[发明专利]一种纤维缠绕机及缠绕方法

说明书

一种纤维缠绕机及缠绕方法，包括移动装置、芯模、经纱缠绕头、纬纱缠绕头和经纱供纱装置；经纱缠绕头环绕设置在移动装置外侧，芯模设置在移动装置上，且芯模和经纱缠绕头同轴设置；经纱缠绕头两侧的移动装置上均设置有纬纱缠绕头；经纱供纱装置设置在移动装置两侧，经纱供纱装置连接经纱缠绕头。本发明圆柱面平铺的同一层每根经纱相对芯模轴线的螺旋角相同，不存在相互间的交叠；在圆柱面的径向相邻的经纱层之间也不存在相互交叠现象，因此减少了纤维交叉弯曲，能更好地发挥高强纤维的力学性能，使缠绕体更加坚固轻盈；相较传统的纤维缠绕机本发明缠绕机的生产效率可以大幅提高。

技术领域

本发明属于复合材料高压容器的制造技术领域，特别涉及一种纤维缠绕机及缠绕方法。

背景技术

复合材料固体火箭发动机燃烧室壳体都是采用高强度纤维缠绕工艺制造，这样做的好处是能够使高强度纤维按照设计者的意图将单向的强度优势充分发挥，从而使制造的固发壳体既轻又坚固。但是传统的纤维缠绕工艺生产效率低，用一束纱往复缠绕很多遍才能将一纵向的缠绕层布满，在缠绕过程中往复的纵向纱线在螺旋缠绕时不可避免的会与之前缠绕的纱发生叠交并给纤维束造成大量的微弯曲，降低了纤维材料强度的有效发挥；特别是两端封头处频繁的交叠会在纱线下面形成很多空隙，对抗剪、抗压能力相对较差的高强度纤维带来危险，迫使在封头处必需要添加其它材料进行补强，从而增加了壳体的重量。

发明内容

本发明的目的在于提供一种纤维缠绕机及缠绕方法，以解决上述问题。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种纤维缠绕机，包括移动装置、芯模(39)、经纱缠绕头(1)、纬纱缠绕头(2)和经纱供纱装置；经纱缠绕头(1)环绕设置在移动装置外侧，芯模(39)设置在移动装置上，且芯模(39)和经纱缠绕头(1)同轴设置；经纱缠绕头(1)两侧的移动装置上均设置有纬纱缠绕头(2)；经纱供纱装置设置在移动装置两侧，经纱供纱装置连接经纱缠绕头(1)；芯模(39)一端为前接头(12)，另一端为后接头(13)。

进一步的，移动装置包括纵移车(9)、第一轨道(6)、第二轨道(7)、第三轨道(8)、主车头(4)和副车头(5)；纵移车(9)设置在第一轨道(6)上，纵移车(9)上设置有第二轨道(7)和第三轨道(8)；主车头(4)固定设置在纵移车(9)的一端，副车头(5)设置在第二轨道(7)上。

进一步的，主车头(4)上设置有芯模自旋驱动装置和连接法兰(14)，副车头(5)上设置有连接法兰(14)，两个连接法兰(14)同轴设置，芯模(39)设置在两个连接法兰(14)之间；第一轨道(6)的一端设置有前挡板(10)，另一端设置有后挡板(11)。

进一步的，经纱缠绕头(1)包括导丝器(28)、经纱缠绕头主体和导丝环(31)；若干导丝器(28)分布在同一个圆环上，且套设在芯模(39)外侧，导丝器(28)围绕的圆直径大于芯模(39)圆柱段的直径，导丝器(28)两旁均设有导丝环(31)，导丝器(28)两旁的导丝环(31)内径小于导丝器(28)内侧所围成的圆直径；经纱缠绕头主体设置在若干导丝器(28)外侧。

进一步的，经纱缠绕头(1)纵向两侧安装有箍缩机构；箍缩机构包括一组圆弧环箍瓣(27)和伸缩机构，两组圆弧环箍瓣(27)对称设置在经纱缠绕头(1)纵向两侧，伸缩机构设置在经纱缠绕头主体上，圆弧环箍瓣(27)与伸缩机构的动作杆连接。

进一步的，箍缩机构是为若干个分割开的半径小于芯模(39)半径的光滑的钢管做成的圆弧；伸缩机构为电推缸或气缸。