CN103231938B - 一种浮动式缠绕装置及其缠绕方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种浮动式缠绕装置及其缠绕方法，该装置采取缠绕装置跟随芯棒浮动的方法，通过纠偏装置来达到中心线接近的状态，以口型机构与缠绕装置中心接近跟随芯棒的中心移动为前提，用绞连接实现软管芯棒上下方向较大的偏移，由弹性支撑机构的变形来解决软管芯棒圆周方向的偏移，及在工作时通过钢丝绳与梅花盘机构的对接定位，使口型和梅花盘部分一同跟随芯棒移动，以此实现口型和梅花盘机构与软管芯棒相同的中心位置。本发明克服了以往的固定缠绕方法和装置的由于芯棒自身弯曲和重力下沉所造成的钢丝或钢丝绳缠绕不均现象，改善了钢丝或钢丝绳的表面排列布局，提高了软管的抗***能力。

Description

一种浮动式缠绕装置及其缠绕方法

技术领域

本发明属于橡胶制品技术领域，涉及一种钢丝、纤维、金属材料等的软管缠绕装置及其缠绕方法，特别为一种软管的浮动式缠绕装置及其缠绕方法。

背景技术

在以往的缠绕工艺中，分线器与口型相对于软管来讲，都是固定的，指导思想是分线器、口型与软管移动轨迹是一致的；而在实际工作中，由于芯棒的自身的弯曲和在重力影响下的下沉，会不可避免的形成缠绕运行的中心线与设计的理想中心线不一致，芯棒实际运行的中心线偏离设想的轨迹，造成缠绕在芯棒上的钢丝或钢丝绳疏密不均，一侧有间隙，一侧有重叠拥挤现象。

我国的钢丝、纤维缠绕软管，多年来一直沿用一种硬芯法工艺：

在小口径生产工艺上，可以生产的软管内径∮8mm～∮51mm，采用的设备为盘式缠绕机，有双盘、4盘和6盘缠绕机，可以同时缠绕2～6个缠绕增强层，该缠绕机采用线锭镶嵌在盘上随盘做旋转运动，分线装置跟随旋转，口型是固定在地面的，而芯棒是在大盘的中间做轴向移动，来完成缠绕增强层的工作，原设计中是想让三个部分形成一个理想的、同一的缠绕中心，而在实际的使用中很难达到这一点。

在大口径、高压力的软管生产工艺上，产生了三个不同的工艺方法：

一种工艺是和小直径的工艺一样，进行了设备的放大，根据软管内径和增强层承压的需要，将小直径的钢丝增粗或更换成钢丝绳，增大线锭的容纳量，使设备由盘式改变成笼式，而分线器、口型与软管的相互运行关系与小口径是相同的；因此，其缺点同小口径是一样的。

第二种工艺是软管芯棒不做轴向移动，只进行径向旋转，而线锭与分线器不进行旋转，只进行轴向运动，优点是简化缩小了机型，减小了设备长度，但分线器只在软管表面进行分线，没有口型的约束，不能解决软管与分线器的不同心，缠绕中存在疏密不均现象。

第三种工艺是软管芯棒在机头的带动下，进行轴向运动和径向旋转，线锭与分线器在原地固定不动，进行缠绕。特点是简化了机型，简化了设备控制机构，使设备易于精度控制，但延长了设备长度，其设备的分线器与口型也是固定不动。在实际缠绕中仍然存在软管芯棒与缠绕头的不同心现象，缠绕的增强层表面疏密不均，生产软管的***压力达不到理想状态。

上述三种缠绕工艺，只是在运行方式发生变化，缠绕点的缠绕方式没有变，软管缠绕中的装置以及工艺方法都没有将缠绕的分线器和口型与软管芯棒同心作为研究对象，没有将分线不均的问题解决。

发明内容

本发明提供一种浮动式缠绕装置及其缠绕方法，通过浮动缠绕装置来纠正固定式缠绕装置达不到与软管芯棒中心线接近的状态，以口型与缠绕分线器的中心和软管芯棒中心接近为目标，以跟随芯棒的中心移动为前提，用浮动随动的方法，消除缠绕不均现象，使相同的材料在增强层中可以发挥更大承压作用。

