專(zhuān)利名稱：平輥排紗的纖維纏繞方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是平輥排紗纖維纏繞的技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
纖維纏繞中紗束的展平程度和排紗精度是影響纏繞構(gòu)件質(zhì)量的關(guān)鍵因素。而紗束的展平最終是由纖維纏繞機(jī)擺頭部件上排紗輥實(shí)現(xiàn)?，F(xiàn)有的纖維纏繞機(jī)擺頭一般采用無(wú)動(dòng)力隨動(dòng)結(jié)構(gòu)或圓環(huán)結(jié)構(gòu)。由此，帶來(lái)的缺點(diǎn)是(1)隨動(dòng)擺頭由于擺頭轉(zhuǎn)動(dòng)靠紗線帶動(dòng)，當(dāng)張力比較小或紗帶比較窄時(shí)，擺頭會(huì)出現(xiàn)擺動(dòng)不到位的情況，影響紗束展平和排紗精度；(2)圓環(huán)結(jié)構(gòu)由于排紗輥為環(huán)形，排紗時(shí)產(chǎn)生聚紗效果，紗束呈中間厚兩邊薄的現(xiàn)象，展紗效果不好。另外，纏繞時(shí)紗束隨纏繞位置和角度的不同，沿圓環(huán)左右滑動(dòng)，從而影響排紗精度，紗線磨損也比較嚴(yán)重，直接影響纏繞制品的質(zhì)量。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了克服現(xiàn)有纖維纏繞機(jī)的無(wú)動(dòng)力隨動(dòng)擺頭與圓環(huán)結(jié)構(gòu)擺頭存在紗束展平不好、排紗精度低、聚紗效果明顯、紗線磨損嚴(yán)重的問(wèn)題，進(jìn)而提供一種平輥排紗的纖維纏繞方法。
本發(fā)明的纏繞步驟為一、將芯模裝夾在數(shù)控纖維纏繞機(jī)的三爪卡盤(pán)與頂尖之間；二、根據(jù)芯模的大小、懸線的長(zhǎng)度以及纏繞角的大小決定擺頭回轉(zhuǎn)平面相對(duì)落紗點(diǎn)A的位置，其決定原則為芯模越大、懸線越長(zhǎng)或纏繞角越大，平面位置離芯模芯軸就越遠(yuǎn)，反之就越近；三、確定纏繞的線型軌跡方程，其確定原則為根據(jù)芯模的形狀、承載能力的要求設(shè)計(jì)的纖維纏繞軌跡，即落紗點(diǎn)A的運(yùn)動(dòng)軌跡，該軌跡一般為測(cè)地線或非測(cè)地線；對(duì)測(cè)地線或非測(cè)地線軌跡方程離散化后，得到多個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)，通過(guò)動(dòng)靜坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換(即把動(dòng)坐標(biāo)系下的A點(diǎn)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換到靜坐標(biāo)系下的坐標(biāo))使A點(diǎn)處于圖示象限位置；四、確定A1、B1以及出紗點(diǎn)B(如圖3)的坐標(biāo)；五、按下列公式求取β角
s1＝BB1＝AB1·ctgα＝(R+a)cos(δ)ctgα，s2＝Rcos(δ)其中sin(δ)=RR+a]]>ctg(β)=BB1A1B1=s1s2=ctg(α)cos(δ)(R+a)cos(δ)R=ctg(α)R+aR;]]>六、根據(jù)纏繞機(jī)A坐標(biāo)的擺角β、出紗點(diǎn)B坐標(biāo)等參數(shù)編寫(xiě)纏繞數(shù)控代碼，將纏繞數(shù)控代碼輸入到數(shù)控纖維纏繞機(jī)中，數(shù)控纖維纏繞機(jī)完成對(duì)芯模的纖維纏繞。
本發(fā)明能使排紗精度達(dá)到0.01mm，使精度得到保證；擺頭平輥結(jié)構(gòu)展紗效果明顯，纏繞構(gòu)件的含膠量和形狀尺寸更易控制；構(gòu)件表面平整，不用二次加工。同時(shí)，可采用更寬的紗束纏繞，大大提高纏繞效率。


圖1是本發(fā)明的纏繞步驟流程圖，圖2是本發(fā)明的方法步驟三中的纏繞紗線軸向投影示意圖，圖3是本發(fā)明的方法步驟四中的紗線投影示意圖。
具體實(shí)施例方式
具體實(shí)施方式
