[發明專利]風電葉片主梁成型的纖維布自動鋪放方法及裝置

有效

• 申請號: 201710673395.5
• 申請日: 2017-08-09
• 公開（公告）號: CN107472982B
• 公開（公告）日: 2020-09-15
• 發明（設計）人: 張磊安;劉衛生;黃雪梅;袁光明;黃輝秀;袁偉;文永雙;于祥勇
• 申請（專利權）人: 山東理工大學
• 主分類號: B65H47/00
• 分類號: B65H47/00;B65H20/16;B65H20/04;B65H23/26;B65H35/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提供一種風電葉片主梁纖維布自動鋪層設備，包括主車和夾布定位裝置。主車包括上機架、下機架、布架、導向膠輥機構、布卷定位機構、送布機構、上機架左右調整機構、主車行走機構、布料切割機構；夾布定位裝置包括行走機構和夾布機構，夾布定位裝置在一端將布夾住，主車通過送布膠輥Ⅰ、送布膠輥Ⅱ驅動布輥使之與主車行進速度一致，保證了纖維布在鋪放過程中張力恒定，通過伺服電機驅動和同步帶的傳動方式，保證了鋪布長度的精度；在夾布定位裝置中通過絲杠驅動錯齒型的夾爪保證了纖維布夾持的穩定。本發明取代人工鋪放纖維布工作，機械化鋪布效率高，設備簡單易操作，大大降低了風電葉片的鋪布成本。

技術領域

本發明涉及風電葉片主梁纖維布鋪放技術，尤其是指一種風電葉片主梁成型的纖維布自動鋪放方法及裝置。

背景技術

目前風電葉片主梁纖維布的鋪設主要靠人工完成，完成一件大梁纖維布的鋪設需要兩名熟練工人來回走約6公里，耗時約2個小時。為了在保證精度的前提下改善工人的勞動環境和勞動強度，根據現場觀察和討論分析，擬模擬人工操作流程，用機電設備代替人工勞動，以降低勞動強度，提高勞動效率，穩定產品質量，需要發明一種風電葉片主梁成型的纖維布自動鋪放方法及裝置，取代現有的人工鋪放方式以提高風電葉片主梁纖維布鋪放質量和效率。

