纏繞機復(fù)合材料布鋪放設(shè)計與控制技術(shù)研究

纏繞機復(fù)合材料布鋪放纏繞機是實現(xiàn)某型火箭筒布鋪放與布帶交叉復(fù)合纏繞的關(guān)鍵工藝裝備, 是集 機械 、電子、氣動、控制 、軟件和數(shù)控等技術(shù)于一體的多學(xué)科交叉綜合應(yīng)用的復(fù)雜設(shè)備。本文針對某 復(fù)合材料絕熱層纏繞制品成型工藝的結(jié)構(gòu)特點, 詳細(xì)地介紹了復(fù)合材料布鋪放纏繞機的結(jié)構(gòu)、組成及 實現(xiàn)方式, 并對成型工藝及物理參數(shù)控制進行了深入研究。該設(shè)備的開發(fā), 極大地提高了某型火箭筒 復(fù)合材料纏繞制品質(zhì)量, 解決了該型復(fù)合材料零部件成型過程中的關(guān)鍵性制造技術(shù)難題。

隨著復(fù)合材料技術(shù)的不斷發(fā)展, 許多新型復(fù)合材 料已在航空、航天 、航海、兵器以及民用行業(yè)中得到了 廣泛的應(yīng)用。復(fù)合材料成型工藝方法 、工藝裝備及成 型過程中的物理參數(shù)控制已成為目前研究的熱點。 通過特定的機械運動和控制, 將已經(jīng)浸過樹脂膠液的 布帶, 按照所要求的線型規(guī)律纏繞至芯模表面, 其性 能對纏繞制品的質(zhì)量起著決定作用。目前, 已出現(xiàn)了 不同用途及功能的纏繞成型工藝裝備。然而, 對于實 現(xiàn)絕熱層制品布鋪放與布帶纏繞交叉復(fù)合成型工藝 思想的新一代自動化設(shè)備有待進一步研究。基于此, 本文針對某型復(fù)合材料絕熱層火箭筒成型工藝特點, 提出了一種新型復(fù)合材料布鋪放纏繞機的實現(xiàn)方式, 并對其控制技術(shù)進行了專門研究。

  復(fù)合材料絕熱層火箭筒, 由于其特 殊的用途及性能要求, 采用復(fù)合材料預(yù)浸膠布帶和 布塊經(jīng)加熱軟化至粘流態(tài)后, 分別完成斜錐段和圓 柱段的成型纏繞 。 由于制品在使用方面受力的特殊性, 使得該制 品必須具有抗拉 、抗沖、抗撕裂和耐磨等特性, 這 就要求制品的錐段采用窄直紋布帶進行平疊纏繞, 圓柱段則用寬度與該段長度幾乎相同的 45°斜紋布 塊進行重疊纏繞, 在斜錐段與圓柱段的交叉處通過 合理的變厚度復(fù)合纏繞工藝, 實現(xiàn)斜錐段與圓柱段 的無縫連接, 使整個制品光滑、可靠。 1.1 布帶平疊纏繞工藝 圖 2 布帶平疊纏繞工藝 布帶平行于芯模 軸線纏繞, 即當(dāng)芯模旋 轉(zhuǎn)一周, 布帶沿芯模軸 向移動寬度 S, 同時沿 徑向移動布帶厚度 R, 從芯模小端向大端實 現(xiàn)連續(xù)重疊纏繞, 一直 達(dá)到設(shè)計要求的厚度。

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