一結(jié)合圖1、圖2、圖3說(shuō)明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式的纏繞步驟為一、將芯模裝夾在數(shù)控纖維纏繞機(jī)的三爪卡盤(pán)與頂尖之間；二、根據(jù)芯模的大小、懸線的長(zhǎng)度以及纏繞角的大小決定擺頭回轉(zhuǎn)平面相對(duì)落紗點(diǎn)A的位置，其決定原則為芯模越大、懸線越長(zhǎng)或纏繞角越大，平面位置離芯模芯軸就越遠(yuǎn)，反之就越近；三、確定纏繞的線型軌跡方程，其確定原則為根據(jù)芯模的形狀、承載能力的要求設(shè)計(jì)的纖維纏繞軌跡，即落紗點(diǎn)A的運(yùn)動(dòng)軌跡，該軌跡一般為測(cè)地線或非測(cè)地線；對(duì)測(cè)地線或非測(cè)地線軌跡方程離散化后，得到多個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)，通過(guò)動(dòng)靜坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換(即把動(dòng)坐標(biāo)系下的A點(diǎn)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換到靜坐標(biāo)系下的坐標(biāo))使A點(diǎn)處于圖示象限位置；其確定步驟為(如圖2)1、取芯模截面，半徑用R表示及軸心O；2、取擺頭中心軌跡投影點(diǎn)B、B1和落紗點(diǎn)A，滿足半徑OA垂直于線段AB，即懸線AB為截面上過(guò)A點(diǎn)的切線；3、連接OB，與芯模表面交于E點(diǎn)；4、過(guò)點(diǎn)A作OB的垂線AA2；(其中AA2的長(zhǎng)度就是落紗點(diǎn)的高度s2)取BE的長(zhǎng)度為a，線段AB和線段OB的夾角為δ；
四、具體確定A1、B1以及出紗點(diǎn)B(如圖3)；其確定步驟為1、根據(jù)步驟二，繪制擺頭回轉(zhuǎn)平面和落紗點(diǎn)A；2、過(guò)A點(diǎn)向擺頭回轉(zhuǎn)平面垂直投影，垂足為A1點(diǎn)；3、取芯模芯軸在擺頭回轉(zhuǎn)平面上的投影BB1；該直線就是平輥中心的軌跡線；5、過(guò)A1點(diǎn)作直線BB1的垂線，并連接A1B1，證得AB1垂直于BB1；其中，線段A1B1的長(zhǎng)度為絡(luò)紗點(diǎn)高度s2；6、根據(jù)纏繞角α的大小確定線段AB，其中B點(diǎn)為直線AB與直線BB1的交點(diǎn)；線段BB1的長(zhǎng)度是纏繞超長(zhǎng)s1；7、連接A1和B兩點(diǎn)，得線段A1B，并過(guò)B點(diǎn)在擺頭回轉(zhuǎn)平面內(nèi)作垂直于直線A1B的垂線，即圖中平輥位置；8、過(guò)B點(diǎn)作直線BB1的垂線，平輥與該直線的夾角為β，即為纏繞機(jī)A坐標(biāo)的擺角；五、按下列公式求取β角s1＝BB1＝AB1·ctgα＝(R+a)cos(δ)ctgα，s2＝Rcos(δ)其中sin(δ)=RR+a]]>ctg(β)=BB1A1B1=s1s2=ctg(α)cos(δ)(R+a)cos(δ)R=ctg(α)R+aR;]]>s1為纏繞超長(zhǎng)(見(jiàn)圖3)；s2為絡(luò)紗點(diǎn)相對(duì)芯模軸心水平面的高度(見(jiàn)圖3)；α為纏繞角，是纏繞軌跡線在落紗點(diǎn)A的切線與芯模母線之間的夾角(見(jiàn)圖3)；R為芯模過(guò)當(dāng)前落紗點(diǎn)A的截面的半徑(見(jiàn)圖2)；a為出紗點(diǎn)到芯模表面的距離(見(jiàn)圖2)；β為擺頭的轉(zhuǎn)角(見(jiàn)圖3)；δ為纖維懸線與水平面的夾角(見(jiàn)圖2)；六、根據(jù)纏繞機(jī)A坐標(biāo)的擺角β、出紗點(diǎn)B坐標(biāo)等參數(shù)編寫(xiě)纏繞數(shù)控代碼，將纏繞數(shù)控代碼輸入到數(shù)控纖維纏繞機(jī)中，數(shù)控纖維纏繞機(jī)完成對(duì)芯模的纖維纏繞。
上述數(shù)控纖維纏繞機(jī)選用的型號(hào)為HG-2噴管大型數(shù)控?cái)?shù)控纖維纏繞機(jī)。
權(quán)利要求