發明內容

本發明的目的在于針對上述人工鋪放方式的不足，提出一種機械化的自動鋪放裝置。

其技術方案為：風電葉片主梁成型的纖維布自動鋪放裝置包括行走放布的主車和夾布定位裝置。其中行走放布主車包括上機架、下機架、布架、導向膠輥機構、布卷定位機構、送布機構、上機架左右調整機構、主車行走機構、布料切割機構，其中上機架為四根方管焊接成的正方形框架，下機架的頂部為四根方管焊接成的寬度與上機架寬度相等的矩形框架，矩形框架的四個頂點分別豎直焊接有方管，方管的外側面與頂部矩形框架的側面平齊，方管的下端安裝有行走輪Ⅱ；布架包括布架連接架Ⅰ、布架連接架Ⅱ、布架橫梁Ⅰ、布架橫梁Ⅱ、布架橫梁Ⅲ，其中布架橫梁Ⅰ、布架橫梁Ⅱ、布架橫梁Ⅲ相互平行，并等間距焊接在弧狀的布架連接架Ⅱ上，一對布架連接架Ⅰ通過銷釘Ⅱ分別鉸接在上機架的一對平行邊的上端面上，布架連接架Ⅰ的另一端焊接有布架連接架Ⅱ，由于上機架鉸鏈支座的限制，布架可繞銷釘Ⅱ在90度范圍內活動；導向膠輥機構包括膠輥連接架、大膠輥、小膠輥、操作橫梁、膠輥支撐板，兩個L型的膠輥支撐板用螺釘分別固定在上機架的兩邊方管的上平面，大膠輥、小膠輥分別與膠輥連接架鉸接、操作橫梁與膠輥連接架成90度焊接在一起，大膠輥小膠輥、操作橫梁的軸線相互平行，膠輥連接架通過銷釘Ⅰ與膠輥支撐板的頂端一側鉸接，膠輥連接架壓在大膠輥兩端軸頸上；布卷定位機構包括擋板、擋板固定軸、固定支座，左右固定支座分別焊接到上機架左右方管的上平面前部，左右固定座分別與上機架左右方管內平面共面，擋板固定軸與固定支座鉸接在一起，T形擋板包括左右兩個相同的擋板，連接孔在上部一端突出處，分別焊接到擋板固定軸，擋板的下部后截面與上支架的方管內平面平行并且相接觸，左右擋板之間的距離與布卷的寬度相同，在左右擋板的限制下布卷的左右位置保持不變；送布機構包括下支撐板Ⅱ、下支撐板Ⅰ、送布膠輪Ⅰ、送布膠輪Ⅱ、送布電機、同步帶輪Ⅰ、同步帶輪Ⅱ、同步帶Ⅰ、軸承座Ⅰ、同步帶輪Ⅲ、同步帶輪Ⅳ、同步帶Ⅱ、布卷固定芯軸、滑槽，矩形的下支撐板Ⅱ和下支撐板Ⅰ別分固定在上機架左右方管內平面，送布膠輪Ⅰ和送布膠輪Ⅱ的直徑相等，軸線平行且軸線均在同一水平面內，其表面均為帶有平行齒槽的膠皮，均通過軸承座Ⅰ固定在下支撐板Ⅰ和下支撐板Ⅱ上，送布電機固定在下支撐板Ⅰ上，與送布膠輪Ⅰ和送布膠輪Ⅱ軸線平行，且位于同一水平面內，布卷放到送布膠輪Ⅰ和送布膠輪Ⅱ之間的正上方，兩個滑槽截面成C形，C形背面分別豎直焊接到上機架兩側方管的內平面，布卷固定芯軸有兩個軸肩，其兩端軸頸處裝有軸承，布卷固定芯軸穿過布卷的中心孔，鋪布過程中隨布卷直徑的減小，布卷固定芯軸在滑槽內向下滑動，同步帶輪Ⅱ固定在送布電機的輸出軸上，同步帶輪Ⅰ固定在送布膠輪Ⅰ的一側，同步帶輪Ⅱ、同步帶輪Ⅰ軸線在同一水平面內，同步帶輪Ⅱ和同步帶輪Ⅰ通過同步帶Ⅰ連接在一起，同步帶輪Ⅲ固定在送布膠輪Ⅰ的另一側，同步帶輪Ⅳ固定在送布膠輪Ⅱ的一側，通過同步帶連接到一起，送布電機通過同步帶輪Ⅱ、同步帶Ⅰ、同步帶輪Ⅰ、同步帶輪Ⅲ、同步帶Ⅱ、同步帶輪Ⅳ使送布膠輪Ⅰ和送布膠輪Ⅱ同轉向且同步轉動；上機架左右調整機構包括調整電機支撐板、調整電機、聯軸器Ⅰ、絲