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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 新型玻璃纖維數(shù)控纏繞機(jī)
- 小類：
- 機(jī)械與控制
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡介：
- 當(dāng)前的玻璃纖維纏繞機(jī)芯模裝卸效率低、安裝精度差，制品質(zhì)量不易控制，以及樹脂生產(chǎn)性浪費(fèi)大，本次設(shè)計(jì)發(fā)明通過改進(jìn)其結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)工藝能夠極大改善上述問題，本次發(fā)明也得到了湖北萬乘科技有限公司技術(shù)部門的認(rèn)可。
- 詳細(xì)介紹：
- 當(dāng)前的玻璃纖維纏繞機(jī)芯模安裝多為固定支架式，其安裝工序復(fù)雜，費(fèi)工費(fèi)時(shí)；芯模對(duì)中、平衡困難，致使芯模速度波動(dòng)較大，回轉(zhuǎn)精度差，從而導(dǎo)致隨動(dòng)排紗小車動(dòng)態(tài)響應(yīng)困難，排紗布紗均勻性差，制品質(zhì)量不易控制。 另外，由于現(xiàn)有的玻璃纖維纏繞機(jī)采用的多是濕法纏繞工藝，流膠現(xiàn)象嚴(yán)重，造成樹脂生產(chǎn)性浪費(fèi)較大，大幅增加了生產(chǎn)成本 鑒于以上這些問題，我們摒棄傳統(tǒng)的固定支架芯模安裝方式和結(jié)構(gòu)，采用了自由托架式芯模安放工藝和結(jié)構(gòu)，以期達(dá)到芯模快速裝卸，消除由芯模安裝精度低帶來的一系列問題的目的。為解決托輥與芯模接觸帶來的粘膠問題，以及較好的控制流膠現(xiàn)象，降低制造成本，改善生產(chǎn)效益，我們決定將濕法纏繞工藝改用半干法纏繞工藝。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 一、發(fā)明目的 解決當(dāng)前玻璃纖維纏繞機(jī)芯模裝卸效率低、安裝精度差，制品質(zhì)量不易控制，以及樹脂生產(chǎn)性浪費(fèi)大的問題。 二、基本思路 當(dāng)前的玻璃纖維纏繞機(jī)芯模安裝多為固定支架式，其安裝工序復(fù)雜，費(fèi)工費(fèi)時(shí)；芯模對(duì)中、平衡困難，致使芯模速度波動(dòng)較大，回轉(zhuǎn)精度差，從而導(dǎo)致隨動(dòng)排紗小車動(dòng)態(tài)響應(yīng)困難，排紗布紗均勻性差，制品質(zhì)量不易控制。 另外，由于現(xiàn)有的玻璃纖維纏繞機(jī)采用的多是濕法纏繞工藝，流膠現(xiàn)象嚴(yán)重，大幅增加了生產(chǎn)成本。 鑒于以上問題我們做了如下改進(jìn) 1.使用自由托架式芯模安裝結(jié)構(gòu)代替固定支架結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)芯模無心安裝，自動(dòng)對(duì)心； 2.采用液壓升降裝置，方便裝卸各種規(guī)格的芯模，縮短了加工的輔助工時(shí)，大幅提高了生產(chǎn)效率； 3.改用半干法的纏繞工藝，可使制品中的氣泡含量降低，提高了制品質(zhì)量； 三、創(chuàng)新點(diǎn) 1.芯模無心安裝，實(shí)現(xiàn)了快速裝卸，大大減少工時(shí)；自動(dòng)對(duì)心，可完全消除由芯模安裝帶來的附加動(dòng)載荷引起的速度波動(dòng)。 2.將濕法纏繞改為半干法纏繞，增設(shè)電磁加熱裝置，減少了樹酯消耗量，加快了纏繞速度，提高了生產(chǎn)效益。 四、技術(shù)關(guān)鍵 1.半干法纏繞工藝方法； 2.芯模無心快速裝載工藝及自由托架結(jié)構(gòu)優(yōu)化3.托輥不粘膠工藝及芯模滑轉(zhuǎn)控制。 五、主要技術(shù)指標(biāo)（螺旋纏繞） 出紗速度: <70m/min 排紗精度：±3mm 最大纏繞直徑 10000mm 纏繞角范圍 10-90度 最大紗片寬度 50mm
