一种可变形的自动铺丝压辊机构制造技术

本发明专利技术涉及一种可变形的自动铺丝压辊机构，属于复合材料成型制造技术领域。一种可变形的自动铺丝压辊机构，包括支撑机构、辊轮机构、液压系统；支撑机构包括支撑板和侧板，侧板的一端与支撑板滑动连接，侧板的数量为两个，相对设置；辊轮机构安装在侧板的另一端，其包括弹性胶轮、连接头，连接头安装在弹性胶轮的两端，分别与对应侧板连接；液压系统包括液压缸、活塞杆，液压缸安装在支撑板上，活塞杆为两根，相对设置在液压缸的两端，其端部分别与两侧板连接固定；当所述自动铺丝压辊机构在软件程序的控制下启动时，液压系统控制侧板的移动，进而压缩或拉伸弹性胶轮。本发明专利技术具有如下优点：1、保持了铺贴效率的高效性；2、提高了铺丝成型效果。丝成型效果。丝成型效果。

【技术实现步骤摘要】
一种可变形的自动铺丝压辊机构


[0001]本专利技术涉及一种可变形的自动铺丝压辊机构，属于复合材料成型制造


技术介绍

[0002]碳纤维复合材料由于重量轻、变形小、尺寸稳定及导热性好等优点已在航空、航天产品上广泛应用。碳纤维复合材料成型制造往往要碳纤维铺贴在模具上，可以采用手工铺贴也可以采用自动化设备铺贴，自动化设备叫自动铺丝机或自动铺带机，它们高效性与统一性更为明显，应用越来越广泛。相比自动铺带机，自动铺丝机往往用于更为复杂曲面的铺贴成型，其核心部件为自动铺丝头，如图1所示，其包括铺丝头支架1、碳纤维丝束2、切丝器3、加热器4、辊轮5、模具6，其中的压辊往往采用圆柱辊轮，辊轮外层是用硅胶材料有一定的弹性。
[0003]由于自动铺丝主要是对一定复杂曲面进行碳纤维预浸料铺贴，那么复杂曲面有就外凸部分和凹陷部分。对凹陷部分进行铺放时，如果辊轮与凹陷部分不能较好贴合，容易产生铺贴材料的架空现象（俗称架桥）如图2所示。铺丝一般采的圆柱形辊轮，铺丝的方向又往往是多外方向进行的（一般是0
°
、90
°
、
‑
45
°
和45
°
），影响铺丝是否存在架桥的因素由两个因素决定，一个是圆柱形辊轮的直径，另一个是圆柱形两端面的距离（称为柱高）。由于考虑到铺丝的高效性，减少辊轮的直径不会影响铺丝的丝束条数，而辊轮的柱高越大，铺贴的丝束条数就越多，柱高往往会大于直径。当辊轮直径相同、外圈橡胶弹性相同时，柱高越小，可以实现更小曲率直径的凹曲面不架桥，比较情况如图3所示，弹性圆柱体压缩压后成为鼓形，简言之就是缩小柱高有利于避免架桥。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种可变形的自动铺丝压辊机构，使得辊轮的柱高可以按曲面的类型进行伸缩变化，减小铺丝机辊轮不架桥曲率半径，从而使大、中型铺丝机具有更高的适应性。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种可变形的自动铺丝压辊机构，包括支撑机构、辊轮机构、液压系统；支撑机构包括支撑板和侧板，侧板的一端与支撑板滑动连接，侧板的数量为两个，相对设置；辊轮机构安装在侧板的另一端，其包括弹性胶轮、连接头，连接头安装在弹性胶轮的两端，分别与对应侧板连接；液压系统包括液压缸、活塞杆，液压缸安装在支撑板上，活塞杆为两根，相对设置在液压缸的两端，其端部分别与两侧板连接固定；当所述自动铺丝压辊机构在软件程序的控制下启动时，液压系统控制侧板的移动，进而压缩或拉伸弹性胶轮。
[0006]优选的，在支撑板上开设有燕尾槽，燕尾槽的延伸方向与支撑板的长度方向一致，其端口位于支撑板的端部；侧板的端部卡入燕尾槽内，且在液压系统的作用下沿支撑板的长度方向移动。
[0007]优选的，弹性胶轮包括辊轮外层、弹簧和弹簧轴承槽；弹簧置于辊轮外层内，且辊
轮外层包裹弹簧及弹簧轴承槽，弹簧轴承槽设置在弹簧端部，用于安装连接头。
[0008]优选的，弹簧的倔强系数为100kg/cm~150kg/cm。
[0009]优选的，连接头包括轴承、台阶轴，轴承安装在台阶轴的一端，从而将台阶轴安装到弹性胶轮端部的轴承槽上；台阶轴的另一端与侧板连接固定；在轴承与台阶轴之间安装有垫圈。
[0010]优选的，轴承采用关节轴承。
[0011]优选的，液压系统还包括与液压缸连接的液压换向阀，液压换向阀在软件程序的控制下控制活塞杆的收缩、停止及回弹。
[0012]优选的，在软件程序上设置有开关量，用于设定凹曲面、凸曲面，进而控制液压换向阀。
