[发明专利]一种高质高效纤维缠绕方法

说明书

本发明属于纤维层缠绕技术领域，具体涉及一种高质高效纤维缠绕方法，对待缠绕件表面进行螺旋缠绕和环向缠绕，所述螺旋缠绕是指：单束纤维经过螺旋缠绕导丝头引出在待缠绕件表面进行螺旋缠绕，所述螺旋缠绕导丝头设有若干个，若干个螺旋缠绕导丝头沿待缠绕件表面呈环形分布，各螺旋缠绕导丝头分别引出的单束纤维平均分布在待缠绕件的表面并同时进行螺旋缠绕；所述环向缠绕是指：纤维卷筒引出的单束纤维沿待缠绕件表面进行缠绕，纤维卷筒设有若干个，若干个纤维卷筒沿待缠绕件的周向分布；将各纤维卷筒上缠绕的单束纤维通过环向缠绕导丝头汇聚，单束纤维并排形成多束纤维，多束纤维沿待缠绕件表面进行缠绕。通过上述缠绕方法可以有效提高缠绕效率。

技术领域

本发明属于纤维层缠绕技术领域，具体涉及一种高质高效纤维缠绕方法。

背景技术

压力容器经过多年的发展，广泛地应用在了航空航天、医疗卫生、日常居民生活中；随着新材料与新工艺的不断涌现，压力容器朝着轻量化、高强度方向发展。未来将朝着塑料内胆，外表面缠绕纤维作为增强层的IV型容器发展。IV型容器工作压力更大，而且由于纤维层作为主要承压层，安全性能更高。在不同的应用领域，容器的大小尺寸也是不尽相同的，这对缠绕设备的通用性提出了较高的要求。

纤维缠绕是压力容器成型过程中重要环节之一。缠绕效率与质量直接决定了压力容器等零部件的生产效率、性能与寿命。

纤维缠绕工艺主要分为螺旋缠绕工艺与环向缠绕工艺，螺旋缠绕工艺主要提高了压力容器等零部件轴向强度，环向缠绕工艺主要为了提高零部件的周向强度。目前在环向缠绕工艺方面，主要采用单束纤维环向缠绕，该工艺缠绕效率低，而且目前的工艺无法实现连续性生产，整个缠绕过程中有人工干预的环节。

压力容器内胆尺寸多样化，而目前满足多束纤维同步缠绕工艺的内胆尺寸较为单一，从而给该工艺带来了较大的局限性。目前的多束纤维缠绕时将多束纤维(纤维数量≤5)汇集成大丝束进行缠绕，但本质仍是单束缠绕；且缠绕过程中，会引起纤维堆叠，缠绕不均匀，以及缠绕过程中纤维滑移，局部应力集中。同时，单束纤维缠绕自动化程度低、生产效率低。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提供了一种高质高效纤维缠绕方法，该方法可以提高纤维缠绕效率以及提高缠绕后的整体强度和质量。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种高质高效纤维缠绕方法，对待缠绕件表面进行螺旋缠绕和环向缠绕，

所述螺旋缠绕是指：单束纤维经过螺旋缠绕导丝头引出，在待缠绕件表面进行螺旋缠绕，所述螺旋缠绕导丝头设有若干个，若干个螺旋缠绕导丝头沿待缠绕件表面呈环形分布，经各螺旋缠绕导丝头分别引出的单束纤维汇聚形成多束纤维，多束纤维平均分布在待缠绕件的表面；缠绕时，待缠绕件相对于螺旋缠绕导丝头进行轴向往复运动以及沿自身径向转动，多束纤维同时进行螺旋缠绕；

所述环向缠绕是指：纤维卷筒引出的单束纤维沿待缠绕件表面进行缠绕，纤维卷筒设有若干个，若干个纤维卷筒沿待缠绕件的周向分布；将各纤维卷筒上缠绕的单束纤维通过环向缠绕导丝头汇聚，各单束纤维并排形成多束纤维，多束纤维沿待缠绕件表面进行缠绕；缠绕时，待缠绕件处于静止状态，环向缠绕导丝头和若干个纤维卷筒沿待缠绕件的周向进行旋转以及沿待缠绕件的轴向进行移动。

单束纤维同时在待缠绕件表面进行螺旋缠绕过程中，各单束纤维之间不交叉和重叠。

每个螺旋缠绕导丝头根据待缠绕件表面形状的变化进行伸缩并带动单束纤维旋转。

根据待缠绕件表面的尺寸，选择参与螺旋缠绕的螺旋缠绕导丝头数量。

对若干个螺旋导丝头进行分组，至少分为两组；根据待缠绕件表面的尺寸，采用其中一组或几组或全部进行螺旋缠绕。

单束纤维为预浸料或经过螺旋缠绕导丝头时对其进行浸胶。