CN108301677A - 一种复合材料锥形等厚度电杆及其生产方法 - Google Patents

一种复合材料锥形等厚度电杆及其生产方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及的一种复合材料锥形等厚度电杆，它包括大端和小端，大端和小端的外表面采用锥形面的中间段过渡，所述大端、小端以及中间段的壁厚一致。它的生产方法：步骤一、计算产品小端环向铺层厚度；步骤二、计算产品大端环向铺层厚度；步骤三、计算产品中间段环向铺层厚度；步骤四、生产时，调节控制PLC程序，调节相应位置处参数即可。本发明一种复合材料锥形等厚度电杆及其生产方法在纵向纤维不改变数量的情况下，改变环向纤维的面密度，最终得到小端的纵向纤维厚度加环向纤维厚度等于大端的纵向纤维厚度加环向纤维厚度，是的产品的大端和小端的工作纤维的厚度一致，提高了产品质量。

Description

一种复合材料锥形等厚度电杆及其生产方法
技术领域
本发明涉及一种复合材料锥形等厚度电杆及其生产方法。
背景技术
缠绕成型是复合材料成型中一种非常重要的工艺，缠绕成型得到的复合材料具有高强度、低密度等优异的性能，其在管道、压力容器、航空航天等领域具有广泛应用。缠绕成型根据基体的不同又可以分为热固性缠绕和热塑性缠绕，热固性缠绕在我国的发展历史已经有几十年了，缠绕工艺和设备都比较成熟。但是热固性缠绕由于其树脂基体是热固性材料，使得该材料在环保上以及抗冲击等方面有所欠缺，与此同时，随着国家对高性能新型复合材料以及环保产品的大力发展，热塑性缠绕将会有广阔的发展空间。
因为锥形电杆上小下大的原因，又因纵向纤维铺放时从小端到大端是等数量的因素，在制造中不可避免的形成：纵向纤维在小端形成大的面密度，在大端形成小的面密度。结果最终形成产品是小端厚度大，大端厚度小的产品。产品使用中由于是大端在地面固定，小端承受电缆的拉力，所以大端扭距大，小端扭距小。这是非常不合理的情况。
发明内容
本发明的目的在于克服上述不足，提供设计合理，使用时承受力的大端和小端的工作纤维的厚度一致的一种复合材料锥形等厚度电杆及其生产方法。
本发明的目的是这样实现的：
一种复合材料锥形等厚度电杆，它包括大端和小端，大端和小端的外表面采用锥形面的中间段过渡，所述大端、小端以及中间段的壁厚一致。
从大端到小端的环向纤维层的厚度逐渐减薄，纵向纤维层的厚度逐渐增加。
一种复合材料锥形等厚度电杆的生产方法：
步骤一、计算产品小端环向铺层厚度
小端环向铺层厚度＝预设产品厚度-小端纵向纤维铺层厚度，
小端环向铺层纱片宽度＝标准纱片宽度的面密度/(材料密度*小端环向铺层厚度)；
在已知小端环向铺层纱片宽度后，再通过改变环向纤维的螺距和纱片宽度得到需要的环向铺层厚度；
上述螺距由PLC的程序设定实现，上述纱片宽度由改变导丝头角度实现；
步骤二、计算产品大端环向铺层厚度
大端环向铺层厚度＝预设产品厚度-大端纵向纤维铺层厚度，
大端环向铺层纱片宽度＝标准纱片宽度的面密度/(材料密度*大端环向铺层厚度)；
在已知大端环向铺层纱片宽度后，再通过改变环向纤维的螺距和纱片宽度得到需要的环向铺层厚度；
上述螺距由PLC的程序设定实现，上述纱片宽度由改变导丝头角度实现；
步骤三、计算产品中间段环向铺层厚度
由于小端环向铺层、中间段的环向铺层厚度以及厚度大端环向铺层厚度之间根据产品位置线性变化，因此得出小端环向铺层厚度以及大端环向铺层厚度后根据具体中间段的位置能够计算得出中间段的环向铺层厚度；
步骤四、生产时，调节控制PLC程序，调节相应位置处参数即可。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明一种复合材料锥形等厚度电杆及其生产方法在纵向纤维不改变数量的情况下，改变环向纤维的面密度，最终得到小端的纵向纤维厚度加环向纤维厚度等于大端的纵向纤维厚度加环向纤维厚度，是的产品的大端和小端的工作纤维的厚度一致，提高了产品质量。
附图说明
图1为复合材料锥形等厚度电杆的结构示意图。
图2为图1的A处放大图。
图3为图1的B处放大图。
其中：
大端1、小端2、环向纤维层3、纵向纤维层4。
具体实施方式
参见图1-图3，本发明涉及的一种复合材料锥形等厚度电杆，它包括大端1和小端2，大端和小端的外表面采用锥形面的中间段过渡，所述大端、小端以及中间段的壁厚一致。
由于大端、小端以及中间段的壁厚一致，使得从大端1到小端2的环向纤维层3的厚度逐渐减薄，而纵向纤维层4的厚度逐渐增加。
作为一种优选，复合材料形成的壁厚包括从外向内间隔布置的三层环向纤维层3以及两层纵向纤维层4。
一种复合材料锥形等厚度电杆的生产方法：
步骤一、计算产品小端环向铺层厚度
小端环向铺层厚度＝预设产品厚度-小端纵向纤维铺层厚度，
小端环向铺层纱片宽度＝标准纱片宽度的面密度/(材料密度*小端环向铺层厚度)；
在已知小端环向铺层纱片宽度后，再通过改变环向纤维的螺距和纱片宽度得到需要的环向铺层厚度；
上述螺距由PLC的程序设定实现，上述纱片宽度由改变导丝头角度实现；
步骤二、计算产品大端环向铺层厚度
大端环向铺层厚度＝预设产品厚度-大端纵向纤维铺层厚度，
大端环向铺层纱片宽度＝标准纱片宽度的面密度/(材料密度*大端环向铺层厚度)；
在已知大端环向铺层纱片宽度后，再通过改变环向纤维的螺距和纱片宽度得到需要的环向铺层厚度；
上述螺距由PLC的程序设定实现，上述纱片宽度由改变导丝头角度实现；
步骤三、计算产品中间段环向铺层厚度
由于小端环向铺层、中间段的环向铺层厚度以及厚度大端环向铺层厚度之间根据产品位置线性变化，因此得出小端环向铺层厚度以及大端环向铺层厚度后根据具体中间段的位置能够计算得出中间段的环向铺层厚度。
步骤四、生产时，调节控制PLC程序，调节相应位置处参数即可。
以上仅是本发明的具体应用范例，对本发明的保护范围不构成任何限制。凡采用等同变换或者等效替换而形成的技术方案，均落在本发明权利保护范围之内。

