[發明專利]一種適用于復合材料的編織成型工藝及編織機械

在審

• 申請號: 201510813232.3
• 申請日: 2015-11-20
• 公開（公告）號: CN105297278A
• 公開（公告）日: 2016-02-03
• 發明（設計）人: 李慶宇;彭青寧;藺庚立;王輝;李繼紅;武凱;王棟
• 申請（專利權）人: 國家電網公司;國網陜西省電力公司檢修公司
• 主分類號: D04C3/40
• 分類號: D04C3/40
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 徐文權

技術領域

本發明涉及一種編織工藝及編織機械，尤其涉及一種適用于復合材料的編織成型工藝及編織機械。

背景技術

眾所周知目前復合材料層間結構容器的成型工藝主要為手糊成型和纏繞成型。手糊成型存在勞動強度大、制品強度低、生產效率低、產品同一性差等不足。而纏繞成型目前雖然已經實現機械化、自動化，但纏繞成型制品的形狀有局限性，不太適宜于方形、帶凹曲線表面容器的制造和有連續拐角表面容器的制造。紗線無論施加多大張力都無法緊密箍緊在方形平面上，所以方形容器纏繞效果不理想；帶凹曲線表面容器的制造和有連續拐角表面容器無論從模具的運動軌跡還是絲嘴得路徑不能適應其均勻纏繞的參數設定。同時為了連接配件常常需要對制品進行切割、鉆孔或開槽等，在制品的開孔周圍因為存在高度的應力集中而層間剪切強度很低，纏繞結構的強度也大大降低，局部補強也很難實現強度均衡。

發明內容

針對上述問題，本發明的目的是提供一種適用于復合材料的編織成型工藝及編織機械，通過編織機和機械手的復合運動實現復合材料容器的編織成型，幾乎適用于各種形狀容器，尤其方形、帶凹曲線表面復合材料容器的連續制造和有連續拐角表面復合材料容器的連續制造。

為實現上述目的，本發明采取以下技術方案：

一種適用于復合材料的編織機械，包括一種編織機，在編織機大圓上沿圓周規律性布置著至少兩種類型的紗線錠子，各種紗線錠子在編織機大圓上按照設定的軌跡公轉，且交叉運行，使各種紗線之間能夠相互交織；

在編織機大圓的內側，固定著兩個同樣大小且并列的圓環，兩個圓環之間留有夾縫，在兩個圓環內側由一機械手夾持著芯模，所述機械手帶動芯模在編織機大圓中軸線上前后移動，或輔以一定傾斜角度的移動；

所述紗線錠子上的紗線從紗線錠子上引出，穿過所述夾縫，紗線端頭部分固定到芯模上。

進一步，所述紗線錠子有2～3種，其中的至少有兩種采用“∞”圖形方式交叉運行。

進一步，同種類型的紗線錠子之間，以及別類紗線錠子之間，都相互間隔一定距離運行。

進一步，所述夾縫的寬度僅夠紗線穿過。

進一步，所述兩個圓環與編織機大圓同軸心，所述芯模設置在編織機大圓中軸線上。

進一步，所述紗線錠子在編織機大圓上公轉的同時，所述機械手夾持住芯模在所述中軸線上同步運動，使芯模從頭端移動到尾端，然后再從尾端移動到頭端，如此往復。

一種復合材料的編織成型工藝，包括以下步驟：

1)根據預設的編織效果，安排編織紗線的種類，排布紗線錠子在編織機大圓上的位置及運行軌跡，各種類型的紗線分別纏滿在對應的紗線錠子上；

2)在編織機大圓內側固定兩個平行的圓環，兩圓環之間的夾縫正對著頂部編織機大圓上的紗線錠子，紗線從紗線錠子上引出來，沿兩個圓環之間的夾縫穿過，紗線端頭固定到芯模一端的環周表面上；

3)用機械手夾持住芯模的另一端，芯模位于編織機大圓的中軸線上；

4)同時啟動編織機和機械手，讓紗線錠子沿著大圓上的軌跡運動，各紗線錠子之間交叉運行讓紗線相互編織，機械手同時沿著編織機中軸線方向移動芯模，讓相互編織后的紗線附著到芯模表面上；

5)當紗線編織到芯模另一端的時候，機械手再反方向移動芯模，使紗線再向回編織，如此往復，使紗線一層一層地編織到芯模上，直到到達指定的厚度，形成復合編織層；

6)編織厚度達到要求后，便可把帶有編織層的芯模取下，在合適的環境下固化成型，經脫模、后加工工序獲得成型編織物。

進一步，所排布的紗線錠子至少有兩種錠子在編織機大圓上成“∞”形連續交叉運行，將所有紗線編織在一起。

進一步，紗線錠子公轉的速度與芯模移動的速度決定了紗線編織的角度，其關系是：芯模移動的速度快，紗線錠子公轉的速度慢，則編織在芯模上的紗線與中軸線的夾角就??；反之芯模移動的速度慢，紗線錠子公轉的速度快，則編織在芯模上的紗線與中軸線的夾角就大。如此就可以通過調節紗線錠子公轉的速度與芯模移動的速度，達到預設的編織角度。

進一步，機械手在夾持住芯模沿中軸線上前后移動的同時，還可以將芯模傾斜和/或旋轉一定角度。

本發明由于采取以上技術方案，其具有以下優點：

1、本發明設計的編織機械不受芯模的限制，幾乎任何形狀都可以作為編織物的模具，所以適用性廣。

2、編織紗線種類多，紗線運動軌跡可自行設計，所以編織效果靈活多樣。