CN117162531B - 一种浸渍纤维套管全自动多维绕制*** - Google Patents
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Abstract
一种浸渍纤维套管全自动多维绕制***，包括操作平台及移动平台，所述操作平台内设置有纱架、低阻带放带装置、玻璃纤维浸渍装置，纱架前方并排设置低阻带放带装置及玻璃纤维浸渍装置；低阻带放带装置包括放带平台，放带平台设置有树脂槽，树脂槽内设置有放带器，放带平台后端设置低阻带剪切铺放装置；所述玻璃纤维浸渍装置包括玻璃纤维浸渍槽，玻璃纤维浸渍槽内设置有玻纤绕制装置，玻璃纤维浸渍槽后方设置玻璃纤维剪切铺放装置；所述移动平台包括缠绕芯轴、操作平台移动装置，所述操作平台移动装置；所述缠绕芯轴包括芯轴、芯轴轴承及芯轴驱动装置；缠绕芯轴设置于操作平台前方，且芯轴轴芯与玻纤绕制装置出口端及放带器出口端位置对应。
Description
技术领域
本发明涉及智能输变电设备制造领域，尤其涉及一种浸渍纤维套管全自动多维绕制***。
背景技术
电力工业迅速发展，特高压电力设备安全运行非常重要，特别是电网工程用特高压交直流套管一直使用ABB、西门子等进口产品设备，制约特高压电力设备全面国产化；中国自主发明的胶浸纤维干式套管受设备限制，特高压交直流电网工程一直没有突破使用，目前在浸渍纤维套管制造领域中存在诸多问题，如胶浸纤维干式套管主绝缘电容芯体在生产制造工艺过程中玻璃纤维层间厚度控制、缠绕角度控制、玻璃纤维缠绕张力控制、玻璃纤维浸胶气泡控制、电容屏人工缠绕无法到达工艺尺寸要求等难题。并且无法避免需要大量人工导致制造成本高昂的问题。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供以下方案：
一种浸渍纤维套管全自动多维绕制***，包括操作平台及移动平台，所述操作平台内设置有纱架、低阻带放带装置、玻璃纤维浸渍装置，所述纱架前方并排设置低阻带放带装置及玻璃纤维浸渍装置；所述低阻带放带装置包括放带平台，放带平台设置有树脂槽，树脂槽内设置有放带器，树脂槽后方设置低阻带剪切铺放装置；所述玻璃纤维浸渍装置包括玻璃纤维浸渍槽，玻璃纤维浸渍槽内设置有玻纤绕制装置，玻璃纤维浸渍槽后方设置玻璃纤维剪切铺放装置；所述移动平台包括芯轴、操作平台移动装置，所述操作平台移动装置包括支撑导轨及驱动导轨，支撑导轨上设置支撑滑块，驱动导轨上设置驱动滑块，所述操作平台底部与支撑滑块及驱动滑块固定，驱动滑块连接驱动电机；缠绕芯轴包括芯轴、芯轴轴承及芯轴驱动装置，所述芯轴两端分别连接芯轴驱动装置与芯轴轴承，芯轴驱动装置带动芯轴转动；缠绕芯轴设置于操作平台后侧。
进一步地，所述放带器包括设置于树脂槽内的环向防滑转轮及拉力滚轮、树脂槽前端设置的压力滚、树脂槽后端设置的紧固轮；所述树脂槽前端向前延伸有滚轮支架，滚轮支架内设置有导向滚轮；所述压力滚能够沿树脂槽上下移动；所述树脂槽与紧固轮之间设置有直径监测装置。
进一步地，所述压力滚两端连接有压力气缸，压力气缸带动压力滚上下移动，压力气缸顶部设置有压力调节阀。
进一步地，所述玻纤绕制装置包括设置于玻璃纤维浸渍槽前端的压紧装置、设置于玻璃纤维浸渍槽内的玻纤环向滚轮、玻纤环向滚轮前方设置有树脂调节器、玻璃纤维浸渍槽后端设置的刮胶器以及设置于玻璃纤维浸渍槽后端的浮动辊装置；所述玻璃纤维浸渍槽内还设置有温度传感器及液位传感器。
进一步地，所述浮动辊装置包括浮动支架，浮动支架底部排列设置多个固定辊，固定辊上方设置浮动辊，浮动辊设置于浮动辊安装框内，浮动辊安装框顶端连接浮动气缸，浮动气缸与浮动支架固定，浮动气缸伸缩带动浮动辊安装框沿浮动支架上下移动。