本发明采用如下技术方案：

一种浮动式缠绕装置，用于在软管芯棒上进行钢丝或钢丝绳的缠绕，其特征在于：包括导线机构、分线机构、口型机构、弹性支撑机构、推进机构、动力机构；

其中，钢丝或钢丝绳通过导线装置后依次进入分线机构和口型机构后，缠绕到软管芯棒上，所述浮动式缠绕装置静止时，分线机构中心、口型机构中心、软管或芯棒中心处于同一直线上；所述浮动式缠绕装置运动时，分线机构和口型机构围绕被缠绕软管芯棒中心浮动，软管芯棒相对于口型机构同时做旋转和轴向移动；

其中，动力机构推动弹性支撑机构，弹性支撑机构连接口型机构；弹性支撑机构可以解决口型机构圆周方向的浮动或晃动。

其中，动力机构一侧连接绞连接，绞连接可以围绕口型机构的中心位置上下摆动。

进一步，所述浮动式缠绕装置还包括双作用支撑机构，双作用支撑机构设置在软管芯棒的下面，所述双作用支撑机构为同时应对软管芯棒同时旋转和移动的双活动机构。

进一步，所述浮动式缠绕装置还包括推进机构，推进机构一端连接动力机构，一端连接弹性支撑机构。

进一步，所述动力机构、弹性支撑机构为2～4组，对称分布在软管芯棒的上下方和(或)左右两侧。

进一步，所述分线机构为梅花分线器，梅花分线器包括分线梅花盘、分线梅花盘座和用于梅花盘座横向滑移的滑移轨道；根据缠绕层的钢丝或钢丝绳根数，在分线梅花盘的分度圆上加工出相应的导向孔，导向孔将钢丝或钢丝绳均匀分布；分线梅花盘座上部U型槽可以用于装卸分线梅花盘，分线梅花盘在分线梅花盘座的U型槽中可以上下移动，分线梅花盘座下部通过燕尾结构安装在滑移轨道上，滑移轨道可使分线梅花盘在横向滑轨上横向进行移动；

其中，所述口型机构包括口型和口型座，口型由两个半圆组成，口型内径等于或稍大于缠绕软管缠绕后的直径，外表呈锥形，口型座内孔呈锥形用于口型的安装与拆卸；

其中，弹性支撑机构为弹性支撑杆。

进一步，所述双作用支撑机构为双作用托辊，双作用托辊由两圈小辊各组合在轮盘支架上，小辊镶在小轴上，沿小轴可以自由运转，多个小辊轴向串联组成一个圆周圈，安装在轮盘上，两轮盘组合在同一个可转动的轮轴上，组成一个H型的托辊组，轮轴安装在可以升降的支架上，形成双作用托辊。

进一步，绞连接可以围绕口型机构的中心位置上下摆动10度范围。角度范围太大，缠绕装置易不平衡，也给操作带来不便；角度范围太小，起不到活动连接的较好效果。

进一步，所述浮动式缠绕装置还包括压平机构，压平机构是用硬度超过钢丝绳硬度的平板压在缠绕钢丝绳后的软管芯棒上，起到进一步将钢丝绳展平的作用，压平机构上的压板是通过动力机构带动其在软管芯棒上起落。

进一步，所述导线机构为减磨导线器，减磨导线器包括框架、多个竖向导辊、多个横向导辊，导辊安装在框架四周，框架固定在线轴支架上或地面上，竖向导辊与横向导辊组合形成多个便于将钢丝或钢丝绳穿过的方形孔洞，导线器将钢丝或钢丝绳导向形成进入分线装置的圆弧型。

一种浮动式缠绕装置的缠绕方法，钢丝或钢丝绳依次进入导线机构和分线机构后，钢丝或钢丝绳被均匀分布，固定在待缠绕的软管芯棒的圆周，经旋转使钢丝或钢丝绳呈螺旋状贴在软管芯棒上，由动力机构将口型机构推到分线机构根部，在钢丝或钢丝绳的张力作用下口型机构与分线机构共同作用进行缠绕，缠绕过程中口型机构与分线机构的中心跟随软管芯棒的中心位置变化而变化，使口型机构、分线机构与软管芯棒的中心保持一致。

