CN109177239B - 一种曲线型材拉挤生产牵引设备及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种纤维增强复合材料曲线型材的拉挤生产牵引设备及方法，该牵引设备有一个机架平台，机架上安装有两排呈扇形分布的滑轨，每个滑轨上装有竖向滚轮，滚轮可以沿着滑轨运动，两排滚轮均沿圆曲线排列，滚轮之间有两个导向块，导向块在千斤顶的推动下会沿着滚轮形成的轨道做平面运动。导向块通过竖向连接轴与夹头相连，共同构成一个牵引部，竖向连接轴可以带动夹头转动，夹头由上下夹板和竖向导轨构成。通过导向块的平面运动和竖向连接轴的转动，可以使夹头沿着圆曲线做平面转动。同时通过移动两排滚轮的位置和竖向连接轴的转动速度，可以调整圆曲线轨迹的半径，实现以不间断的多种圆曲线型材构成所需的曲线型材。本发明运动原理清晰，运用的生产设备简单方便，可适用于不同样式的曲线形弯曲型材的拉挤生产。

Description

一种曲线型材拉挤生产牵引设备及方法

技术领域

本发明涉及一种纤维增强复合材料曲线型材的拉挤生产牵引设备，属于纤维增强复合材料结构领域。

背景技术

钢结构在土木工程领域内的应用已经相当成熟和普遍了，但这种结构的缺点和不足也日益暴露出来，如钢材锈蚀影响结构耐久性和后期可靠性，建筑材料超高强度难以实现，资源消耗不可再生等。为此，工程界一直在寻求一种超高强度、低密度(自重轻)、耐腐蚀性好的材料来替代钢材作结构用型材。在众多的新材料当中，最有发展前景的要属新型材料纤维增强复合材料(全称Fiber Reinforced Plastic或Fiber Reinforced Polymer，简称FRP)。纤维增强复合材料由于自身有着很多优点，例如具有很高的强度、可设计性好以及耐腐蚀等，现在已经成为土木工程领域广泛使用的新型结构材料，同时其也会给此领域的发展带来更多的良好机遇。

拉挤成型工艺是目前复合材料制品最主要的成型工艺之一，可用于生产具有各种复杂截面的等截面线性FRP制品，实现连续化生产，生产效率高。但是传统的拉挤生产工艺只适用于生产不同截面形式的直线型型材，随着FRP型材在土木工程结构领域应用的逐步推广，曲线形FRP型材也逐渐得到重视，这就要求在传统的直线型拉挤生产工艺的基础上进行改进，使得曲线形FRP型材能够在工厂中生产，这样才能更好地推动FRP型材的更加广泛的应用。

发明内容

技术问题：本发明的目的是提供一种纤维增强复合材料曲线型材的拉挤生产牵引设备及方法，该牵引方法通过滚轮轨道的限制和竖向连接轴的转动，实现牵引夹头的圆曲线平面转动，并通过移动滚轮位置，调整圆曲线的半径，实现以多段圆曲线型材构成不规则曲线型材。

技术方案：本发明提供了一种曲线型材拉挤生产牵引设备，该牵引设备由机架平台、滑轨、滚轮、第一牵引部、第二牵引部和放置平台组成，滑轨安装在机架平台上，呈扇形分布，滚轮安装在滑轨上，沿圆曲线排列组成轨道，限制牵引部的运动方向，滚轮可以沿着滑轨做往复直线运动，调整圆曲线轨道的半径，第一牵引部位于固化模具的出口处，第一牵引部和第二牵引部均沿着滚轮组成的轨道运动，运动的终点设置有放置平台，用来放置已经完成的型材。

所述的第一牵引部、第二牵引部结构相似，都是由牵引夹头、竖向连接轴和导向块组成。牵引夹头包括上滑动夹板、下滑动夹板和竖向导轨，上滑动夹板和下滑动夹板安装在竖向导轨上，都可以沿竖向导轨上下滑动，共同夹紧被加工的型材。竖向连接轴与牵引夹头固结，可以带动牵引夹头运动，同时与导向块之间可以相对转动。导向块在两排滚轮中间，在千斤顶的推动下沿着滚轮形成的轨道做平面运动。

所述的竖向连接轴由竖轴、蜗杆、蜗轮、扭簧、发动机和固定板组成。蜗杆与发动机相连，蜗轮与蜗杆相匹配，竖轴与蜗轮固结，可以共同转动，扭簧装在竖轴上，可以带动竖轴恢复原始位置，固定板与发动机相连，并固定在导向块上，用以固定发动机。通过蜗轮和蜗杆的作用，将发动机的转动转换成竖轴的转动，便于控制转动速度。