进一步地，所述玻璃纤维浸渍槽前端还设置有入口支架，入口支架前端及后端均设置有入口梳形件，入口支架中部设置压力控制装置，所述压力控制装置包括压紧端及转动端，所述转动端与入口支架侧壁转动连接，压紧端与转动端通过连接板连接，压紧端与连接板转动连接，且压紧端与位于后端的入口梳形件相抵。
进一步地，所述操作平台四周设置有安全防护栏，安全防护栏设置有至少一个防护门，所述防护门设置有报警器，报警器与操作平台内的装置电连接或信号连接并控制装置的启闭；所述一防护门作为入口安全门，安全防护门外设置有入口阶梯。
进一步地，所述操作平台下还设置有线路轨道，线路轨道内设置有用于为操作平台提供电源及传输数据的电源数据线能量链。
进一步地，所述操作平台边缘还设置有平面扫描仪。
进一步地，所述芯轴轴承下方还设置有芯轴轴承移动导轨，芯轴轴承下端设置芯轴轴承移动块，芯轴轴承移动块能够沿芯轴轴承移动导轨滑动。
本发明的有益效果在于：
1.实现浸渍纤维套管全自动绕制***生产制造过程中，无需人工干预。
2.通过放带器及玻纤绕制装置的控制，实现自动玻璃纤维层间厚度控制、缠绕角度控制、玻璃纤维缠绕张力控制、玻璃纤维浸胶气泡控制等功能。
3.防护门设置报警装置，只要一个防护门开启，则停止操作平台工作，防护门关闭后则重新启动操作平台，保证人员出入的安全。
4.芯轴轴承沿芯轴轴承移动导轨移动，实现芯轴轴承与芯轴驱动装置之间距离的变化，能够适配不同长度的芯轴。
附图说明
图1为操作平台结构示意图；
图2为本发明结构示意图；
图3为玻纤绕制装置结构示意图；
图4为放带器结构示意图。
1.第一防护门、2.放带器、3.低阻带剪切铺放装置、4.玻纤绕制装置、5.浮动辊装置、6.玻璃纤维剪切铺放装置、7.玻璃纤维角度控制器、8.第二防护门、9.主操作面板、10.安全防护栏、11. 第一平面扫描仪、12.入口安全门、13.入口阶梯、14.纱架、15. 第二平面扫描仪、16.操作平台、17.控制电源柜、18.芯轴驱动装置、19.芯轴、20. 芯轴轴承移动导轨、21.芯轴轴承、22.支撑轨道、23.驱动导轨、24.电源数据线能量链；25.浮动辊气缸 、26.第一浮动辊、27.第二固定浮动辊、28.第三固定浮动辊、29.刮胶器、30.温度传感器、31.玻纤环向滚轮、32.液位传感器、33.树脂调节器、34.第一出口梳型件、35.第一固定浮动辊、36.移动驱动装置、 37.第二出口梳型件、 38.玻璃纤维浸渍槽、39.压紧装置、40.第一入口梳型件、 41.压力控制器、42.第二入口梳型件；43.导向滚轮、44.压力调节阀、45.压力滚轮、46.环向防滑转轮、47.拉力滚轮、48.紧固轮、49.环向滚轮、50.温度控制器、51.树脂槽、52.直径监测传感器、53. 低阻带缠绕器。
具体实施方式
现结合附图对本发明进行详细说明：
实施例 1：如图 1-图4所示，一种浸渍纤维套管全自动多维绕制***，包括操作平台16及移动平台，所述操作平台16内设置有纱架14、低阻带放带装置、玻璃纤维浸渍装置，所述纱架4前方并排设置低阻带放带装置及玻璃纤维浸渍装置；所述低阻带放带装置包括放带平台，放带平台设置有树脂槽51，树脂槽51内设置有放带器2，树脂槽51后方设置低阻带剪切铺放装置3；所述玻璃纤维浸渍装置包括玻璃纤维浸渍槽38，玻璃纤维浸渍槽38内设置有玻纤绕制装置4，玻璃纤维浸渍槽38后方设置玻璃纤维剪切铺放装置6；所述移动平台包括芯轴19、操作平台移动装置，所述操作平台移动装置包括支撑导轨22及驱动导轨23，支撑导轨22上设置支撑滑块，驱动导轨23上设置驱动滑块，所述操作平台16底部与支撑滑块及驱动滑块固定，驱动滑块连接驱动电机；缠绕芯轴包括芯轴19、芯轴轴承21及芯轴驱动装置18，所述芯轴19两端分别连接芯轴驱动装置18与芯轴轴承21，芯轴驱动装置18带动芯轴19转动；缠绕芯轴设置于操作平台16后侧。