[0013]与现有技术相比，本专利技术具有如下优点：1、使大、中型铺丝机在外凸曲面及曲率半径较大的凹曲面依然可以采用较大的丝束数量进行铺贴，从保持铺贴效率的高效性；2、减小铺丝机辊轮不架桥曲率半径，从而使大、中型铺丝机具有更高的适应性，从而扩大了大、中型铺丝机应用范围，提高了这一类产品的铺丝成型效果。
附图说明
[0014]图1示
技术介绍
中铺放头示意图；图2是
技术介绍
中正常铺贴与存在架空现象铺贴的对比图（a.正常铺贴；b.架空现象铺贴）；图3是
技术介绍
中常规弹性辊轮的变形示意图；图4是本专利技术实施例结构示意图；图5是本专利技术实施例中辊轮结构示意图；图6是本专利技术实施例中辊轮与侧板连接结构示意图；图7是本专利技术实施例中弹簧及弹簧轴承槽结构示意图；图8是本专利技术实施例中辊轮与支撑板的连接示意图；图4
‑
8中，1、支撑板；1
‑
1、燕尾槽；2、侧板；2
‑
1、燕尾滑块；3、支撑台；4、止动销；5、活塞杆；6、活塞筒；7、弹簧轴承槽；8、弹簧；9、橡胶圈；10、关节轴承；11、垫圈；12、台阶轴；13、液压换向阀；14、液压马达；15、油缸；16、固定螺钉。
具体实施方式
[0015]需要说明的是，术语“中心”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该专利技术产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。
[0016]下面结合附图4
‑
8对本专利技术做进一步详述：一种可变形的自动铺丝压辊机构，包括支撑机构、辊轮机构、液压系统；支撑机构与自动铺丝机的铺丝头支架连接固定，同时为辊轮机构、液压系统提供支撑；辊轮机构为自动铺丝机的头部，用于复杂曲面的铺贴成型；液压系统作为动力机构，用于改变辊轮机构中辊轮的柱高，来适应复杂曲面中凸曲面、凹曲面
的实时变化，避免架桥现象的产生；所述自动铺丝压辊机构为硬件部分，当然还需要软件程序来配合，即在软件程序上增加一个开关量，在凹曲面区域，当曲率半径小于某个值时，控制辊轮机构处于压缩状态，当曲面变回凸曲面或大曲率半径曲面时，控制辊轮机构处于放松状态。
[0017]具体结构为：如图4、6所示，支撑机构包括支撑板1和侧板2，侧板的一端与支撑板滑动连接，侧板的数量为两个，相对设置；在本实施例中，在支撑板1上开设燕尾槽1
‑
1，燕尾槽1
‑
1的延伸方向与支撑板1的长度方向一致，其两端口分别位于支撑板1的两端部；侧板2的端部设置为燕尾滑块2
‑
1，燕尾滑块2
‑
1卡入燕尾槽1
‑
1内，且在液压系统的作用下沿支撑板1的长度方向移动；作为本实施例的优选实施方式，支撑板1的长度满足侧板2的最大滑动范围，即当辊轮机构被拉伸时，侧板2不会脱出燕尾槽1
‑
1。
[0018]辊轮机构安装在侧板2的另一端，其包括弹性胶轮、连接头，连接头安装在弹性胶轮的两端，分别与对应侧板2连接。在本实施例中，如图5、7所示，弹性胶轮包括橡胶圈9、弹簧8和弹簧轴承槽7；橡胶圈9作为辊轮外层，用于在使用中辊压丝束，弹簧7置于橡胶圈9内，且橡胶圈9包裹弹簧及弹簧轴承槽，也就是说，当本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可变形的自动铺丝压辊机构，其特征在于：包括支撑机构、辊轮机构、液压系统；支撑机构包括支撑板和侧板，侧板的一端与支撑板滑动连接，侧板的数量为两个，相对设置；辊轮机构安装在侧板的另一端，其包括弹性胶轮、连接头，连接头安装在弹性胶轮的两端，分别与对应侧板连接；液压系统包括液压缸、活塞杆，液压缸安装在支撑板上，活塞杆为两根，相对设置在液压缸的两端，其端部分别与两侧板连接固定；当所述自动铺丝压辊机构在软件程序的控制下启动时，液压系统控制侧板的移动，进而压缩或拉伸弹性胶轮。2.根据权利要求1所述的可变形的自动铺丝压辊机构，其特征在于：在支撑板上开设有燕尾槽，燕尾槽的延伸方向与支撑板的长度方向一致，其端口位于支撑板的端部；侧板的端部卡入燕尾槽内，且在液压系统的作用下沿支撑板的长度方向移动。3.根据权利要求1所述的可变形的自动铺丝压辊机构，其特征在于：弹性胶轮包括辊轮外层、弹簧和弹簧轴承槽；弹簧置于辊...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱春生，许春霞，胡瑞，洪琦，
申请(专利权)人：南昌工程学院，
类型：发明
国别省市：