一種飛機(jī)槳葉大梁帶纏繞工作頭的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于纖維纏繞技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種適用于飛機(jī)槳葉大梁帶纏繞成型的纏繞工作頭。
【背景技術(shù)】
[0002]纖維纏繞成型指的是將纖維預(yù)浸帶按照設(shè)計(jì)規(guī)律纏繞在特制外形纏繞芯模上，再通過(guò)固化與切割等后續(xù)處理，最終得到特定形狀的成型構(gòu)件。其制品具有比強(qiáng)度高、比模量大和耐疲勞性好等一系列優(yōu)點(diǎn)。
[0003]飛機(jī)槳葉大梁帶是一種異形細(xì)長(zhǎng)狀纖維增強(qiáng)復(fù)合材料構(gòu)件，是飛機(jī)旋翼系統(tǒng)中的主要承力單元，具有較高的物理與力學(xué)性能要求，可通過(guò)纖維纏繞成型技術(shù)制得。
[0004]纏繞工作頭作為實(shí)現(xiàn)纏繞成型工藝的核心功能部件，主要負(fù)責(zé)將纖維預(yù)浸帶以設(shè)計(jì)的工藝參數(shù)纏繞在纏繞芯?；蛞阎茂B層表面上，并完成隔離膜的同步回收，工作過(guò)程中保證纏繞質(zhì)量的同時(shí)，也需保持高效和穩(wěn)定。
[0005]纏繞工作頭需滿足復(fù)雜的動(dòng)作執(zhí)行和施力控制等要求，目前，針對(duì)飛機(jī)槳葉大梁帶的纏繞成型，應(yīng)用的傳統(tǒng)纏繞工作頭主要存在以下不足:(I)放卷過(guò)程不穩(wěn)定，預(yù)浸帶張力變化大；(2)預(yù)浸帶相對(duì)于纏繞芯?；蛞阎茂B層表面的壓緊力不可控或不穩(wěn)定，纏繞幾何精度低；(3)隔離膜收卷過(guò)程中與放卷輪不同步，隔離膜易發(fā)生堆積或扯斷；(4)傳統(tǒng)纏繞工作頭結(jié)構(gòu)冗雜、體積大、重量大，造成移動(dòng)緩慢，效率低下，易發(fā)故障，同時(shí)制造與維護(hù)成本局昂。
[0006]為保證飛機(jī)槳葉大梁帶纏繞成型質(zhì)量、提高生產(chǎn)效率且降低成本，設(shè)計(jì)制造新型纏繞工作頭已經(jīng)成為亟待解決的問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問(wèn)題，本發(fā)明的目的是針對(duì)飛機(jī)槳葉大梁帶的纏繞成型提供一種纏繞工作頭，該纏繞工作頭能夠?qū)崿F(xiàn)預(yù)浸帶的精確放卷和恒張力控制，壓輥對(duì)預(yù)浸帶的穩(wěn)定壓緊，以及隔離膜的同步穩(wěn)定收卷，同時(shí)纏繞工作頭具備結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕、剛度好和高速移動(dòng)穩(wěn)定性好等特點(diǎn)，滿足飛機(jī)槳葉大梁帶高質(zhì)高效纏繞成型要求。
[0008]本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種飛機(jī)槳葉大梁帶纏繞工作頭，包括纏繞工作頭架體、預(yù)浸帶放卷機(jī)構(gòu)、壓輥機(jī)構(gòu)和隔離膜收卷機(jī)構(gòu)；
[0009]所述的纏繞工作頭架體建立于其底部的底板座之上，底板座上安裝有筒座，筒座上端通過(guò)軸承連接有C軸；
[0010]所述的預(yù)浸帶放卷機(jī)構(gòu)安裝于C軸的下端，位于底板座正下方；
[0011 ]所述的壓棍機(jī)構(gòu)通過(guò)壓棍連桿與預(yù)浸帶放卷機(jī)構(gòu)相連接；
[0012]所述的隔離膜收卷機(jī)構(gòu)通過(guò)收卷輪連桿與壓輥機(jī)構(gòu)相連接；
[0013 ]所述的預(yù)浸帶放卷機(jī)構(gòu)中的料盤(pán)、壓輥機(jī)構(gòu)中的壓輥和隔離膜收卷機(jī)構(gòu)中的收卷輪三者處于同一水平面內(nèi)，三者中心連線呈直角三角形分布，位于纏繞工作頭架體下方。