所述放带器2包括设置于树脂槽51内的环向防滑转轮46及拉力滚轮47、环向防滑转轮46下方的环向滚轮49、树脂槽51前端设置的压力滚轮45、树脂槽51后端设置的紧固轮48；所述树脂槽51前端向前延伸有滚轮支架，滚轮支架内设置有导向滚轮43；所述压力滚轮45能够沿树脂槽51上下移动；所述树脂槽51与紧固轮48之间设置有直径监测装置52，树脂槽底部设置由温度控制器50。
所述压力滚轮45两端连接有压力气缸，压力气缸带动压力滚轮45上下移动，压力气缸顶部设置有压力调节阀44。
所述玻纤绕制装置4包括设置于玻璃纤维浸渍槽38前端的压紧装置39、设置于玻璃纤维浸渍槽38内的玻纤环向滚轮31、玻纤环向滚轮31前方设置有树脂调节器33、玻璃纤维浸渍槽38后方设置的刮胶器29以及设置于玻璃纤维浸渍槽38后端的浮动辊装置5；所述玻璃纤维浸渍槽38内还设置有温度传感器30及液位传感器32。
所述压紧装置39包括设置于玻璃纤维浸渍槽38前端端面上的压紧板，压紧板用于压紧穿过压紧板与玻璃纤维浸渍槽38前端端面的玻璃纤维。
所述刮胶器29包括两组滑块，滑块套设于玻璃纤维浸渍槽38侧壁且能够沿玻璃纤维浸渍槽38前后滑动，每组滑块之间均设置有刮胶杆，改变两组刮胶杆之间的距离来控制穿过两刮胶杆之间的玻璃纤维表面的树脂厚度。
所述浮动辊装置5包括浮动支架，浮动支架底部排列设置第一固定浮动辊35、第二固定浮动辊27及第三固定浮动辊28，固定辊上方设置第一浮动辊26及第二浮动辊，浮动辊设置于浮动辊安装框内，浮动辊安装框顶端连接浮动气缸25，浮动气缸25与浮动支架固定，浮动气缸25伸缩带动浮动辊安装框沿浮动支架上下移动。
所述玻璃纤维浸渍槽38前端还设置有入口支架，入口支架前端及后端分别设置有第一入口梳形件40、第二入口梳形件42，入口支架中部设置压力控制装置41，所述压力控制装置41包括压紧端及转动端，所述转动端与入口支架侧壁转动连接，压紧端与转动端通过连接板连接，压紧端与连接板转动连接，且压紧端与第一入口梳形件40相抵；所述第三固定浮动辊28与刮胶器29之间设置第二出口梳形件37，第一固定浮动辊后方设置第一出口梳形件34。所述纤维浸渍槽38底部还设置有用于调节纤维浸渍槽38位置的移动驱动装置36。
所述操作平台四周设置有安全防护栏10，安全防护栏10设置有三个防护门，所述防护门设置有报警器，报警器与操作平台16内的装置电连接或信号连接并控制装置的启闭；所述一防护门作为入口安全门12，入口安全门12外设置有入口阶梯13，另外两个防护门12分别为第一防护门1与第二防护门8。
所述操作平台下还设置有线路轨道，线路轨道内设置有用于为操作平台提供电源及传输数据的电源数据线能量链24。
所述操作平台16左右边缘分别设置有第一平面扫描仪11及第二平面扫描仪15。
所述芯轴轴承21下方还设置有芯轴轴承移动导轨20，芯轴轴承21下端设置芯轴轴承移动块，芯轴轴承移动块能够沿芯轴轴承移动导轨20滑动。
浸渍纤维套管全自动多维绕制***主要是通过电控柜进行设备驱动。控制指令通过电源数据线能量链24进行实时传输。控制程序及控制指令人机交互是通过主操作面板9进行输入及输出。操作平台16通过驱动导轨23电机驱动在支撑轨道22上左右移动。将芯轴19固定在芯轴驱动装置18和芯轴轴承21上通过伺服电机实现芯轴19旋转功能，旋转可以通过控制伺服电机速度进行控制，伺服电机由控制电源柜17供电及控制。
低阻带缠绕控制方式：将低阻带由低阻带缠绕器53拉出并进行拉伸，低阻带端头依次由放带装置前端的导向滚轮43上方、压力滚轮45下方、环向滚轮49与环向防滑转轮46之间、拉力滚轮47下方、缠绕至紧固轮48上，最后穿过低阻带剪切铺放装置3缠绕至芯轴19；树脂槽51内设置红外线感知***（如液位传感器及直径监测传感器52），树脂槽51内的环氧树脂材料低于设定值之后，***自动进行填料，无需人工干预；通过调节连接压力滚轮45的压力气缸的压力值，将环氧树脂混合液均匀浸透低阻带，通过放带装置将低阻带半搭接自动绕制在旋转的芯轴19表面；缠绕张力通过放带装置内的拉力滚轮47及紧固轮48的相对转动进行设定及控制，绕制长度、交替绕制次数经过主操作面板9程序设定后，通过操作平台16左右移动进行控制，绕制长度精度可以到达±0.1mm。
