1 前言
    我国及玻璃钢缠绕成型工艺，无论是管道缠绕储罐缠绕还是异型体缠绕，均采用单导丝头缠绕方式。单导丝头缠绕方式具有操作简便、设计简单等优点，但生产效率较低。长期以来，由于玻璃钢缠绕成型尤其是玻璃钢加砂管道成型多为中小口径管道。对生产效率的要求不是很严格，因此该缺点不甚突出，也不为广大生产厂商重视。近年来随着大口径管道市场的不断拓展，大口径管道产量逐年加大。大口径管道交叉缠绕层每层来回数多，结构层厚度大，长径比小，滑纱控制难度大等特点，因此生产中一系列问题亟待解决。如每层来回数多、厚度大会导致每根管道生产用时较长，致使生产用树脂配方的调整难度加大，固化时间也会相应的加长，导致整条生产线生产效率降低。而长径比小、滑纱等问题又使得缠绕过程中纱片不能太宽，同样会导致缠绕用时加长，生产效率降低。因此大口径管道生产效率低下的问题成为制约大口径管道发展的要问题。
    在实际生产中各企业大都采用以下几种方案解决生产效率低下的问题。①扩大生产规模，如增加生产线、增加模具数量等形式来提高产量。②加大导丝头宽度，通过加大导丝头宽度增大纱片宽度，减少每层来回数，缩短缠绕时间。③提高缠绕纱线速度，如把缠绕纱线速度提高到100m／min以上。④双导丝头工艺，通过增加缠绕层厚度或成倍加大缠绕纱片宽度等方法缩短缠绕时间。对于以上几种方案，种方案会导致企业资金投入增大，生产成本上升。第二种方案存在着滑纱问题，加砂装置和浸胶槽调整等问题。第三种方案的实施有一定的限制，纱线速度过高会导致纤维浸润时间短，浸透状态变差，纤维磨损增大，轨道上的工作小车速度过快不利安全，同时可能导致管壁截面树脂含量向外迁移等问题。第四种方案由于选用的具体方法不同会有不同的结果。本文就双导丝头工艺方法进行了分析。
2  双导丝头缠绕方式
    所谓双导丝头是指缠绕过程中采用两个导丝头。两个导丝头必须处于主轴的同一个切面上，即绕主轴分布，而且两个导丝头上的纱片必须宽度相同和起点位置相同。如果起点位置不同，则终点位置也不同，不符合缠绕工艺要求。如果宽度与设计不一致，由于每层来回数是一定的，会导致缠完一层后不能均匀布满模具表面，因此在生产过程中会有两个等宽纱片同时缠绕到模具上。在原有每个纱片宽度不变的情况下采用两个导丝头缠绕方式，如果两个纱片之间没有严格的距离要求，那么缠绕一层相当于完成两层缠绕；如果两个纱片之间按一定规律分布相当于纱片宽度增加了一倍。如果保持原有加工速度和铺层不变，无论两个纱片位置如何，均能使生产效率提高一倍。设备投入和人力投入因选用方案不同会有很大的区别。对于双导丝头缠绕方式，本文提出3种不同方案。
    方案一需要有一定的设备和人力投入，由图1所示。

    图1  方案1示意
    从图中可以看出，这种方案是一个主轴，两个小车工作台对称分布，每个工作台各设置一个导丝头。生产时两个导丝头同时上纱，纱片宽度相等。这样如果两个导丝头同时上纱，每缠绕一层所用时间与单导丝头缠完一层所用时间相同。每完成一层缠绕实际相当于两层缠绕，交叉层、环向层均如此。这种方式下两个导丝头的垂直位置没有严格的要求，但水平位置应一致，两个导丝头可独立操作。只是需要多配置一套小车工作台和相应的操作工人，资金投入较大。当铺层较简单，交叉或环向铺层为偶数时，生产效率能提高近一倍。当铺层复杂时，交叉或环向铺层为非偶数时效率提高不是特别明显。
    方案二基本不需投入资金，生产时也不需另外增加人员，由图2所示。

    图2  方案2示意
    从图中可以看出，这种方案是一个主轴，一个工作台。两个导丝头上下分布。生产时两个导丝头同时上纱，纱片宽度相等。两个导丝头之间要求水平位置一致，但垂直距离没有严格要求，只要方便操作即可。这样如果两个导丝头同时上纱，每缠完一层所用时间与单导丝头缠绕一层所用时间相同，但实际结果是完成两层缠绕。采用这种方式无需投入资金，操作简便，对系统没有严格要求。铺层较简单而且交叉或环向铺层数为偶数时，生产效率能提高近一倍，铺层较复杂时效率提高不是特别明显。
    方案三与方案二示意图相同。两个导丝头之间的垂直距离有严格的要求。要求两个导丝头必须严格按照缠绕规律要求的距离布置，而且两个导丝头之间的距离需要根据产品的工艺参数不同进行调整。同时需要控制软件的相应配合，两个导丝头之间的水平位置必须一致。生产中要求两个导丝头必须同时上纱，每缠完一层，实际结果也是一层。交叉缠绕时每层来回数减少为原来的 1／2。环向缠绕时纱片变为原来的2倍。因此无论是环向层还是交叉层，每缠完一层所用时间是单导丝头缠绕用时的 1／2。无论产品铺层如何变化，生产效率均能提高一倍，而企业在资金和人力的投入上并没有增加。
3  实例分析
    本文就上述3种双导丝头工艺在提高效率上的具体表现进行详细分析。在现有设备上分别对DN2200产品用 3种双导丝头工艺进行对比试验，其结果由表1所示。
    图1  生产效率比较

    由以上列表可以看出，选用双导丝头缠绕工艺无论哪一种均能明显提高生产效率。方案1能将生产效率提高（238－137）/238＝42．4％；方案2能将生产效率提高（238－197）／238＝ 17．2％；方案3能将生产效率提高（238－119．18）/238＝50％。经过对以上方案分析，选用第三种方案，效果良好，与分析结果一致生产效率得到大幅度提高。
4  结束语
    综上所述，采用双导丝头缠绕工艺，能大幅度的提高生产效率。由双导丝头缠绕工艺方案3还可以推出三导丝头、四导丝头等很有实用价值的生产工艺。在市场竞争日趋激烈的今天，效率是企业的生命，因此这种新型的缠绕工艺具有很高的推广价值。