所述的导向块由实体块、滑槽、槽孔、滑块、连接件、千斤顶和挡板组成。实体块上有滑槽和槽孔，并与竖轴相连，滑块在滑槽内，可以沿着滑槽做往复直线运动，连接件通过槽孔连接滑块和千斤顶，相互之间可以相对转动，挡板与千斤顶和机架平台相连，防止千斤顶滑动。

在牵引设备之前，固化模具可以是直线模具或者是曲线模具，曲线模具中心线的曲率半径可以调整，与滚轮排列的圆曲线半径相适应。

一种曲线型材拉挤生产牵引方法，在千斤顶顶推时，由于滚轮的限制作用，导向块将沿着滚轮形成的轨道做平面运动，同时竖向连接轴在发动机和蜗轮蜗杆的作用下，带动牵引夹头转动，转动速度与导向块的运动速度相适应。在导向块和竖向连接轴的共同作用下，牵引夹头沿着圆曲线轨迹做平面转动。

一种曲线型材拉挤生产牵引方法，该方法可以通过在滑轨上移动滚轮位置，调整圆曲线轨道的半径，实现以多段圆曲线型材构成不规则曲线型材的目的。第一牵引部在固化模具出口处夹住型材，沿着由滚轮形成的第一段圆曲线轨道以上述运动方法拉出型材；当第一牵引部拉到第二牵引部处时，第二牵引部夹紧型材，第一牵引部松开夹头，第二牵引部沿由滚轮形成的与第一段圆曲线轨道相同的轨道同样以上述运动方式继续拉出型材，同时第一牵引部的千斤顶回收，连接件带动导向块，使第一牵引部回到固化模具出口，发动机停止工作，扭簧也带动竖轴恢复初始角度；当第二牵引部运动到极限位置时，第一牵引部已经回到固化模具出口，第一牵引部夹紧型材，第二牵引部松开型材，所有滚轮开始沿着滑轨运动，调整位置，形成第二段圆曲线，第一牵引部继续以权利要求6所述的运动方式往前拉出型材，同时第二牵引部沿着轨道收回。如此往复，实现以多段圆曲线型材构成曲线型材的拉挤生产。

有益效果：与现有技术相比，本发明具有以下优势：

对于任意的曲线，可以近似用多段圆曲线代替，本发明可以通过调整滑轮位置和发动机转动速度，改变圆曲线轨道半径，不间断生产多种不同曲率半径的圆曲线型材，实现以多段圆曲线型材构成弯曲型材的目的。本发明运动原理清晰明了，操作方式简单。

附图说明

图1为实施例1中牵引设备示意图；

图2为实施例1中牵引部示意图；

图3为实施例1中竖向连接轴示意图；

图4为实施例1中导向块示意图；

图5为实施例1中滑槽和连接件示意图。

附图中有：机架平台1、滑轨2、滚轮3、第一牵引部4、第二牵引部5、放置平台6、上滑动夹板4.1、下滑动夹板4.2、竖向导轨4.3、竖向连接轴4.4、导向块4.5、竖轴4.4.1、蜗杆4.4.2、蜗轮4.4.3、扭簧4.4.4、发动机4.4.5、固定板4.4.6、实体块4.5.1、滑槽4.5.2、槽孔4.5.3、滑块4.5.4、连接件4.5.5、千斤顶4.5.6、挡板4.5.7。

具体实施方式

下面结合附图和实施例做进一步说明。

实施例1

一种曲线型材拉挤生产牵引设备，如图1所示，牵引设备由机架平台1、滑轨2、滚轮3、第一牵引部4、第二牵引部5和放置平台6组成，滑轨2安装在机架平台1上，呈扇形分布，滚轮3安装在滑轨2上，沿圆曲线排列组成轨道，限制牵引部的运动方向，滚轮3可以沿着滑轨2做往复直线运动，调整圆曲线轨道的半径，第一牵引部4位于固化模具的出口处，第一牵引部4和第二牵引部5均沿着滚轮3组成的轨道运动，运动的终点设置有放置平台6，用来放置已经完成的型材。

所述的第一牵引部4、第二牵引部5结构相似，如图2所示，都是由牵引夹头、竖向连接轴4.4和导向块4.5组成。牵引夹头包括上滑动夹板4.1、下滑动夹板4.2和竖向导轨4.3，上滑动夹板4.1和下滑动夹板4.2安装在竖向导轨4.3上，都可以沿竖向导轨4.3上下滑动，共同夹紧被加工的型材。竖向连接轴4.4与牵引夹头固结，可以带动牵引夹头运动，同时与导向块4.5之间可以相对转动。导向块4.5在两排滚轮3中间，在千斤顶的推动下沿着滚轮3形成的轨道做平面运动。