1.平輥排紗的纖維纏繞方法，其特征在于它的纏繞步驟為(一)、將芯模裝夾在數(shù)控纖維纏繞機(jī)的三爪卡盤(pán)與頂尖之間；(二)、根據(jù)芯模的大小、懸線的長(zhǎng)度以及纏繞角的大小決定擺頭回轉(zhuǎn)平面相對(duì)落紗點(diǎn)A的位置，其決定原則為芯模越大、懸線越長(zhǎng)或纏繞角越大，平面位置離芯模芯軸就越遠(yuǎn)，反之就越近；(三)、確定纏繞的線型軌跡方程，其確定原則為根據(jù)芯模的形狀、承載能力的要求設(shè)計(jì)的纖維纏繞軌跡，即落紗點(diǎn)A的運(yùn)動(dòng)軌跡，該軌跡一般為測(cè)地線或非測(cè)地線；對(duì)測(cè)地線或非測(cè)地線軌跡方程離散化后，得到多個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)，通過(guò)動(dòng)靜坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換使A點(diǎn)處于圖示象限位置；(四)、確定A1、B1以及出紗點(diǎn)B的坐標(biāo)；(五)、按下列公式求取β角s1＝BB1＝AB1·ctgα＝(R+a)cos(δ)ctgα，s2＝Rcos(δ)其中sin(δ)=RR+a]]>ctg(β)=BB1A1B1=s1s2=ctg(α)cos(δ)(R+a)cos(δ)R=ctg(α)R+aR;]]>(六)、根據(jù)纏繞機(jī)A坐標(biāo)的擺角β、出紗點(diǎn)B坐標(biāo)等參數(shù)編寫(xiě)纏繞數(shù)控代碼，將纏繞數(shù)控代碼輸入到數(shù)控纖維纏繞機(jī)中，數(shù)控纖維纏繞機(jī)完成對(duì)芯模的纖維纏繞。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的平輥排紗的纖維纏繞方法，其特征在于步驟三中的確定步驟為(1)、取芯模截面，半徑用R表示及軸心O；(2)、取擺頭中心軌跡投影點(diǎn)B、B1和落紗點(diǎn)A，滿足半徑OA垂直于線段AB，即懸線AB為截面上過(guò)A點(diǎn)的切線；(3)、連接OB，與芯模表面交于E點(diǎn)；(4)、過(guò)點(diǎn)A作OB的垂線AA2；取BE的長(zhǎng)度為a，線段AB和線段OB的夾角為δ。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的平輥排紗的纖維纏繞方法，其特征在于步驟四中的確定步驟為(1)、根據(jù)步驟二，繪制擺頭回轉(zhuǎn)平面和落紗點(diǎn)A；(2)、過(guò)A點(diǎn)向擺頭回轉(zhuǎn)平面垂直投影，垂足為A1點(diǎn)；(3)、取芯模芯軸在擺頭回轉(zhuǎn)平面上的投影BB1；該直線就是平輥中心的軌跡線；(5)、過(guò)A1點(diǎn)作直線BB1的垂線，并連接A1B1，證得AB1垂直于BB1；其中，線段A1B1的長(zhǎng)度為絡(luò)紗點(diǎn)高度s2；(6)、根據(jù)纏繞角α的大小確定線段AB，其中B點(diǎn)為直線AB與直線BB1的交點(diǎn)；線段BB1的長(zhǎng)度是纏繞超長(zhǎng)s1；(7)、連接A1和B兩點(diǎn)，得線段A1B，并過(guò)B點(diǎn)在擺頭回轉(zhuǎn)平面內(nèi)作垂直于直線A1B的垂線，即圖中平輥位置；(8)、過(guò)B點(diǎn)作直線BB1的垂線，平輥與該直線的夾角為β，即為纏繞機(jī)A坐標(biāo)的擺角。
全文摘要
平輥排紗的纖維纏繞方法，它涉及的是平輥排紗纖維纏繞的技術(shù)領(lǐng)域。它是為了克服現(xiàn)有纖維纏繞機(jī)的無(wú)動(dòng)力隨動(dòng)擺頭與圓環(huán)結(jié)構(gòu)擺頭存在紗束展平不好、排紗精度低、聚紗效果明顯、紗線磨損嚴(yán)重的問(wèn)題。纏繞步驟為(一)、將芯模裝夾在數(shù)控纖維纏繞機(jī)的三爪卡盤(pán)與頂尖之間；(二)、決定擺頭回轉(zhuǎn)平面相對(duì)落紗點(diǎn)A的位置；(三)、確定纏繞的線型軌跡方程；(四)、具體確定A1、B1以及出紗點(diǎn)B；(五)、求取β角(六)、將纏繞數(shù)控代碼輸入到數(shù)控纖維纏繞機(jī)中，完成對(duì)芯模的纖維纏繞。本發(fā)明能使排紗精度達(dá)到0.01mm，使精度得到保證；擺頭平輥結(jié)構(gòu)展紗效果明顯，纏繞構(gòu)件的含膠量和形狀尺寸更易控制；構(gòu)件表面平整，不用二次加工。
文檔編號(hào)B29C70/40GK1911637SQ20061001047
公開(kāi)日2007年2月14日 申請(qǐng)日期2006年8月31日 優(yōu)先權(quán)日2006年8月31日
發(fā)明者韓振宇, 富宏亞, 付云忠, 路華, 王永章, 韓德東 申請(qǐng)人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)