Станок для намотки изделий типа баллонов из композиционных материалов

 

Использование: станки для намотки длинномерными материалами изделий типа баллонов произвольной формы. Сущность изобретения: станок для намотки изделий типа баллонов содержит раскладчик сухой или мокрой намотки, снабженный приводами продольного и поперечного перемещения по направляющим, переднюю и заднюю бабки с приводами синхронного вращения и зубчатыми синхронно перемещаемыми секторами. Приводы секторов связаны с приводами передней и задней бабок посредством дифференциальных редукторов, с расположенными на секторах автоматически регулируемыми противовесами и неподвижными относительно зубчатых секторов каретками, на которых с противоположных сторон расположены шпиндели приводных оправок с коллекторным подводом энергии. Станок имеет также программное управление приводов и электроавтоматики. Направляющие продольного перемещения раскладчиков установлены на траверсе, снабженной своим приводом для движения по дополнительным направляющим, перпендикулярным плоскости фиксируемого положения зубчатых секторов, для установки раскладчика в оптимальное исходное положение, определяемое формой наматываемого баллона и требуемыми рисунками намотки. 9 ил.

Изобретение относится к конструкции станков для намотки длинномерными материалами изделий типа баллонов произвольной формы.

Известны намоточные станки, предназначенные для замотки сферических и цилиндрических баллонов.

Эти станки содержат невращающиеся раскладчики, двухштуцерное крепление оправок. Но упрощенность конструкции самих раскладчиков или ручная переустановка вращателей в первых из них, сохранившаяся реверсивность основного движения во вторых, значительная неуравновешиваемость маховых масс в третьих снижают точность намотки и производительность или требуют неоправданной мощности привода вращателей.

Целью предлагаемого изобретения является повышение сменной производительности и расширение технологических возможностей стенка, а также повышение качества изделий.

На фиг. 1 изображен станок, вид в плане; на фиг.2 кинематическая схема; на фиг.3 кинематическая схема станка для изделий больших габаритов при электрической синхронизации приводов; на фиг.4 сечение сектора; на фиг.5 приводные связи сектора и противовесов; на фиг.6 положение оправки при намотке сферы с большим углом; на фиг.7 вид станка в плане при намотке цилиндрических баллонов с большим углом α; на фиг.8 вид станка с торца с раскладчиком сухой намотки; на фиг.9 вид станка с торца с раскладчиком для мокрой намотки.

Станок содержит размещенные на станине 1 переднюю бабку 2 с вращателем 3 и заднюю бабку 4 с вращателем 5.

Вращатель 5 задней бабки 4 с коллектором 6 подвода энергии и тормозом 7 и вращатель 3 передней балки с тормозом 8 соединены синхронизирующей передачей 9 с электроприводом 10 при механической синхронизации. При электрической синхронизации вращатели соединены через передачи 11 и 12 с электроприводами 13 и 14.

Все приводы станка имеют датчики обратной связи (не показаны).

Во вращателях смонтированы механизмы 15 и 16 перемещения соответственно основного зубчатого сектора 17 вращателя передней бабки с тормозом 18 и основного зубчатого сектора 19 вращателя задней бабки с тормозом 20, соединенные либо синхронизирующим валом 21 с электроприводом 22 при механической синхронизации, либо с электроприводами 23, 24 при электрической синхронизации.

Привод каждого вращателя соединен с механизмами 15, 16 перемещения зубчатых секторов через соответствующие цилиндрические дифференциальные передачи 25, 26.

На каждом вращателе установлены дополнительные зубчатые секторы 27, 28 с противовесами 29, 30. Дополнительные зубчатые секторы 27, 28, снабженные своими тормозами, через дополнительные передачи 31, 32 соединены с механизмами 15 и 16 перемещения основных зубчатых секторов. Каретка 33 с электроприводом 34 шпинделя 35 оправки 36 установлена неподвижно относительно зубчатого сектора 19 вращателя 5 задней бабки с противоположной стороны каретки 37 со шпинделем 38 крепления второго штуцера оправки 36, установленным на каретке 37 с винтовой парой 39 подвода шпинделя. Каретка 37 также установлена неподвижно относительного сектора 17. Электропривод 34 соединен с электромагистралью через коллектор 6 подвода энергии и через кабель-провод 40 на зубчатом секторе 19 и вращателе 5.

Раскладчик 41 расположен на салазках 42, размещенных на каретке 43, и снабжен поперечным 44 и продольным 45 приводами. Направляющие 46 продольного перемещения раскладчика установлены на траверсе 47, снабженной своим приводом 48 для движения по направляющим 49, перпендикулярным плоскости фиксируемого положения зубчатых секторов 17, 19. Эта плоскость фиксируемого положения секторов показана на фиг.7 следом I-I.