[0014]所述的預(yù)浸帶放卷機(jī)構(gòu)由C軸端連接座、磁粉制動(dòng)器、導(dǎo)電環(huán)、料盤(pán)安裝軸和料盤(pán)組成。C軸端連接座通過(guò)鍵和螺紋連接結(jié)構(gòu)與C軸的軸端相固連，磁粉制動(dòng)器安裝在C軸端連接座內(nèi)部，實(shí)現(xiàn)對(duì)放卷預(yù)浸帶施加可調(diào)恒定的張力。導(dǎo)電環(huán)的定子部分安裝于筒座上，導(dǎo)電環(huán)的定子部分上的電線與控制系統(tǒng)輸出的信號(hào)電流線連接，其轉(zhuǎn)子部分安裝于C軸端連接座上，導(dǎo)電環(huán)的轉(zhuǎn)子部分上的電線與磁粉制動(dòng)器的控制電流線連接。料盤(pán)安裝軸的頭端安裝于磁粉制動(dòng)器的轉(zhuǎn)軸內(nèi)、其尾端通過(guò)花鍵與螺紋實(shí)現(xiàn)對(duì)料盤(pán)的安裝。
[0015]所述的壓輥機(jī)構(gòu)由安裝架、氣動(dòng)馬達(dá)、減速機(jī)、C軸、C軸端連接座、壓輥連桿、壓輥和預(yù)浸帶限位輥組成。安裝架固定于底板座上，實(shí)現(xiàn)對(duì)氣動(dòng)馬達(dá)和減速機(jī)的安裝。氣動(dòng)馬達(dá)、減速機(jī)、C軸和C軸端連接座四者依次由上至下串聯(lián)裝配，實(shí)現(xiàn)扭矩動(dòng)力的產(chǎn)生與傳遞。壓輥連桿在同一水平面內(nèi)連接C軸端連接座與壓輥，相當(dāng)于“力臂”，實(shí)現(xiàn)扭矩向壓輥的直線壓緊力轉(zhuǎn)化。壓輥包括壓輥內(nèi)輪和壓輥外緣，通過(guò)改變壓輥外緣的材質(zhì)和寬度以適應(yīng)不同規(guī)格的預(yù)浸帶，壓輥用于實(shí)現(xiàn)預(yù)浸帶向纏繞芯模或已置疊層表面的壓緊。預(yù)浸帶限位輥安裝于壓輥外緣周向，實(shí)現(xiàn)對(duì)預(yù)浸帶的幾何限位。
[0016]所述的隔離膜收卷機(jī)構(gòu)由收卷輪連桿、帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、中空轉(zhuǎn)軸、摩擦機(jī)構(gòu)和收卷輪組成。收卷輪連桿一端與壓輥連桿端部固接，另一端通過(guò)軸承結(jié)構(gòu)連接中空轉(zhuǎn)軸。帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中的主動(dòng)帶輪安裝在壓輥之上，從動(dòng)帶輪位于中空轉(zhuǎn)軸端部，實(shí)現(xiàn)壓輥對(duì)收卷機(jī)構(gòu)的收卷運(yùn)動(dòng)傳遞。中空轉(zhuǎn)軸通過(guò)其內(nèi)側(cè)的軸承結(jié)構(gòu)安裝在收卷輪連桿尾端、其外側(cè)連接摩擦機(jī)構(gòu)和收卷輪。摩擦機(jī)構(gòu)包括定摩擦環(huán)、動(dòng)摩擦環(huán)和壓鍵，定摩擦環(huán)安裝在中空轉(zhuǎn)軸外側(cè)，動(dòng)摩擦環(huán)安裝在收卷輪中孔內(nèi)側(cè)，壓鍵沿動(dòng)摩擦環(huán)周向布置，通過(guò)緊定螺釘按壓壓鍵實(shí)現(xiàn)對(duì)摩擦力矩的調(diào)節(jié)，摩擦機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)收卷輪的時(shí)變轉(zhuǎn)速補(bǔ)償，并為隔離膜收卷提供張力。收卷輪受摩擦機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)，其上下輪盤(pán)可拆分，實(shí)現(xiàn)對(duì)隔離膜的收卷與回收。
[0017]本發(fā)明的效果和益處是:
[0018]1、本發(fā)明采用了包含磁粉制動(dòng)器的預(yù)浸帶放卷機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)預(yù)浸帶精確放卷，同時(shí)滿足其放卷張力穩(wěn)恒可控的要求，保證飛機(jī)槳葉大梁帶成型件的物理與力學(xué)性能；
[0019]2、本發(fā)明采用了氣動(dòng)式壓輥機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)對(duì)預(yù)浸帶的穩(wěn)定可控壓緊力施加，使相鄰疊層間結(jié)合均勻緊密，排除空氣間隙，提高纖維結(jié)構(gòu)占積率；
[0020]3、本發(fā)明采用了摩擦式隔離膜收卷機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)隔離膜穩(wěn)張力同步收卷，過(guò)程中不發(fā)生堆積或拉斷問(wèn)題，保證收卷的整潔；
[0021]4、本發(fā)明的纏繞工作頭轉(zhuǎn)彎時(shí)輪系(壓輥、料盤(pán)和收卷輪)整體自轉(zhuǎn)所需的“C軸”與壓輥機(jī)構(gòu)合二為一，用氣動(dòng)的方式實(shí)現(xiàn)輪系相對(duì)纏繞芯模的自適應(yīng)轉(zhuǎn)動(dòng)，免去傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)中的“C軸”電機(jī)及伺服控制系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)潔可靠，同時(shí)降低成本；
[0022]5、本發(fā)明的纏繞工作頭結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、重量低，適宜高速移動(dòng)，提高纏繞效率；
[0023]6、本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)飛機(jī)槳葉大梁帶的高質(zhì)高效自動(dòng)化纏繞成型，此外，本發(fā)明具備較高擴(kuò)展性，可廣泛適用于其它結(jié)構(gòu)形式構(gòu)件的高性能平面纏繞成型。
【附圖說(shuō)明】
[0024]圖1是飛機(jī)大梁帶纏繞工作頭的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025]圖2是纏繞工作頭架體及預(yù)浸帶放卷機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026]圖3是纏繞工作頭架體及壓輥機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0027]圖4是隔離膜收卷機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0028]圖5是圖4的A處放大圖。
[0029]圖6是飛機(jī)大梁帶纏繞工作頭的纏繞運(yùn)動(dòng)過(guò)程示意圖。
[0030]圖中:1、纏繞工作頭架體，2、預(yù)浸帶放卷機(jī)構(gòu)，3、壓輥機(jī)構(gòu)，4、隔離膜收卷機(jī)構(gòu)，5、底板座，6、筒座，7、C軸，8、壓輥連桿，9、收卷輪連桿，10、C軸端連接座，11、磁粉制動(dòng)器，12、導(dǎo)電環(huán)，13、料盤(pán)安裝軸，14、料盤(pán)，15、安裝架，16、氣動(dòng)馬達(dá)，17、減速機(jī)，18、壓輥，19、壓輥內(nèi)輪，20、壓輥外緣，21、預(yù)浸帶限位輥，22、帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，23、中空轉(zhuǎn)軸，24、摩擦機(jī)構(gòu)，25、收卷輪，26、主動(dòng)帶輪，27、從動(dòng)帶輪，28、定摩擦環(huán)，29、動(dòng)摩擦環(huán)，30、壓鍵，31、底板座中心軌