所述的竖向连接轴4.4如图3所示，由竖轴4.4.1、蜗杆4.4.2、蜗轮4.4.3、扭簧4.4.4、发动机4.4.5和固定板4.4.6组成。蜗杆4.4.2与发动机4.4.5相连，蜗轮4.4.3与蜗杆4.4.2相匹配，竖轴4.4.1与蜗轮4.4.3固结，可以共同转动，扭簧4.4.4装在竖轴4.4.1上，可以带动竖轴4.4.1恢复原始位置，固定板4.4.6与发动机4.4.5相连，并固定在导向块4.5上，用以固定发动机4.4.5。通过蜗轮4.4.3和蜗杆4.4.2的作用，将发动机4.4.5的转动转换成竖轴4.4.1的转动，便于控制转动速度。

所述的导向块4.5如图4所示，由实体块4.5.1、滑槽4.5.2、槽孔4.5.3、滑块4.5.4、连接件4.5.5、千斤顶4.5.6和挡板4.5.7组成。实体块4.5.1上有滑槽4.5.2和槽孔4.5.3，并与竖轴4.4.1相连，滑块4.5.4在滑槽4.5.2内，可以沿着滑槽4.5.2做往复直线运动，连接件4.5.5通过槽孔4.5.3连接滑块4.5.4和千斤顶4.5.6，相互之间可以相对转动，挡板4.5.7与千斤顶4.5.6和机架平台1相连，防止千斤顶4.5.6滑动。

在第一牵引部4之前，固化模具可以是直线模具或者是曲线模具，曲线模具中心线的曲率半径可以调整，与滚轮3排列的圆曲线半径相适应。

一种曲线型材拉挤生产牵引方法，在导向块4.5和竖向连接轴4.4的共同作用下，牵引夹头沿着圆曲线轨迹做平面转动。在千斤顶4.5.6顶推时，由于滚轮3的限制作用，导向块4.5将沿着滚轮3形成的轨道做平面运动，同时竖向连接轴4.4在发动机4.4.5和蜗轮4.4.3、蜗杆4.4.2的作用下，带动牵引夹头转动，转动速度与导向块4.5的运动速度相适应。

一种曲线型材拉挤生产牵引方法，该方法可以通过在滑轨2上移动滚轮3位置，调整圆曲线轨道的半径，实现以多段圆曲线型材构成不规则曲线型材的目的。第一牵引部4在固化模具出口处夹住型材，沿着由滚轮3形成的第一段圆曲线轨道以上述运动方法拉出型材；当第一牵引部4拉到第二牵引部5处时，第二牵引部5夹紧型材，第一牵引部4松开夹头，第二牵引部5沿由滚轮3形成的与第一段圆曲线轨道相同的轨道同样以上述运动方式继续拉出型材，同时第一牵引部4的千斤顶回收，连接件4.5.5带动导向块4.5，使第一牵引部4回到固化模具出口，发动机4.4.5停止工作，扭簧4.4.4也带动竖轴4.4.1恢复初始角度；当第二牵引部5运动到极限位置时，第一牵引部4已经回到固化模具出口，第一牵引部4夹紧型材，第二牵引部5松开型材，所有滚轮3开始沿着滑轨4运动，调整位置，形成第二段圆曲线，第一牵引部4继续往前拉出型材，同时第二牵引部5沿着轨道收回。如此往复，实现以多段圆曲线型材构成曲线型材的拉挤生产。

根据设计的曲线型材不同，调整夹板尺寸、滚轮轨道的曲率半径和发动机的旋转速度，可适用于不同曲线型材的拉挤生产。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种曲线型材拉挤生产牵引设备，其特征在于，该牵引设备包括机架平台(1)、滑轨(2)、滚轮(3)、第一牵引部(4)、第二牵引部(5)和放置平台(6)，两排滑轨(2)水平安装在机架平台(1)上呈扇形分布，两排滚轮(3)分别垂直安装在滑轨(2)上，沿圆曲线排列组成轨道，并能沿着滑轨(2)做往复直线运动调整该圆曲线轨道的半径；两排滚轮中间有第一牵引部(4)和第二牵引部(5)，第一牵引部(4)位于固化模具的出口处，第一牵引部(4)和第二牵引部(5)均沿着滚轮(3)组成的轨道运动，第二牵引部(5)的轨迹终点设置有放置平台(6)，用来放置已经完成的型材，所述的第一牵引部(4)、第二牵引部(5)都是由牵引夹头、竖向连接轴(4.4)和导向块(4.5)组成；牵引夹头包括上滑动夹板(4.1)、下滑动夹板(4.2)和竖向导轨(4.3)，上滑动夹板(4.1)和下滑动夹板(4.2)安装在竖向导轨(4.3)上，都可以沿竖向导轨(4.3)上下滑动，共同夹紧被加工的型材；竖向连接轴(4.4)与牵引夹头固结，可以带动牵引夹头转动，同时与导向块(4.5)相连，两者之间可以相对转动；导向块(4.5)在两排滚轮(3)中间，在千斤顶的推动下沿着滚轮(3)形成的轨道做平面运动。

