[发明专利]一种纤维缠绕装置

说明书

本发明属于纤维缠绕技术领域，具体涉及一种纤维缠绕装置，包括螺旋缠绕装置、环向缠绕装置和固定装置，通过固定装置对工件夹持并带动工件径向旋转和轴向移动，通过螺旋缠绕装置进行螺旋缠绕；通过环向缠绕装置进行环向缠绕；螺旋缠绕装置包括架体和导丝头，架体上设有第二通孔，导丝头设有若干个，若干个导丝头沿第二通孔中心呈环形分布并均与架体转动连接，各导丝头内均可伸出纤维；架体上设有第一驱动机构，通过第一驱动机构驱动各导丝头旋转；环向缠绕装置包括机架、固定板、纤维束筒、集束装置和导丝件，固定板与机架转动连接，固定板连接有驱动元件，通过驱动元件驱动固定板转动。通过该装置可以提高缠绕效率和缠绕质量。

技术领域

本发明属于纤维缠绕技术领域，具体涉及一种纤维缠绕装置。

背景技术

压力容器经过多年的发展，广泛地应用在了航空航天、医疗卫生、日常居民生活中；随着新材料与新工艺的不断涌现，压力容器朝着轻量化、高强度方向发展。未来将朝着塑料内胆，外表面缠绕纤维作为增强层的IV型容器发展。IV型容器工作压力更大，而且由于纤维层作为主要承压层，安全性能更高。在不同的应用领域，容器的大小尺寸也是不尽相同的，这对缠绕设备的通用性提出了较高的要求。

纤维缠绕是压力容器成型过程中重要环节之一。缠绕效率与质量直接决定了压力容器等零部件的生产效率、性能与寿命。

纤维缠绕工艺主要分为螺旋缠绕工艺与环向缠绕工艺，螺旋缠绕工艺主要提高了压力容器等零部件轴向强度，环向缠绕工艺主要为了提高零部件的周向强度。目前在环向缠绕工艺方面，主要采用单束纤维环向缠绕，该工艺缠绕效率低，而且目前的工艺无法实现连续性生产，整个缠绕过程中有人工干预的环节。

压力容器内胆尺寸多样化，而目前满足多束纤维同步缠绕工艺的内胆尺寸较为单一，从而给该工艺带来了较大的局限性。目前的多束纤维缠绕时将多束纤维(纤维数量≤5)汇集成大丝束进行缠绕，但本质仍是单束缠绕；且缠绕过程中，会引起纤维堆叠，缠绕不均匀，以及缠绕过程中纤维滑移，局部应力集中。同时，单束纤维缠绕自动化程度低、生产效率低。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提供了一种纤维缠绕装置，该装置可以提高缠绕效率和缠绕质量。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种纤维缠绕装置，包括螺旋缠绕装置、环向缠绕装置和固定装置，通过固定装置对工件夹持并带动工件径向旋转和轴向移动，通过螺旋缠绕装置对固定装置上的工件进行螺旋缠绕；通过环向缠绕装置对固定装置上的工件进行环向缠绕；

所述螺旋缠绕装置包括架体和导丝头，所述架体上设有第二通孔，导丝头设有若干个，若干个导丝头沿第二通孔中心呈环形分布并均与架体转动连接，各导丝头内均可伸出纤维；所述架体上设有第一驱动机构，通过第一驱动机构驱动各导丝头旋转；

所述环向缠绕装置包括机架、固定板、纤维束筒、集束装置和导丝件，所述固定板与机架转动连接，固定板连接有驱动元件，通过驱动元件驱动固定板转动；

所述纤维束筒设有若干个，每个纤维束筒对应有一个张力控制器；所述固定板中部设有第一通孔，各纤维束筒沿第一通孔中心圆周分布并均与固定板转动连接，各张力控制器均与固定板固定连接；

所述固定板上设有若干个绕线辊，各绕线辊均位于每个纤维束筒的外侧，各绕线辊沿第一通孔中心圆周分布并均与固定板转动连接；

所述集束装置和导丝件固定在固定板上，每个纤维束筒上缠绕的纤维束依次经过对应的张力控制器和绕线辊并通过集束装置汇聚后，从导丝件伸出。

所述导丝头为空心杆，其两端设有开口，纤维可以从一端开口进入空心杆内，从而另一端开口伸出；所述空心杆的另一端为扁平状，该另一端开口的形状与纤维的截面形状相同。