玻璃纤维缠绕控制方式：将玻璃纤维由纱架4上拉出，玻璃纤维端头依次穿过入口支架、压紧装置39、经过树脂调节器33下方、玻纤环向滚轮31上方、穿过刮胶器29，然后铺设于浮动辊装置5内，最后通过玻璃纤维剪切铺放装置6及玻璃纤维角度控制器7缠绕至芯轴19。
将玻璃纤维纱团放在具有张力自动控制甄别***的纱架4上，张力自动控制甄别纱架***具备单股玻璃纤维自动张力控制及断纱、缺纱自动预警、报警功能；玻璃纤维通过玻纤绕制装置4内的刮胶器29中刮胶滚轮间的距离控制玻璃纤维表面树脂厚度，实现浸渍环氧树脂混合液含量控制；通过浮动辊装置5上下浮动距离，自动控制拉力大小，通过拉力控制最终缠绕张力，通过缠绕张力排除环氧树脂混合料气泡；通过玻璃限位剪切铺放装置6将每一股玻璃纤维平铺，并通过程序设定绕制角度，实现自动角度绕制，通过程序设定绕制往返次数及交替绕制层数。
低阻带与玻璃纤维相互间隔缠绕至芯轴19上，通过对张力及缠绕角度等的控制来实现低阻带与玻璃纤维间隔缠绕的频率，完成浸渍限位管套的绕制。
安全控制方式：第一防护门1、第二防护门8及安全门12具有联动保护措施，当其中一扇门打开，操作自动停止，门闭合后可以恢复操作，保证操作平台内人员安全。操作平台16移动方向前进方向配置运行滑座上的第一平面扫描仪11，同样后退方向配置运行轨道上的第二平面扫描仪15，主要保证操作平台***人员安全；通过平面扫描仪红外感应***设定安全区域，当非工作人员及障碍物超过安全区域，平面扫描仪红外感应***自动感知，操作平台自动停止。
本发明实现浸渍纤维套管全自动绕制***生产制造过程中，无需人工干预。通过放带装置及玻纤绕制装置4的控制，实现自动玻璃纤维及低阻带层间厚度控制、缠绕角度控制、张力控制、浸胶气泡控制等功能。防护门设置报警装置，只要一个防护门开启，则停止操作平台工作，防护门关闭后则重新启动操作平台，保证人员出入的安全。芯轴轴承21沿芯轴轴承移动导轨20移动，实现芯轴轴承21与芯轴驱动装置18之间距离的变化，能够适配不同长度的芯轴19。
以上对本发明实施例所提供的技术方案进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明实施例的原理以及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只适用于帮助理解本发明实施例的原理；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例，再具体实施方式以及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为本发明的限制。
Claims (8)
1.一种浸渍纤维套管全自动多维绕制***，其特征在于：包括操作平台及移动平台，所述操作平台内设置有纱架、低阻带放带装置、玻璃纤维浸渍装置，所述纱架前方并排设置低阻带放带装置及玻璃纤维浸渍装置；所述低阻带放带装置包括放带平台，放带平台设置有树脂槽，树脂槽内设置有放带器，树脂槽后方设置低阻带剪切铺放装置；所述放带器包括设置于树脂槽内的环向防滑转轮及拉力滚轮、树脂槽前端设置的压力滚、树脂槽后端设置的紧固轮；所述树脂槽前端向前延伸有滚轮支架，滚轮支架内设置有导向滚轮；所述压力滚能够沿树脂槽上下移动；所述树脂槽与紧固轮之间设置有直径监测装置；所述玻璃纤维浸渍装置包括玻璃纤维浸渍槽，玻璃纤维浸渍槽内设置有玻纤绕制装置，玻璃纤维浸渍槽后方设置玻璃纤维剪切铺放装置；所述玻纤绕制装置包括设置