Устройство для изготовления изделия из композиционных материалов методом намотки
DEVICE FOR MANUFACTURING PRODUCTS FROM COMPOSITE MATERIALS BY WINDING

Изобретение относится к оборудованию для изготовления изделий из композиционных материалов методом мокрой намотки и может быть использовано в различных отраслях промышленности.
Известно устройство для изготовления изделий из композиционных материалов методом намотки, принятый в качестве прототипа (Патент на изобретение №2322350 RU, опубл. 20.04.2008, бюл. №11), содержащее смонтированную на станине оправку, каретку с установленными на ней шпулярником, консолью с головкой нитераскладчика, пропиточной ванной, механизмом натяжения, измерителем натяжения наматываемой ленты.
Недостатками прототипа являются большие габариты каретки, множество точек контакта обработанной ленты с направляющими и натяжными устройствами, которые снижают степень пропитки ленты.
Технической задачей изобретения является снижение габаритных размеров каретки, количества точек контакта обработанной нити с направляющими и натяжными устройствами, повышение степени пропитки нити.
Техническая задача достигается тем, что в устройстве для изготовления изделий из композиционных материалов методом намотки, содержащем смонтированную на станине оправку, каретку с установленными на ней шпулярником, измерителем натяжения наматываемой ленты, механизмом натяжения, резервуаром для связующего, оснащенным датчиком температуры, нагревательным элементом и датчиком уровня связующего, пропиточная ванна установлена над резервуаром для связующего и выполнена с возможностью подачи связующего сверху на нить из резервуара посредством насоса подкачки по подающей трубке, отжима связующего с нити отжимным устройством и слива излишков обратно в резервуар, механизм натяжения выполнен в виде двух цилиндрических валиков, верхний из которых оснащен электроприводом, и натяжного ролика, управляемого сервоприводом, измеритель угловой скорости вращения оправки выполнен в виде энкодера, диск с прорезями которого установлен на валу оправки.
Сущность предлагаемого устройства поясняется чертежами, представленными на фиг. 1, 2, 3, 4. На фиг. 1 изображен общий вид устройства (главный вид). На фиг. 2 изображен общий вид устройства (вид слева). На фиг. 2 изображена принципиальная схема устройства. На фиг. 4 изображена функциональная схема управления устройства.
Устройство для изготовления изделий из композиционных материалов методом намотки содержит смонтированную на станине 1 оправку 2, каретку 3 с установленными на ней шпулярником 4, измерителем натяжения 5 наматываемой нити 6. Каретка 3 установлена перпендикулярно оси оправки 2. Механизм натяжения выполнен в виде двух цилиндрических валиков 7, 8 и натяжного ролика 9, управляемого сервоприводом 10. Верхний валик 7 оснащен электроприводом 11. Резервуар 12 для связующего оснащен датчиком температуры 13, нагревательным элементом 14 и датчиком уровня 15 связующего. Пропиточная ванна 16 установлена над резервуаром 12 для связующего и выполнена с возможностью подачи связующего сверху на обводной ролик 17 и нить 6 из резервуара 12 посредством насоса подкачки 18 по подающей трубке 19 и отжима связующего с нити 6 отжимным устройством 20 и слива излишков обратно в резервуар 12 через сливной канал 21. Насос подкачки 18 установлен выше уровня связующего в резервуаре 12. Измеритель натяжения 5 установлен перед пропиточной ванной 16. Измеритель угловой скорости вращения оправки выполнен в виде энкодера 22, диск 23 которого установлен на валу оправки 2. Для поддерживания и направления нити 6 предусмотрены в конструкции каретки направляющие ролики 24, 25, 26. Каретка 3 сверху закрыта крышкой 27 с горловиной 28. Измеритель натяжения 5, электропривод 11, сервопривод 10, энкодер 22, датчик температуры 13, нагревательный элемент 14, датчик уровня 15 соединены в электрическую схему с возможностью управления их работой посредством программируемого блока управления 29 (фиг. 4). Оправка 2 имеет собственный привод 30. Каретка 3 оснащена приводом 31. Устройство работает следующим образом.
Шпулярник с выбранной нитью 6 устанавливают на каретку 3. Нить 6 пропускают через ролики 26, 24, 17, пропиточную ванну 16, отжимное устройство 20, валики 7 и 8, натяжной ролик 9, направляющие ролики 25 и закрепляют на оправке 2.
Запускают блок управления 29 и автоматически включается нагревательный элемент 14. Необходимая температура связующего контролируется датчиком 13 поддерживается нагревательным элементом 14 на уровне, заданном блоком 29. Количество связующего в резервуаре 12 поддерживают по показаниям датчика уровня 15.
После подогрева связующего блок управления 29 включает насос подкачки 18 и связующий подается по подающей трубке 19 в пропиточную ванну 16 на нить 6. Излишки связующего сливаются обратно в резервуар 12 через сливной канал 21. Содержание связующего в нити задается отжимным устройством 20 путем регулирования зазора между его валиками.
При включении электродвигателя 30, разматываемая со шпулярника 4, нить 6 проходит через ролики 27 и 24, измеритель натяжения 5, пропиточную ванну 16, отжимное устройство 20, валики 7 и 8, натяжной ролик 9, направляющие ролик 25, наматывается на оправку 2. Скорость вращения оправки 2 контролируется энкодером 22 по диску 23. Укладка нити 6 на оправку 2 осуществляется согласованным по программе блока управления 29 продольным движением каретки 3 посредством привода 31 и вращением оправки 2 приводом 30.
При уменьшении натяжения нити 6 измеритель натяжения 5 подает сигнал на блок управления 29, который включает сервопривод 10 и натяжной ролик 9 натягивает нить 6. Одновременно блок управления 29 уменьшает частоту вращения валика 7 электроприводом 11. При увеличении натяжения нити 6 натяжной ролик 9 опускается, а частота вращения валика 7 увеличивается.
Таким образом изобретение обеспечивает снижение габаритных размеров каретки, количества точек контакта обработанной нити с направляющими и натяжными устройствами, повышение степени пропитки нити.