了自动定心功能；还设置有向心弹簧，向心弹簧可使滚动体（44-4）始终保持一定的指向基准轴（W）的向心力，促使滚动体（44-4）以一定压力抵在管体表面，并可随管体的移动而滚动，抵抗管体轴线偏离基准轴（W），实现限制管体跳动、稳定管体位置的目的。3.一种新型转动支承，固定在机架（Z）上，可为回转件提供转动支承，其特征在于：还包括固定筒（57）、转筒（51）、约束支架（84）、滚子支架（85）、滚子（86），固定筒与机架前封板（53）固定连接，转筒的转动面（55）与固定筒（57）的内圆面配合装配在一起，在固定筒（57）的内圆面上沿周向还分布有若干支撑口（92），支撑口（92）的开口方向沿径向指向转筒转动面（55）上设置的滚道（56）；每个支撑口（92）上还固定设置有约束支架（84），支撑口（92）与约束支架（84）的约束内腔（87）相通，滚子支架（85）装配在约束支架（84）的约束内腔（87）内，受约束内腔（87）的约束无法转动，但可在约束内腔（87）内沿固定筒（57）内圆面的径向移动；滚子（86）与滚子支架（85）装配在一起，受滚子支架（85）约束仅可相对于滚子支架（85）自由转动，并可通过调整滚子支架（85）的位置，使滚子（86）穿过固定筒（57）的支撑口（92）后抵在转筒的滚道（56）上，对转筒提供有效支承，保证滚子可在相对于滚子支架（85）自由转动的同时，亦可沿转筒的滚道（56）自由滚动；当几个滚子（86）同时从固定筒周向的不同位置抵在转筒的滚道（56）上对转筒滚道（56）提供有效支撑并可达到上述的自由转动状态时，通过锁定装置将滚子支架（85）锁固在约束支架（84）上，从而保证滚子（86）与固定筒（57）的相对位置保持不变，使滚子（86）在对转筒（51）提供可靠支承的同时，转筒还可自由转动；转筒的轴向自由度可通过设置滚道侧面与滚子侧面的配合加以限制，和/或者通过在转筒的一端设置凸肩（54），另一端安装挡圈（58），从而将固定筒（57）的两个端面夹持在转筒的凸肩（54）和挡圈（58）之间，达到限制转筒轴向自由度的目的。4.一种新型缠绕盘，包括盘板（31）、集线头、集线头罩、导线机构，缠绕盘（Y）作为锭子（X）的锭子底座（1）和载体，可与锭子（X）及传动系统配合，锭子（X）固定在缠绕盘（Y）的盘板（31）上，传动系统驱动缠绕盘（Y）转动，从而实现锭子（X）放线及缠绕盘（Y）的缠绕工作，其特征在于：缠绕盘（Y）通过外圈固定支承的方式，实现缠绕盘（Y）的转动及锭子（X）放线工作；缠绕盘的外圈设置有缠绕盘定位面（32），该定位面为圆柱面，并以盘板（31）为端面、以基准轴（W）为回转中心，将外圈与盘板（31）同轴固定为一体；进一步，缠绕盘通过缠绕盘定位面（32）套装在转动支承转筒（51）的基准圆柱面（60）内，同时将缠绕盘的盘板（31）固定在转筒（51）的端面上，从而可使缠绕盘随转动支承的转筒（51）一起绕基准轴（W）回转；缠绕盘的中心还设置有分动接口（37），通过该分动接口（37）可实现缠绕盘的动力输出或输入；当缠绕盘通过转动支承的转筒（51）输入动力时，则该缠绕盘将作为主缠绕盘，其分动接口（37）也将作为动力输出口，输出动力给其它缠绕盘（Y）及牵引机构，而其它缠绕盘（Y）则作为副缠绕盘，通过其自身的分动接口（37）接收从主缠绕盘输出的动力，驱动自身转动，从而实现锭子（X）放线及缠绕工作；在靠近缠绕口（43）的位置还可以选择设置如权利要求2所述的管体稳定器（44），可以设置在缠绕口（43）的前面和/或后面，起到限制管体跳动、稳定管体位置的目的。5.一种夹持机构，包括支架，安装在管体生产线的适当位置，用于管体生产中支撑管体，保持管体的轴线位于基准轴（W）上，其特征在于：还包括同步齿轮（102-1）、夹持转轴（102-3）、摆臂（102-4）、夹持轮（102-5），以基准轴（W）为基准，将上述零件分为左右对称的两组，分别设置在基准轴（W）的两边，并按以下方式连接各组零件：夹持轮（102-5）铰接在摆臂（...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱德伟，
申请(专利权)人：朱德伟，
类型：发明
国别省市：山东;37