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 一、科學(xué)性 1．可行性。選用合理的樹脂配方與托輥，可實(shí)現(xiàn)提高纏繞精度、保證纏繞質(zhì)量；還可達(dá)到托輥不粘膠的目的。 2．合理性。本發(fā)明的芯模自由托架式安裝結(jié)構(gòu)簡單，制造加工成本降低了約30%；制造工藝合理，解決了托輥粘膠的問題；烘干工序縮短了制品時(shí)間，提高了生產(chǎn)效率。 3．易用性。該設(shè)備操作方便，工作人員只需通過數(shù)控裝置即可控制整套設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)。 二、先進(jìn)性 1．技術(shù)新。將半干法應(yīng)用在玻璃纖維領(lǐng)域，降低了生產(chǎn)成本；芯模無心安裝，實(shí)現(xiàn)了快速裝卸；芯模自動(dòng)對(duì)心，可消除由芯模安裝帶來的附加動(dòng)載荷引起的速度波動(dòng)。 2．生產(chǎn)效益高。各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)（能耗、制造成本、維護(hù)成本）均優(yōu)于先前設(shè)備。如現(xiàn)有設(shè)備的排紗精度很低，甚至可達(dá)30-40mm，而改進(jìn)后的設(shè)備為±3mm；使用先前設(shè)備加工直徑5米，長10米左右的罐體約需12小時(shí)，輔助工時(shí)（罐體裝卸、制品晾曬）占大部分。采用本套設(shè)備后，輔助工時(shí)幾乎可忽略，每天可加工類似罐體6個(gè)，此外還可以節(jié)省5%左右的樹脂膠。
獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果
- 無
作品所處階段
- 實(shí)驗(yàn)階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 無
作品可展示的形式
- 模型 圖紙 現(xiàn)場演示 圖片
使用說明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢,適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測
- 一、使用說明 本發(fā)明用于玻璃鋼管道及對(duì)稱回轉(zhuǎn)體玻璃鋼制品結(jié)構(gòu)層制作。 二、技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢 (一)采用無心安裝可以極大的減少輔助工時(shí)； (二)采用自動(dòng)調(diào)心的使得排紗布紗均勻性提高 (三)采用半干法纏繞，使流膠現(xiàn)象得到改善。 綜述：新型纏繞機(jī)總生產(chǎn)效率最少提高5倍。 三、適用范圍 新型玻璃纖維纏繞機(jī)廣泛應(yīng)用于制作各種壓力管道、貯罐、天然氣瓶、軸承、絕緣制品、體育器材、交通工具等民用回轉(zhuǎn)體制品。 四、推廣前景、市場分析、經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測 據(jù)玻璃鋼行業(yè)專業(yè)網(wǎng)站統(tǒng)計(jì)湖北有玻璃鋼制品廠家14家，全國每年需求約600臺(tái)以上。 目前現(xiàn)有同型國產(chǎn)設(shè)備的制造成本為5萬多人民幣，市場售價(jià)為15～16萬。經(jīng)改進(jìn)的設(shè)備成本在7萬元左右，預(yù)計(jì)市場售價(jià)為20萬元，按照湖北萬乘科技有限公司現(xiàn)有銷售80臺(tái)/年計(jì)算，年銷售收入可達(dá)1600萬元人民幣，利稅400萬元，企業(yè)純收益600萬元。因此本發(fā)明具有巨大的發(fā)展前景。