Claims (3)

1.一种复合材料锥形等厚度电杆，其特征在于它包括大端和小端，大端和小端的外表面采用锥形面的中间段过渡，所述大端、小端以及中间段的壁厚一致。
2.根据权利要求1所述的一种复合材料锥形等厚度电杆，其特征在于从大端到小端的环向纤维层的厚度逐渐减薄，纵向纤维层的厚度逐渐增加。
3.根据权利要求1所述的一种复合材料锥形等厚度电杆，其特征在于它的生产方法：
步骤一、计算产品小端环向铺层厚度
小端环向铺层厚度＝预设产品厚度-小端纵向纤维铺层厚度，
小端环向铺层纱片宽度＝标准纱片宽度的面密度/(材料密度*小端环向铺层厚度)；
在已知小端环向铺层纱片宽度后，再通过改变环向纤维的螺距和纱片宽度得到需要的环向铺层厚度；
上述螺距由PLC的程序设定实现，上述纱片宽度由改变导丝头角度实现；
步骤二、计算产品大端环向铺层厚度
大端环向铺层厚度＝预设产品厚度-大端纵向纤维铺层厚度，
大端环向铺层纱片宽度＝标准纱片宽度的面密度/(材料密度*大端环向铺层厚度)；
在已知大端环向铺层纱片宽度后，再通过改变环向纤维的螺距和纱片宽度得到需要的环向铺层厚度；
上述螺距由PLC的程序设定实现，上述纱片宽度由改变导丝头角度实现；
步骤三、计算产品中间段环向铺层厚度
由于小端环向铺层、中间段的环向铺层厚度以及厚度大端环向铺层厚度之间根据产品位置线性变化，因此得出小端环向铺层厚度以及大端环向铺层厚度后根据具体中间段的位置能够计算得出中间段的环向铺层厚度；
步骤四、生产时，调节控制PLC程序，调节相应位置处参数即可。
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