[发明专利]一种具有自适应功能的压辊机构

说明书

本发明涉及一种具有自适应功能的压辊机构，包括芯轴，该芯轴具有方形外壳和多个活塞杆，方形外壳上还设有用于连通外部压缩空气来驱动各活塞杆在方形外壳内移动的多个腔室，方形外壳上设有与各腔室连通且用于连通外部进气管路向各腔室通入压缩空气的接气头；多个旋转压片，各旋转压片并排套设于方形外壳外部，各旋转压片在与其对应的活塞杆的驱动下能够沿其径向方向运动；胶套，该胶套包覆于各旋转压片的外周。通过改变芯轴的内部结构以及采用分体式旋转压片构成的压辊，使得向腔室内通入压缩空气来驱动活塞杆运动并带动各旋转压片均能沿径向独立移动，从而满足对高曲率型面进行复合材料压实的需求。

技术领域

本发明涉及碳纤维复合材料铺放成型技术领域，特别是涉及一种具有自适应功能的压辊机构。

背景技术

目前,飞机机翼、尾翼、壁板等复合材料构件都采用自动铺丝机或自动铺带机来进行预浸复合材料的自动铺贴生产。其中，铺贴过程中用来将预浸复合材料铺贴压实的压实机构，由于飞机机翼、壁板等复合材料构件，都是非平面的曲面构件，呈或凹或凸的曲面，现有技术中的压实机构采用弹性压辊结构，一般为发泡橡胶弹性辊，因其具有一定弹性，可一定程度上可以适应这些曲面的压实工况；铺放的压辊压力控制精度，工艺要求应达到±2％。由于铺贴型面为曲面，致使发泡橡胶弹性辊与曲面接触时压缩程度不同，压缩程度与受力正相关，导变形大的部位受力大，弹性辊各处受力不均匀。弹性辊用于低曲率的构件，压力不均不明显，可基本满足使用要求，但用于高曲率的构件，由于弹性辊形变不均匀，无法满足上述工艺要求。在带有坡度的铺放工况的情况下，由于坡度高差可达10mm，弹性压辊不能随型就位，压不实；在铺放过程中，因发泡橡胶辊形变不同，发泡橡胶间会不断的反复揉搓变形而疲劳损坏，使用寿命短，需要经常更换。由于高曲率型面存在一定范围内的变形误差，有时高达±5mm，而弹性辊的变形量有限，适应能力不足；目前，市场上广泛使用的铺丝机或铺带机的弹性压辊，铺贴压力得不到很好控制，寿命低，需经常更换，无法适应高曲率型面的铺贴生产。

发明内容

(1)要解决的技术问题

本发明提供一种具有自适应功能的压辊机构，用于压实铺贴在高曲率型面上的复合材料，可适应于具有多种凹凸曲面铺贴，实现在铺贴时每根丝束所受压力相同，铺贴压力均匀一致，避免弹性压辊上的各接触点在高曲率型面上产生的压缩量不均等而造成各接触点上的发泡橡胶转速不同造成的揉搓损坏，还能提高压辊机构对复杂高曲率型面的适应能力，有效减少铺层褶皱和气泡。

(2)技术方案

第一方面，本发明的实施例提出了一种具有自适应功能的压辊机构，用于压实铺贴在高曲率型面上的复合材料，包括芯轴，所述芯轴包括方形外壳以及设于所述方形外壳内的多个活塞杆，所述方形外壳上还设有用于连通外部压缩空气来驱动各所述活塞杆在所述方形外壳内移动的多个腔室，所述方形外壳上设有与各所述腔室连通且用于连通外部进气管路向各所述腔室通入压缩空气的接气头，多个旋转压片，各旋转压片并排套设于所述方形外壳外部，各所述旋转压片在与其对应的所述活塞杆的驱动下能够沿其径向方向运动，胶套，所述胶套包覆于各所述旋转压片的外周。

进一步地，所述压辊机构还包括分别设于方形外壳两端的支架以及固定连接所述支架的定位球锁轴。

进一步地，所述方形外壳上套设有挡环，所述挡环设于所述方形外壳与所述支架之间。

进一步地，所述芯轴还包括设于所述方形外壳上的护罩，所述方形外壳与所述护罩之间设有密封垫，所述护罩与各所述活塞杆以及所述方形外壳共同形成所述腔室。

进一步地，所述旋转压片包括内环和套设于所述内环外部的外环，所述内环与所述外环之间设有多个钢球。

进一步地，所述活塞杆的活塞部上设有用于安装密封圈的凹槽，所述活塞杆的杆部上远离所述活塞部的一端暴露于所述方形外壳外部。