同類課題研究水平概述
- 一、國外的玻璃纖維纖維纏繞機(jī)概況： 自1947年美國Kenog公司成功地制造了世界上第一臺(tái)纏繞機(jī)戶來，不到半個(gè)世紀(jì)，纏繞機(jī)已經(jīng)歷了下述三個(gè)階段： 1、機(jī)械式纖維纏繞機(jī) 纖維纏繞技術(shù)始于40年代美國發(fā)展導(dǎo)彈等武器裝備的需要并于1946年在美國取得專利，1947年在美國Kellog公司成功研制了世界上第一臺(tái)纏繞機(jī)，60年代初，多家公司開始提供機(jī)械式纏繞機(jī)。 2、數(shù)字程序控制纖維纏繞機(jī) 到60年代中期，應(yīng)火箭發(fā)動(dòng)機(jī)成型的特殊纏繞要求，出現(xiàn)了控制更加復(fù)雜的纏繞機(jī)。 3、計(jì)算機(jī)控制纏繞機(jī) 1973年Entec公司按美國政府合同開發(fā)了第一臺(tái)微處理器控制的纏繞機(jī)，直至1976年第一個(gè)商業(yè)化標(biāo)準(zhǔn)纏繞機(jī)才投放市場。 二、國內(nèi)玻璃纖維纏繞機(jī)的發(fā)展概況 我國的纏繞技術(shù)與國際先進(jìn)水平差距較大。自從1958年第一個(gè)FRP樣品生產(chǎn)出來以后，我國的FRP工業(yè)開始了迅速發(fā)，纖維纏繞玻璃鋼及復(fù)合材料的研究工作始于1962年，1996～1998年，一類新的非測地線——擬測地線路徑算法被提出，它主要用于回轉(zhuǎn)體的纖維纏繞穩(wěn)定軌跡設(shè)計(jì)。2007年我國在數(shù)控纏繞技術(shù)上獲得重大突破，由齊二機(jī)床與哈爾濱工業(yè)大學(xué)合作的大型SKCR165/1200型數(shù)控纖維纏繞機(jī)在齊齊哈爾二機(jī)床（集團(tuán)）有限責(zé)任公司研制成功，此數(shù)控纖維纏繞機(jī)被視為是打破西方國家技術(shù)封鎖的替代進(jìn)口的高端產(chǎn)品。該數(shù)控纖維纏繞機(jī)為五坐標(biāo)控制、四坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)的樹脂基復(fù)合材料，纏繞成型構(gòu)件的大型數(shù)控專機(jī)。該機(jī)包括五坐標(biāo)控制四坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)的纏繞軌跡控制系統(tǒng)、張力自動(dòng)控制系統(tǒng)、溫度自動(dòng)控制系統(tǒng)和質(zhì)量保證系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)圓筒、圓錐、球、雙曲面回轉(zhuǎn)體、組合體回轉(zhuǎn)體等構(gòu)件纏繞，也可以進(jìn)行矩形截面、多項(xiàng)式等多維復(fù)雜曲面和組合體形狀結(jié)構(gòu)件纏繞。如火箭發(fā)動(dòng)機(jī)殼體、各種彈體、衛(wèi)星結(jié)構(gòu)件、水處理設(shè)備、天然氣儲(chǔ)罐、醫(yī)療防火用壓力容器等等。 當(dāng)前，我國玻璃纖維纏繞技術(shù)研究和應(yīng)用已初具規(guī)模，某些方面已接近或達(dá)到世界先進(jìn)水平，但從總體上來講，目前我國在這方面的研究和生產(chǎn)起步較晚，距離發(fā)達(dá)國家還有較大的差距，現(xiàn)仍處于非定型和非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)階段，纏繞機(jī)控制系統(tǒng)的通用化、標(biāo)準(zhǔn)化和系列化程度還不高。從纏繞技術(shù)角度來看，產(chǎn)品以軸對(duì)稱部件居多，屬成熟的低檔產(chǎn)品，而在高端產(chǎn)品上如中高壓纏繞彎管和T形三通管等很多工藝技術(shù)和許多新產(chǎn)品領(lǐng)域幾乎是無人涉足、長期空白。