本发明中技术方案的实现，有以下几个关键点：

1)用电动丝杠后面的绞连接可以跟随实现上下方向较大的偏移；

2)用梅花分线器的横向移动可以跟随左右方向的较大的移动，U型槽内可以实现上下方向的移动，从而实现圆周方向的移动；

3)用弹性支撑杆的变形解决微小型的圆周偏移，使口型处于与芯棒相同中心的位置，

4)用口型与梅花分线器的协同作用解决了缠绕装置与软管芯棒的不同心问题；

5)口型随被缠绕芯棒中心浮动；

6)可以做圆周浮动式的梅花分线器。

综上，本发明提供的浮动式缠绕装置采取缠绕装置跟随芯棒浮动的方法，通过纠偏装置来达到中心线接近的状态，以口型机构与缠绕装置中心接近跟随芯棒的中心移动为前提，用绞连接实现软管芯棒上下方向较大的偏移，由弹性支撑机构的变形来解决软管芯棒圆周方向的偏移，及在工作时(口型闭合)通过钢丝绳与梅花盘机构的对接，以此实现口型和梅花盘机构与软管芯棒相同的中心位置。本发明克服了以往的固定缠绕方法和装置的由于芯棒自身弯曲和重力下沉所造成的钢丝或钢丝绳缠绕不均现象，消除了缠绕后的管体表面钢丝或钢丝绳一边稀松有间隙，一边有拥挤重叠状态，改善了钢丝或钢丝绳的表面排列布局，提高了软管的抗***能力。

本发明提供的缠绕装置以及缠绕方法，可以用于钢丝和钢丝绳的缠绕过程中的浮动式缠绕，也可用于纤维的缠绕过程。该装置采取缠绕装置跟随芯棒浮动的方法，通过纠偏装置来达到中心线接近的状态，以口型机构与缠绕装置中心接近跟随芯棒的中心移动为前提，用绞连接实现软管芯棒上下方向较大的偏移，由弹性支撑机构的变形来解决软管芯棒圆周方向的偏移，以此实现口型机构与软管芯棒相同的中心位置。

本发明中，口型机构在使用时，处于两种状态：一种是口型处于闭合状态(如图1)，此时口型被电动丝杠推动向前到靠近梅花盘，将在梅花盘部位圆周排列的钢丝或钢丝绳推动变形，钢丝或钢丝绳由梅花盘部位的自然缠绕切入转为口型的约束切入，使钢丝或钢丝绳在梅花盘的分线部位约束改变到了口型部位约束，缩短了约束切入的距离，提高了缠绕的均匀度；同时也将通过钢丝或钢丝绳与梅花盘部分连在了一起，在芯棒中心偏移时，口型中心随着变动，带动梅花盘也随之偏移，使梅花盘、口型与芯棒的中心一致。

另一种是口型处于开启状态，口型未靠近钢丝绳切入点，不能起到对钢丝绳的约束和与梅花盘的连接，此时只是在正式工作前的组合。

本发明克服了以往的固定缠绕方法和装置的由于芯棒自身弯曲和重力下沉所造成的钢丝或钢丝绳缠绕不均现象，消除了缠绕后的管体表面钢丝或钢丝绳一边稀松有间隙，一边有拥挤重叠状态，改善了钢丝或钢丝绳的表面排列布局，提高了软管的抗***能力。

附图说明

图1为浮动式缠绕装置结构示意图(口型闭合)；

图2为双作用托辊相对于口型在旋转方向的示意图；

图3为双作用托辊相对于口型在轴向移动方向的示意图；

其中：1钢丝或钢丝绳，2减磨导线器，3缠绕前的软管，4电动丝杠，5分线梅花盘座，6分线梅花盘，7口型座，8口型，9螺母，10弹性支撑杆，11推进框架，12缠绕后的软管，13绞连接，14双作用托辊，15压平板，16滑动轨道。

具体实施方式

下面结合附图通过具体实施例详细描述本发明：

实施例1：

一种浮动式缠绕装置，包括以下部件：

1、减磨导线器部分：

减磨导线器由框架、多个竖向导辊、多个横向导辊组成，托辊安装框架四周，框架根据工艺设计可以固定在线轴支架上，也可以固定在地面上，竖向导辊与横向导辊的组合，形成多个方形孔洞，便于将钢丝或钢丝绳穿过，使其在钢丝绳在运行中，无论是接触哪个侧面，都能得到减磨的导向。导线器的形状应能将过来的钢丝绳导向形成进入分线器的圆弧型。