于玻璃纤维浸渍槽前端的压紧装置、设置于玻璃纤维浸渍槽内的玻纤环向滚轮、玻纤环向滚轮前方设置有树脂调节器、玻璃纤维浸渍槽后端设置的刮胶器以及设置于玻璃纤维浸渍槽后端的浮动辊装置；所述玻璃纤维浸渍槽内还设置有温度传感器及液位传感器；所述移动平台包括芯轴、操作平台移动装置，所述操作平台移动装置包括支撑导轨及驱动导轨，支撑导轨上设置支撑滑块，驱动导轨上设置驱动滑块，所述操作平台底部与支撑滑块及驱动滑块固定，驱动滑块连接驱动电机；缠绕芯轴包括芯轴、芯轴轴承及芯轴驱动装置，所述芯轴两端分别连接芯轴驱动装置与芯轴轴承，芯轴驱动装置带动芯轴转动；缠绕芯轴设置于操作平台后侧。
2.如权利要求1中所述一种浸渍纤维套管全自动多维绕制***，其特征在于：所述压力滚两端连接有压力气缸，压力气缸带动压力滚上下移动，压力气缸顶部设置有压力调节阀。
3.如权利要求1中所述一种浸渍纤维套管全自动多维绕制***，其特征在于：所述浮动辊装置包括浮动支架，浮动支架底部排列设置多个固定辊，固定辊上方设置浮动辊，浮动辊设置于浮动辊安装框内，浮动辊安装框顶端连接浮动气缸，浮动气缸与浮动支架固定，浮动气缸伸缩带动浮动辊安装框沿浮动支架上下移动。
4.如权利要求1中所述一种浸渍纤维套管全自动多维绕制***，其特征在于：玻璃纤维浸渍槽前端还设置有入口支架，入口支架前端及后端均设置有入口梳形件，入口支架中部设置压力控制装置，所述压力控制装置包括压紧端及转动端，所述转动端与入口支架侧壁转动连接，压紧端与转动端通过连接板连接，压紧端与连接板转动连接，且压紧端与位于后端的入口梳形件相抵。
5.如权利要求1中所述一种浸渍纤维套管全自动多维绕制***，其特征在于：所述操作平台四周设置有安全防护栏，安全防护栏设置有至少一个防护门，所述防护门设置有报警器，报警器与操作平台内的装置电连接或信号连接并控制装置的启闭。
6.如权利要求1中所述一种浸渍纤维套管全自动多维绕制***，其特征在于：所述操作平台下还设置有线路轨道，线路轨道内设置有用于为操作平台提供电源及传输数据的电源数据线能量链。
7.如权利要求1中所述一种浸渍纤维套管全自动多维绕制***，其特征在于：所述操作平台边缘还设置有平面扫描仪。
8.如权利要求1中所述一种浸渍纤维套管全自动多维绕制***，其特征在于：所述芯轴轴承下方还设置有芯轴轴承移动导轨，芯轴轴承下端设置芯轴轴承移动块，芯轴轴承移动块能够沿芯轴轴承移动导轨滑动。
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- 2023-11-02 CN CN202311448809.6A patent/CN117162531B/zh active Active
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Non-Patent Citations (2)
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|---|
| 工艺条件对两步法缠绕成型连续玻璃纤维增强聚丙烯管材层间剪切强度及树脂含量的影响;李旭武;周晓东;郭兵兵;方立;;玻璃钢/复合材料(06);第64-67页 * |
| 李旭武 ; 周晓东 ; 郭兵兵 ; 方立 ; .工艺条件对两步法缠绕成型连续玻璃纤维增强聚丙烯管材层间剪切强度及树脂含量的影响.玻璃钢/复合材料.2011,(06),第64-67页. * |
Also Published As
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| CN117162531A (zh) | 2023-12-05 |
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