2.一种如权利要求1所述的曲线型材拉挤生产牵引设备，牵引部，其特征在于：所述的竖向连接轴(4.4)由竖轴(4.4.1)、蜗杆(4.4.2)、蜗轮(4.4.3)、扭簧(4.4.4)、发动机(4.4.5)和固定板(4.4.6)组成；蜗杆(4.4.2)与发动机(4.4.5)相连，蜗轮(4.4.3)与蜗杆(4.4.2)相匹配，竖轴(4.4.1)与蜗轮(4.4.3)固结共同转动，扭簧(4.4.4)安装在竖轴(4.4.1)上，以带动竖轴(4.4.1)恢复原始角度，固定板(4.4.6)与发动机(4.4.5)相连，并固定在导向块(4.5)上，用以固定发动机(4.4.5)；通过蜗轮(4.4.3)和蜗杆(4.4.2)的作用，将发动机(4.4.5)的转动转换成竖轴(4.4.1)的转动。

3.一种如权利要求2所述的曲线型材拉挤生产牵引设备，其特征在于：所述的导向块(4.5)由实体块(4.5.1)、滑槽(4.5.2)、槽孔(4.5.3)、滑块(4.5.4)、连接件(4.5.5)、千斤顶(4.5.6)和挡板(4.5.7)组成；实体块(4.5.1)上有滑槽(4.5.2)和槽孔(4.5.3)，并与竖轴(4.4.1)相连，滑块(4.5.4)在滑槽(4.5.2)内，沿着滑槽(4.5.2)做往复直线运动，连接件(4.5.5)通过槽孔(4.5.3)连接滑块(4.5.4)和千斤顶(4.5.6)，相互之间可以相对转动，挡板(4.5.7)与千斤顶(4.5.6)和机架平台(1)相连，防止千斤顶(4.5.6)滑动。

4.一种如权利要求1所述曲线型材拉挤生产牵引设备的牵引方法，其特征在于：该方法通过在滑轨(2)上移动滚轮(3)位置，调整圆曲线轨道的半径，实现以不间断的多段圆曲线型材构成不规则曲线型材的目的；

第一牵引部(4)在固化模具出口处夹住型材，沿着由滚轮(3)形成的第一段圆曲线轨道拉出型材；当第一牵引部(4)拉到第二牵引部(5)处时，第二牵引部(5)夹紧型材，第一牵引部(4)松开夹头，第二牵引部(5)沿着由滚轮(3)形成的与第一段圆曲线轨道相同的轨道继续拉出型材，同时第一牵引部(4)的千斤顶回收，连接件(4.5.5)带动导向块(4.5)，使第一牵引部(4)回到固化模具出口，发动机(4.4.5)停止工作，扭簧(4.4.4)也带动竖轴(4.4.1)和牵引夹头恢复初始角度；当第二牵引部(5)运动到极限位置时，第一牵引部(4)已经回到固化模具出口，第一牵引部(4)夹紧型材，第二牵引部(5)松开型材，所有滚轮(3)开始沿着滑轨(4)运动，调整位置，形成第二段圆曲线，第一牵引部(4)继续往前拉出型材，同时第二牵引部(5)沿着轨道收回；如此往复，实现以多段圆曲线型材构成曲线型材的拉挤生产。

5.根据权利要求4所述曲线型材拉挤生产牵引设备的牵引方法，其特征在于：所述的导向块(4.5)由千斤顶(4.5.6)顶推时，由于滚轮(3)的限制作用，导向块(4.5)将沿着滚轮(3)形成的轨道做平面运动，同时竖向连接轴(4.4)在发动机(4.4.5)和蜗轮蜗杆(4.4.3、4.4.2)的作用下，带动牵引夹头转动，转动速度与导向块(4.5)的运动速度相适应；在导向块(4.5)和竖向连接轴(4.4)的共同作用下，牵引夹头沿着圆曲线轨迹做平面转动。

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