玻璃钢缠绕设备的应用研究

摘 要:本文主要介绍了当前玻璃钢缠绕设备的发展历程和应用状况,重点分析了玻璃钢缠绕设备的工作原理,在此基础上分析了玻璃钢缠绕设备的精度,提出了提高精度的策略。
关键词:玻璃钢缠绕设备;应用;精度

1 引 言

  改革开放三十多年来,我国玻璃钢工业已经取得了长足的发展,玻璃钢是一种性能优良的复合材料,具有重量轻、强度高、腐蚀的特点,已经广泛应用到交通、环保及航空航天等领域,根据所使用的树脂品种不同,玻璃钢分为聚酯玻璃钢、环氧玻璃钢和酚醛玻璃钢。玻璃钢产品的产量、品种和质量都有了显著的提高,玻璃钢产品已经深入到我国经济中的各行各业中,为我国经济快速发展做出了较大贡献。
  当前,虽然我国玻璃钢产品有了显著的发展,但是和国外相比还有着明显的差距。通过与国外先进企业的合作,我们已经引进了一些先进的生产大口径玻璃钢产品的成套设备,这些设备在国内大口径玻璃钢钢产品的生产中发挥重要作用,但是它们的价格及维护费用却是很高,而且它们的运行维护也较为困难。与此同时,国产同类设备在可靠性及缠绕工艺的自动化控制方面和可靠性方面与国外的先进设备相比还有一定的差距。所以,对玻璃钢缠绕设备优化设计是一项非常有意义的工作,有利于提高我国玻璃钢先进加工技术的发展。

2 玻璃钢缠绕设备概述

  纤维缠绕玻璃钢成型工艺设备主要有玻璃钢缠绕机、固化设备、脱模设备及修整设备等。其中玻璃钢缠绕机是重要的设备之一,玻璃钢缠绕机按结构形式,可分为卧式、立式和环绕式;按控制水平,可以分为机械式、液压伺服式和计算机控制式。
  玻璃钢缠绕工艺主要由缠绕―供料―固化―支撑―防扭―切割―卸料等设备组成,该种管道缠绕工艺技术先进、自动化程度高和生产效率高。玻璃钢缠绕设备的工艺是将玻璃钢混合压到一个连续成型模具上,模具是由缠绕在一个水平芯轴上的一根连续刚带形成,由一层衬膜缠绕在模具上,预先混合树脂同时连续分布到模具的合适位置上,使用一层表面纱缠绕后,后在线切割和打磨完成。

3 玻璃钢缠绕设备发展应用研究

  缠绕机基本组成由纤维缠绕机动力源、传动机构,执行机构、控制机构及辅助机构等组成。玻璃钢缠绕具有定位精度高、抗干扰能力强,操作调整方便、组装灵活、生产效率高的特点;设备自动运行中,暂停后搭接自然,不但扩充了微机的功能,而且向用户提供了一个使用方便、有效和安全可靠的工作环境。
3.1 机械式玻璃钢缠绕机
  机械式缠绕机主要包括床头、床身、小车、芯模、传动变向机构、芯模尾座、芯模前座等部分,先进行计算选择机械式缠绕机的合理参数,通过调整变速箱速比,使小车往复运动速度和芯模的转速进行合理匹配,使玻璃钢纤维按照一定的规律缠绕在芯模上形成玻璃钢制品。
3.2 液压式玻璃钢缠绕机
  液压式玻璃钢缠绕机的动力是采用液压作为动力,降低人工劳动强度,玻璃钢液压伺服式缠绕机中影响缠绕精度的因素主要有电气控制系统、液压系统和机械传动系统、小车运动系统等。液压式玻璃钢设备复杂且昂贵,现已逐渐被计算机控制式取代。
3.3 计算机控制玻璃钢缠绕机
  计算机控制式缠绕机原理同机械式玻璃钢缠绕机相类似,其不同之处在于机械式缠绕机只有一个动力源而计算机控制式缠绕机的每个自由度都有单独的动力源,通过计算机控制将其有机的融合和控制。
  由以上可知,机械式缠绕机具有价格低廉、操作易学和维修方便等优点,它的其不足之处是精度不高,产品规格较少,而且不同产品的设备调配时间略长;玻璃钢液压伺服式缠绕机精度能满足较高要求的产品,但其价格昂贵、设备复杂、维修不便;计算机控制式缠绕机精度较高,柔性大,可控性好,操作方便,但是它的价格较高,要求由较高水平的操作维修人员。随着计算机和信息技术的发展计算机控制式缠绕机的应用越来越受到人们的重视。
3.4 玻璃钢缠绕设备的精度意义
  由于玻璃钢缠绕设备的设计缺陷、加工精度和控制等因素导致了精度误差,使得预期产品与加工的产品存在一定的精度偏差。可以通过以下几个方面提高玻璃钢缠绕设备的精度。(1)增大速比调整范围,减小速比数值之差。(2)减小传动间隙,提高传动精度。(3)提高小车运动的平稳性。(4)保证芯模转速的平稳性。(5)提高床身与芯模的平行度。(6)提高控制精度。
  由于玻璃钢缠绕设备在国民经济中占有重要的地位,所以提高缠绕精度具有重大的意义,可以显著的提高我国的科技加工水平。(1)可以有效的节约原材料,提高生产效率。(2)可以有效的提高产品的使用性能和外观。(3)增强我国产品的竞争力,进而扩大产品的市场占有率。

4 结 论

  当前,玻璃钢缠绕机正朝着高自动化和信息化发展,通过给纤维缠绕机配备精密的控制系统,以实现缠绕精度的提高,随着多轴缠绕机越来越广泛的应用,能够制造形状复杂的产品。缠绕机的发展极大地促进了纤维缠绕技术进步。