[发明专利]电磁式消除大长径比圆柱型芯模弯曲变形的装置及方法

说明书

本发明电磁式消除大长径比圆柱型芯模弯曲变形的装置及方法，属于芯模制造技术领域；该装置包括：芯模主体、模内电磁铁、拉力电磁铁、浮力电磁铁和直线度传感器，模内电磁铁置于芯模主体内部，并使芯模主体中部的外壁成为磁极，在芯模主体正上方拉力电磁铁吸引力和芯模主体正下方浮力电磁铁排斥力作用下，辅以电磁铁在直线度传感器检测信号指导下，实时调整磁场力大小，自适应矫正大长径比圆柱芯模的弯曲变形，即使在生产中缠绕、覆盖的材料加大了芯模重量也不会有多余的变形量产生，最大程度提高了芯模精度，进而提高了产品的质量和精度。

技术领域

本发明属于芯模制造技术领域，特别涉及电磁式消除大长径比圆柱型芯模弯曲变形的装置及方法。

背景技术

因纤维缠绕成型制得产品相比传统加工产品具有强度高、重量轻、可靠性高、产品质量稳定（芯模精度越高，产品质量越高）、成本低（在同一产品上，可合理配选若干种材料使其再复合，达到最佳的技术经济效果）等特点，现众多产品，如压力容器、导弹发射管、飞机机体等都采用芯模缠绕成型的方法。根据纤维缠绕成型时树脂基体的物理化学状态不同，分为干法缠绕、湿法缠绕和半干法缠绕三种，其中，又以湿法缠绕水平芯模应用最为普遍。而其中一些特殊的长圆柱型产品因其体积庞大，其芯模体型相应也十分庞大，故结构刚性很难保证。目前，为减小芯模水平工作时因自重产生的挠度对产品质量和性能、以及拔模难度的影响，多采用增加芯模壁厚进而提高芯模刚度进而减小其变形量的方法，其缺点也很明显：1、壁厚增加质量增加，成本增加，且芯模变得十分笨重；2、壁厚增加自重增加，壁厚增大对减小弯曲变形的收益愈加的不明显，故只能在一定程度上减小弯曲变形；3、在生产中随着缠绕、覆盖材料的增加，芯模会继续产生多余的变形量。4、这种大型芯模，即使通过各种手段将芯模弯曲变形量降到足够小，也会因为长时间水平放置产生永久的弯曲变形，严重影响芯模的使用寿命。

发明内容

本发明鉴于以上问题而完成。本发明的目的在于提供一种主动调整芯模变形程度，消除大长径比圆柱型芯模弯曲变形的装置及方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种电磁式消除大长径比圆柱型芯模弯曲变形的装置，包括芯模主体、直线度传感器和控制模块，芯模主体内壁环绕设置有模内电磁铁，芯模主体的上方和/或下方设有外部电磁铁；

直线度传感器用于测量芯模主体的弯曲方向及程度，并将测量结果传输给控制模块；控制模块用于根据芯模主体的弯曲方向及程度，调节输入模内电磁铁和/或外部电磁铁中的电流的大小，通过磁力调节对芯模主体的作用力从而消除弯曲变形。

进一步的，所述芯模主体的上方设有拉力电磁铁，所述芯模主体的下方设有浮力电磁铁。

进一步的，所述拉力电磁铁和所述浮力电磁铁的线圈共用一个正极导线和一个负极导线，所述拉力电磁铁和所述浮力电磁铁分别与所述芯模主体同心，并弧形对称环抱于所述芯模主体的上下两侧。

进一步的，所述拉力电磁铁和所述浮力电磁铁的圆心角不大于120°。

进一步的，所述拉力电磁铁和所述浮力电磁铁的内径弧面与外径弧面分别为磁场的两级，所述浮力电磁铁的内径弧面与所述拉力电磁铁的内径弧面的磁极相反，所述浮力电磁铁的内径弧面与所述模内电磁铁的外径弧面磁极相同。

进一步的，所述模内电磁铁由若干电磁铁模块排列组成圆环形，内径环面与外径环面分别为磁场两极，其内部磁场方向沿直径方向，外径环面与所述芯模主体的内壁贴合，所述模内电磁铁以一个完整圆环为一组，所述模内电磁铁设置的组数至少为一组。

一种电磁式消除大长径比圆柱型芯模弯曲变形的方法，包括以下步骤：

在芯模主体的内壁环绕设置至少一组模内电磁铁，在芯模主体的上方和/或下方设有外部电磁铁；

获取芯模主体的直线度；