2、梅花分线器部分：

梅花分线器由分线梅花盘6、分线梅花盘座5和滑移轨道16组成，梅花盘是在一块方型铁板上，根据缠绕层的钢丝或钢丝绳根数，在分度圆上加工出相应的导向孔，将骨架层所缠绕的钢丝或钢丝绳均匀分布用；分线梅花盘座5上部的U型槽可以用于方便的装卸分线梅花盘6，分线梅花盘6在U型槽中可以上下移动，下部有燕尾槽可以组装在滑移轨道16的燕尾体上，可使分线梅花盘座可以在滑移轨道16上横向进行移动。综合上述组合，形成分线梅花盘可以在使用中做圆周移动。滑移轨道为梅花盘左右滑移而设置，U型槽为分线梅花盘上下滑移而设置。分线梅花盘6需要根据每个骨架缠绕层进行更换。

3、口型部分：

口型部分有口型8、螺母9、口型座7组成。口型8由两个半圆组成，内径稍大于缠绕软管缠绕后的直径，外侧呈锥度，可以方便的组装入口型座7；螺母9是为了方便的拆卸口型用,旋合在口型座7上。口型座7中心呈锥形用于口型的安装与拆卸，与弹性支撑杆10连接组合在推进框板11上。口型8需根据每个缠绕层进行更换。

4、弹性支撑杆与推进框架

弹性支撑杆10具有一定的弹性，一端用于组装口型座7，一端固定在推进框板11上面，作用是利用本身的弹性，使口型可以进行圆周晃动，适应软管芯棒弯曲所产生的中心偏移；推进框板11是为了电动丝杠4与弹性支撑杆10的连接而设置；弹性支撑杆固定连接在推进框板上，电动丝杠4的端部球面连接在推进框板上，便于在偏离中心时和单独调偏时的推进。

5、绞连接

绞连接13一侧连接与电动丝杠，一侧连接与固定支架，为口型提供可以上下移动的基础，绞连接在口型的中心位置可以上下摆动10度就可以了。

6、双作用托辊

由于软管相对于口型存在着旋转和轴向移动，作为托辊也就存在需要两个方面的功能需要，一个是应对软管芯棒的旋转，一个是应对软管芯棒的移动，并且是同时作用，因此该托辊采用双活动结构，由两圈小辊各组合在轮盘支架上，两轮盘组合在同一个可转动的轮轴上，组成一个H型的托辊组，轮轴安装在可以升降的支架上，形成双作用托辊。小辊外表呈鼓型镶在小轴上，沿小轴可以自由运转，多个小辊轴向串联组成一个圆周圈，安装在轮盘上，这样由小辊承担软管芯棒的旋转运动，轮盘延轴运行承担软管芯棒的轴向运动，不同的管径可以调节两轮盘的距离，不同的高度调节支架的高度，适应不同规格的产品需求。

7、压平板

压平板15是一个辅助装置，对于因故障、停车造成的个别钢丝绳进行推压展出，使增强层都能充分发挥作用。压平板由金属板、非金属衬板、受力杆和动力组成，2-3个压平板通过非金属衬板，分别对应平压在软管芯棒上，挤压的长度根据压平板的数量确定，以圆周上的钢丝或钢丝绳都能得到受力为目标。压平板固定在受力杆上，受力杆在转轴处分为阻力臂和动力臂，动力臂接受来自油缸或气缸或电动丝杠的动力，带动压平板的起落。

8、电动丝杠

电动丝杠4有电机、涡轮蜗杆付、丝母、丝杠组成，电机的动力通过涡轮蜗杆减速带动丝母旋转使丝杠产生轴向移动，用于推拉口型。

电动丝杠可以购买产品，也可以制作，在这里也可以将电动丝杠换为气缸或油缸。

缠绕方法：

由线轴导开的钢丝或钢丝绳1，运行到减磨导线器2，穿过减磨导线器由竖导辊和横导辊形成的孔洞，形成圆弧形排列，引导到对应的分线梅花盘上圆周排列的分线孔，均匀分布后，固定在待缠绕的软管芯棒的圆周，经旋转使钢丝或钢丝绳呈螺旋状贴在软管芯棒上，将相应的口型组合，由电动丝杠推到梅花盘根部，在钢丝(绳)的张力作用下与梅花盘组成一个缠绕装置，该装置可以跟随软管芯棒的中心位置变化而变化，使缠绕装置的中心与软管芯棒的中心一致，保证了钢丝或钢丝绳均匀的伏在软管芯棒的表面。并使各个张力基本相同，为产品软管的承受内压奠定基础。经验证，该浮动缠绕装置由于解决了装置与软管芯棒的同心问题，使骨架层排列均匀，承压能力与通常缠绕的承压相比，可以提高5％～10％的***压力。

本装置可以应用在多种缠绕机型上，无论是各种纤维缠绕还是金属材料缠绕，都可以使用本技术。

Claims (8)

