[发明专利]可编织大直径复合管及结构件预成型体的装备和方法

说明书

本发明涉及一种可编织大直径复合管及结构件预成型体的装备和方法。可编织大直径复合管及结构件预成型体的装备由机头部件，机架，芯模，机器人，机器人基座和直线模组组成；机头部件包括机头固定组件、主传动部件组成；编织底盘内环面加工若干相互交错的槽型凹槽，槽型凹槽交汇处固结所述嵌块，与编织底盘共同组成完整的锭子轨道；将嵌块按单层普通编织工艺的顺序安装，使长锭子编织时经过的拨盘中心点连接线为折返的近似蛇形，拨盘拨动长锭子沿着近似蛇形曲线方向运动，机器人牵引芯模沿着直线模组方向，牵引纱线和芯模，完成预成型体的编织。可编织大直径复合管及结构件预成型体的方法在可编织大直径复合管预成型体装备上进行编织，形成大直径复合管或结构件预成型体。

技术领域

本发明属于高端纺织装备技术领域，涉及一种可编织大直径复合管及结构件预成型体的装备和方法，特别涉及一种由长锭子组成的大直径复合管及结构件预成型体的装备和方法。

背景技术

复合材料管的应用越来越广，市场需求在不断增长，但大直径复合材料管预成型体的制备方法受限。目前，虽然可以通过铺层，缠绕，编织三种手段制备复合材料管，但存在以下不足：①铺层和缠绕尽管均能制备大直径复合材料管，但这两种方法制备的复合材料管，其层间性能不好，容易出现层间分离，致使零件失效；②编织方法制备的复合材料管力学性能较优越，但目前无法制备超过1米直径的大直径复合材料管，原因如下；随着复合材料管直径的增大，所需锭子数量增多，这势必会造成编织底盘急剧增大。一方面，不仅会大大增加成本、提高制造难度，另一方面，大底盘造成了纱线间相互作用点增多，纱线间相互作用力增大，直接造成纤维摩擦磨损加剧，出现起毛、断丝、打结等不利情况，这些问题对脆性高性能纤维编织而成的复合材料管预成型体而言是致命的。

此外，结构件预成型体的制备也存在上述类似的情况。当前，大尺寸的结构件预成型体主要通过碳纤维布人工铺层或缠绕机缠绕而成，如汽车车身、机舱等，其结构力学性能同样存在层间性能不好，容易出现层间分离等情况，用作结构件预成型体可靠性较低、寿命较短；而当前编织方法能够制备的均为小尺寸结构件预成型体，存在和复合材料管相同的瓶颈问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：现有技术的装备及方法不能编织大直径复合材料管及结构件预成型体。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是提供了一种可编织大直径复合管及结构件预成型体的装备，其特征在于，包括机头部件、机架、芯模、机器人、机器人基座和直线模组，机头部件竖直设置在机架上，机架位置固定，芯模与机头部件同轴布置，芯模与机器人固定连接，机器人设于机器人基座上，机器人基座固定在直线模组上，由直线模组带动机器人基座沿轴向向远离机头部件所在方向及向靠近机头部件所在方向运动，其中：

机头部件包括竖直布置的编织底盘，编织底盘上固定有与其同轴布置的编织环组件；编织底盘的内侧环面加工有沿周向及轴向分布的M×N个槽型凹槽，将沿轴向分布的N个槽型凹槽定义为一列，则M列槽型凹槽沿周向分布，将在同一轴向位置沿周向分布的M个槽型凹槽定义为一列，则槽型凹槽共有N行；轴向相邻的两个槽型凹槽之间及周向相邻的两个槽型凹槽之间分别设有一个嵌块，嵌块表面加工有交叉锭子轨道和非交叉锭子轨道，根据工艺要求使得相邻的两个槽型凹槽之间通过交叉锭子轨道形成交叉或通过非交叉锭子轨道互不相交；由槽型凹槽与交叉锭子轨道及非交叉锭子轨道共同形成锭子轨道；编织底盘的内侧环面沿周向及轴向设有M列N行拨盘，每个拨盘对应一个槽型凹槽，拨盘由拨盘驱动机构驱动绕自身轴线自转，从而拨动长锭子组件沿锭子轨道行径；长锭子组件按照需要的配置方式与拨盘相配合；每个长锭子组件的一端为安装端，安装端安装在拨盘的槽口和锭子轨道内，另一端有出纱口，所有长锭子组件的出纱口交聚并无限接近于编织环组件外。