基本信息
- 項目名稱：
- 新型玻璃纖維數控纏繞機
- 小類：
- 機械與控制
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡介：
- 當前的玻璃纖維纏繞機芯模裝卸效率低、安裝精度差，制品質量不易控制，以及樹脂生產性浪費大，本次設計發(fā)明通過改進其結構和生產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部門的認可。
- 詳細介紹：
- 當前的玻璃纖維纏繞機芯模安裝多為固定支架式，其安裝工序復雜，費工費時；芯模對中、平衡困難，致使芯模速度波動較大，回轉精度差，從而導致隨動排紗小車動態(tài)響應困難，排紗布紗均勻性差，制品質量不易控制。 另外，由于現(xiàn)有的玻璃纖維纏繞機采用的多是濕法纏繞工藝，流膠現(xiàn)象嚴重，造成樹脂生產性浪費較大，大幅增加了生產成本 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構，采用了自由托架式芯模安放工藝和結構，以期達到芯?？焖傺b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
設計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術關鍵和主要技術指標
- 一、發(fā)明目的 解決當前玻璃纖維纏繞機芯模裝卸效率低、安裝精度差，制品質量不易控制，以及樹脂生產性浪費大的問題。 二、基本思路 當前的玻璃纖維纏繞機芯模安裝多為固定支架式，其安裝工序復雜，費工費時；芯模對中、平衡困難，致使芯模速度波動較大，回轉精度差，從而導致隨動排紗小車動態(tài)響應困難，排紗布紗均勻性差，制品質量不易控制。 另外，由于現(xiàn)有的玻璃纖維纏繞機采用的多是濕法纏繞工藝，流膠現(xiàn)象嚴重，大幅增加了生產成本。 鑒于以上問題我們做了如下改進 1.使用自由托架式芯模安裝結構代替固定支架結構，實現(xiàn)芯模無心安裝，自動對心； 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，大幅提高了生產效率； 3.改用半干法的纏繞工藝，可使制品中的氣泡含量降低，提高了制品質量； 三、創(chuàng)新點 1.芯模無心安裝，實現(xiàn)了快速裝卸，大大減少工時；自動對心，可完全消除由芯模安裝帶來的附加動載荷引起的速度波動。 2.將濕法纏繞改為半干法纏繞，增設電磁加熱裝置，減少了樹酯消耗量，加快了纏繞速度，提高了生產效益。 四、技術關鍵 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構優(yōu)化3.托輥不粘膠工藝及芯模滑轉控制。 五、主要技術指標（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
科學性、先進性
- 一、科學性 1．可行性。選用合理的樹脂配方與托輥，可實現(xiàn)提高纏繞精度、保證纏繞質量；還可達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構簡單，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間，提高了生產效率。 3．易用性。該設備操作方便，工作人員只需通過數控裝置即可控制整套設備的運轉。 二、先進性 1．技術新。將半干法應用在玻璃纖維領域，降低了生產成本；芯模無心安裝，實現(xiàn)了快速裝卸；芯模自動對心，可消除由芯模安裝帶來的附加動載荷引起的速度波動。 2．生產效益高。各項經濟技術指標（能耗、制造成本、維護成本）均優(yōu)于先前設備。如現(xiàn)有設備的排紗精度很低，甚至可達30-40mm，而改進后的設備為±3mm；使用先前設備加工直徑5米，長10米左右的罐體約需12小時，輔助工時（罐體裝卸、制品晾曬）占大部分。采用本套設備后，輔助工時幾乎可忽略，每天可加工類似罐體6個，此外還可以節(jié)省5%左右的樹脂膠。
獲獎情況及鑒定結果
- 無
作品所處階段
- 實驗階段
技術轉讓方式
- 無
作品可展示的形式
- 模型 圖紙 現(xiàn)場演示 圖片
使用說明,技術特點和優(yōu)勢,適應范圍,推廣前景的技術性說明,市場分析,經濟效益預測
- 一、使用說明 本發(fā)明用于玻璃鋼管道及對稱回轉體玻璃鋼制品結構層制作。 二、技術特點和優(yōu)勢 (一)采用無心安裝可以極大的減少輔助工時； (二)采用自動調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：新型纏繞機總生產效率最少提高5倍。 三、適用范圍 新型玻璃纖維纏繞機廣泛應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體制品。 四、推廣前景、市場分析、經濟效益預測 據玻璃鋼行業(yè)專業(yè)網站統(tǒng)計湖北有玻璃鋼制品廠家14家，全國每年需求約600臺以上。 目前現(xiàn)有同型國產設備的制造成本為5萬多人民幣，市場售價為15～16萬。經改進的設備成本在7萬元左右，預計市場售價為20萬元，按照湖北萬乘科技有限公司現(xiàn)有銷售80臺/年計算，年銷售收入可達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概況： 自1947年美國Kenog公司成功地制造了世界上第一臺纏繞機戶來，不到半個世紀，纏繞機已經歷了下述三個階段： 1、機械式纖維纏繞機 纖維纏繞技術始于40年代美國發(fā)展導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纏繞機，60年代初，多家公司開始提供機械式纏繞機。 2、數字程序控制纖維纏繞機 到60年代中期，應火箭發(fā)動機成型的特殊纏繞要求，出現(xiàn)了控制更加復雜的纏繞機。 3、計算機控制纏繞機 1973年Entec公司按美國政府合同開發(fā)了第一臺微處理器控制的纏繞機，直至1976年第一個商業(yè)化標準纏繞機才投放市場。 二、國內玻璃纖維纏繞機的發(fā)展概況 我國的纏繞技術與國際先進水平差距較大。自從1958年第一個FRP樣品生產出來以后，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，它主要用于回轉體的纖維纏繞穩(wěn)定軌跡設計。2007年我國在數控纏繞技術上獲得重大突破，由齊二機床與哈爾濱工業(yè)大學合作的大型SKCR165/1200型數控纖維纏繞機在齊齊哈爾二機床（集團）有限責任公司研制成功，此數控纖維纏繞機被視為是打破西方國家技術封鎖的替代進口的高端產品。該數控纖維纏繞機為五坐標控制、四坐標聯(lián)動的樹脂基復合材料，纏繞成型構件的大型數控專機。該機包括五坐標控制四坐標聯(lián)動的纏繞軌跡控制系統(tǒng)、張力自動控制系統(tǒng)、溫度自動控制系統(tǒng)和質量保證系統(tǒng)，可實現(xiàn)圓筒、圓錐、球、雙曲面回轉體、組合體回轉體等構件纏繞，也可以進行矩形截面、多項式等多維復雜曲面和組合體形狀結構件纏繞。如火箭發(fā)動機殼體、各種彈體、衛(wèi)星結構件、水處理設備、天然氣儲罐、醫(yī)療防火用壓力容器等等。 當前，我國玻璃纖維纏繞技術研究和應用已初具規(guī)模，某些方面已接近或達到世界先進水平，但從總體上來講，目前我國在這方面的研究和生產起步較晚，距離發(fā)達國家還有較大的差距，現(xiàn)仍處于非定型和非標準設計、生產階段，纏繞機控制系統(tǒng)的通用化、標準化和系列化程度還不高。從纏繞技術角度來看，產品以軸對稱部件居多，屬成熟的低檔產品，而在高端產品上如中高壓纏繞彎管和T形三通管等很多工藝技術和許多新產品領域幾乎是無人涉足、長期空白。