1.一种浮动式缠绕装置，用于软管芯棒上钢丝或钢丝绳的缠绕，消除了钢丝或钢丝绳缠绕不均现象，所述缠绕装置包括导线机构、分线机构、口型机构、弹性支撑机构、推进机构、动力机构；其特征在于：

其中，钢丝或钢丝绳通过导线机构后依次进入分线机构和口型机构后，缠绕到软管芯棒上，所述浮动式缠绕装置静止时，分线机构中心、口型机构中心、软管或芯棒中心处于同一直线上；所述浮动式缠绕装置运动时，分线机构和口型机构围绕被缠绕软管芯棒中心变化而跟随浮动，软管芯棒相对于口型机构同时做旋转和轴向移动；

其中，弹性支撑机构为弹性支撑杆；

其中，动力机构推动弹性支撑机构，弹性支撑机构连接口型机构移动；

其中，动力机构一侧连接绞连接，绞连接可以围绕口型机构的中心位置上下定量摆动。

2.根据权利要求1所述的一种浮动式缠绕装置，其特征在于：所述浮动式缠绕装置还包括双作用支撑机构，双作用支撑机构设置在软管或芯棒的下面，所述双作用支撑机构为同时应对软管芯棒同时旋转和移动的双活动机构。

3.根据权利要求1所述的一种浮动式缠绕装置，其特征在于：所述浮动式缠绕装置还包括推进机构，推进机构一端连接动力机构，一端连接弹性支撑机构。

4.根据权利要求1所述的一种浮动式缠绕装置，其特征在于：所述动力机构、弹性支撑机构为2～4组，对称分布在软管或芯棒的左右两侧和/或上下方。

5.根据权利要求2所述的一种浮动式缠绕装置，其特征在于：所述分线机构为梅花分线器，梅花分线器包括分线梅花盘、分线梅花盘座和用于梅花盘座横向滑移的滑移轨道；根据缠绕层的钢丝或钢丝绳根数，在梅花盘的分度圆上加工出相应的导向孔，导向孔将钢丝或钢丝绳均匀分布；梅花盘座上部有U型槽可以用于装卸梅花盘，梅花盘在U型槽中可以上下移动，梅花盘座下部安装在滑移轨道上，滑移轨道可使梅花盘座在横向滑移轨道上横向进行移动；

其中，所述口型机构包括口型和口型座，口型由两个半圆组成，口型内径等于或稍大于缠绕软管缠绕后的直径，外径呈锥形，口型座内孔呈锥形用于口型的安装与拆卸；

其中，所述导线机构为减磨导线器，减磨导线器包括框架、多个竖向导辊、多个横向导辊，导辊安装在框架四周，框架固定在线轴支架上或地面上，竖向导辊与横向导辊组合形成多个便于将钢丝或钢丝绳穿过的方形孔洞，导线器将钢丝或钢丝绳导向形成进入分线装置的圆弧型；

其中，所述双作用支撑机构为双作用托辊，双作用托辊由两圈小辊各组合在轮盘支架上，小辊镶在小轴上，沿小轴可以自由运转，多个小辊轴向串联组成一个圆周圈，安装在轮盘上，两轮盘组合在同一个可转动的轮轴上，组成一个H型的托辊组，轮轴安装在可以升降的支架上，形成双作用托辊。

6.根据权利要求1所述的一种浮动式缠绕装置，其特征在于：绞连接可以围绕口型机构的中心位置上下摆动10度范围。

7.根据权利要求1所述的一种浮动式缠绕装置，其特征在于：所述浮动式缠绕装置还包括压平机构，压平机构将硬度高于钢丝绳的平板压在缠绕后的软管芯棒上，压平机构通过动力机构带动平板在缠绕后的软管芯棒上起落。

8.权利要求1－7任一项所述的一种浮动式缠绕装置的缠绕方法，其特征在于：钢丝或钢丝绳依次进入导线机构和分线机构后，钢丝或钢丝绳被均匀分布，固定在待缠绕的软管芯棒的圆周，经旋转使钢丝或钢丝绳呈螺旋状贴在软管芯棒上，由动力机构将口型机构推到分线机构根部，在钢丝或钢丝绳的张力作用下口型机构与分线机构共同作用进行缠绕，缠绕过程中口型机构与分线机构的中心跟随软管芯棒的中心位置变化而变化，使口型机构、分线机构与软管芯棒的中心保持一致。