На фиг. 7 показано положение фиксации исполнительных органов станка для намотки слоев на несферических баллонах рисунками с большими углами намотки.

Раскладчик при сухом методе намотки снабжен бобиной 50 с наматываемым длинномерным композиционным материалом 51.

При мокром методе намотки на раскладчике устанавливают дополнительно шпулярник 52 со шпульками 53 наматываемого длинномерного материала и гребенкой 54, сушильную камеру 55, пропиточную ванну 56 со связующим 57, отжимные валки 58 и поддон 59. Все приводы станка имеют программное управление от СЧПУ.

Станок работает следующим образом.

В шпинделях 35 и 38 крепится оправка 36 (баллон). При намотке сферических поверхностей и намотке баллонов другой формы с малыми углами намотки траверса 47 отводится в крайне удаленное от центров вращения оправки положение, устанавливается бобина 50 с наматываемым композиционным ленточным материалом 51 или шпульки 53 на шпулярник 52. Наматываемый длинномерный материал проводится в лентотракте раскладчика и закрепляется на оправке 36. Основные зубчатые секторы 17 и 19 с каретками 33, 37 устанавливают электроприводом 22 либо электроприводами 23, 24 в позицию требуемого угла намотки α, а дополнительные зубчатые секторы 27, 28 с противовесами 29, 30 перемещаются дополнительными передачами 31, 32, уравновешивая дисбаланс перемещаемых кареток 33, 37, после чего фиксируются тормозами 18 и 20.

Установленные на угол α зубчатые секторы 17, 19, 27, 28 вращателями 3, 5 приводятся в синхронное вращение либо одним электроприводом 10, или двумя электроприводами 13, 14. Оправка 36 приводится во вращение расположенными на каретке 33 приводом 34 шпинделя 35, а раскладчик 41 приводом 45 в зависимости от формы оправки совершает локальное, обычно симметричное движение относительно среднего положения плоскости, проходящей через центр вращений оправки. При намотке сферической поверхности раскладчик стоит неподвижно.

При намотке цилиндрических баллонов или баллонов другой не сферической формы слоями с немалыми углами намотки α зубчатые секторы 17, 19, 27, 28 устанавливают приводами вращателей в вертикальное положение, и вращатели фиксируют их тормозами 7, 8, а механизмами 15, 16 перемещения зубчатых секторов оси шпинделей 35, 38 кареток 33, 37 совмещают с осью вращателей и фиксируют тормозами 18, 20.

Раскладчик 41 приводом 48 перемещения траверсы 47 вводится в зону намотки на ближайшее технологическое расстояние от оправки, наматываемый композиционный материал 51 крепится за оправку 36. Движением салазок 42, каретки 43 и синхронным вращением шпинделей 35, 38 получают необходимый рисунок намотки, траверса при этом остается неподвижной.

При мокром методе намотки станок работает также, только на раскладчике устанавливают шпулярник 52 со шпульками 53, гребенкой 54, сушильную камеру 55, пропиточную ванну 56 со связующим 57, отжимные валки 58 и поддон 59.

Предлагаемый станок выгодно отличается от аналогов и прототипа. Его принципиальная конструктивная схема, использующая как "сухой", так и "мокрый" метод намотки позволяет иметь полностью автоматизированный оптимальный цикл получения многослойной оболочки изделий типа баллон произвольной формы во всем диапазоне углов намотки при максимальной производительности и плавности этого процесса, что уменьшает сменное подготовительное время и повышает сменную производительность станка. В станке максимально сохранена конструктивная преемственность многих узлов прототипа. Модульность и агрегатирование позволяют иметь различные варианты в зависимости от возможностей и желания потребителей.

Формула изобретения

Станок для намотки изделий типа баллонов из композиционных материалов, содержащий раскладчик сухой или мокрой намотки, установленный на направляющих с возможностью продольного и поперечного перемещений от привода, смонтированные на станине переднюю и заднюю бабки с приводами синхронного вращения, связанными с зубчатыми секторами, на каретках которых расположены приводные шпиндели для крепления оправки, и систему автоматического управления приводами, отличающийся тем, что каретки смонтированы неподвижно относительно зубчатых секторов, приводы которых связаны с приводами передней и задней бабок посредством дифференциальных редукторов, секторы имеют регулируемые противовесы, а приводы шпинделей расположены на каретках секторов и имеют коллекторы для подвода энергии, при этом раскладчик снабжен дополнительными направляющими, перпендикулярными плоскости исходного положения зубчатых секторов, и приводной траверсой, размещенной на этих направляющих и несущих направляющие продольного перемещения раскладчика.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9