杠螺母Ⅰ、絲杠Ⅰ、導軌、滑塊，調整電機支撐板開有一個電機定位孔、四個電機固定孔、兩個對稱的長孔，調整電機支撐板通過長孔用螺栓豎直固定到下機架的外側，調整電機通過固定在調整電機支撐板，調整電機輸出軸通過聯軸器Ⅰ與絲杠Ⅰ連接，絲杠螺母Ⅰ通過螺栓與上機架一側方鋼連接，兩導軌分別固定在下機架前后方管的上平面中間位置，4個滑塊分別固定在上機架前后方管的下底面，前后方管下底面各裝有兩個滑塊，前后滑塊的垂直距離與兩導軌之間的寬度相等，調整電機通過絲杠Ⅰ、絲杠螺母Ⅰ驅動上機架在導軌上左右滑動；主車行走機構包括行走電機Ⅰ、行走電機支撐板、同步帶輪Ⅴ、同步帶Ⅲ、同步帶輪Ⅵ、傳動軸、同步帶輪Ⅶ、同步帶Ⅳ、同步帶輪Ⅷ、行走輪Ⅰ、行走輪Ⅱ、軸承座Ⅱ、行走軸、螺釘Ⅱ, 行走電機支撐板水平固定在下機架豎直方管上方內側，與下支撐板Ⅱ平行，行走電機Ⅰ通過螺栓與行走電機支撐板連接，行走電機Ⅰ位于下機架外部且尾部朝向外側，其輸出軸固定有同步帶輪Ⅴ，傳動軸固定在下機架的豎直方管的上方，傳動軸長度大于下機架的長度，并且傳動軸兩側伸出下機架的伸長量相等，傳動軸的兩端及傳動軸與同步帶輪Ⅴ共面處分別裝有同步帶輪Ⅶ、同步帶輪Ⅵ，行走輪Ⅰ安裝到下機架豎直方管下方中間位置，同步帶輪Ⅷ安裝到下機架的前方管下方的外側，同步帶輪Ⅷ、行走輪Ⅰ均與下支撐板Ⅱ平行，同步帶輪Ⅷ、行走輪Ⅰ通過行走軸連接在一起，行走電機Ⅰ通過同步帶輪Ⅴ、同步帶Ⅲ、同步帶輪Ⅵ的傳動驅動傳動軸轉動，傳動軸通過同步帶輪Ⅶ、同步帶Ⅳ、同步帶輪Ⅷ的傳動驅動行走輪Ⅰ在導軌上行走，行走軸通過承座Ⅱ、螺釘Ⅱ安裝到下機架的下方方管內，行走輪Ⅱ固定在行走軸上，行走輪Ⅱ與通過下支撐板Ⅱ平行，行走輪Ⅱ作為從動輪轉動；布料切割機構包括切布電機、聯軸器Ⅱ、絲杠Ⅱ、螺母Ⅱ、直線導軌、直線軸承、滑動支架、旋轉氣缸、氣缸、夾布膠輥Ⅰ、夾布膠輥Ⅱ、切刀、連接架，兩條直線導軌分別水平固定在下支撐板Ⅰ和下支撐板Ⅱ，切布電機固定在一側的下支撐板Ⅱ，切布電機尾部朝向外側，切布電機輸出軸通過聯軸器Ⅱ與絲杠Ⅱ相連接，滑動支架為開有中心對稱的三個孔的長方體，兩根直線導軌分別穿過安裝有直線軸承的滑動支架的外側孔，絲杠Ⅱ穿過裝有螺母Ⅱ的滑動支架的中間孔，旋轉氣缸固定在滑動支架的下底面，旋轉氣缸的輸出軸與連接架的一端固定，連接架的另一端固定有切刀，兩個氣缸分別水平固定到下支撐板Ⅰ和下支撐板Ⅱ外側面，銷釘Ⅳ的一端為扁平狀，另一段為圓柱形，圓柱形一端裝有軸承，夾布膠輥Ⅰ與裝有軸承一端的銷釘Ⅳ相鉸接，銷釘Ⅳ扁平的一端用螺栓固定到氣缸的活塞桿上，夾布膠輥Ⅱ兩端通過裝有軸承的銷釘Ⅲ與下支撐板Ⅰ和下支撐板Ⅱ上相鉸接，夾布膠輥Ⅱ可轉動，切割時，兩個氣缸的活塞桿帶動夾布膠輥Ⅰ移動，布料被夾布膠輥Ⅰ和夾布膠輥Ⅱ夾住，旋轉氣缸將切刀轉到切割位，滑動支架在切布電機的驅動下，由一側切割到另一側；其特征為在于夾布定位裝置包括主機架、腿板、夾布定位裝置行走機構、夾布機構，主機架由四根方管焊接而成，整體呈長方形，主機架兩側面的前后位置分別焊接有腿板；夾布定位裝置行走機構包括行走電機Ⅱ、行走電機Ⅱ支架、同步帶輪Ⅸ、同步帶Ⅴ、同步帶輪Ⅹ、傳動軸Ⅱ、行走輪Ⅲ、軸承座Ⅲ，行走電機Ⅱ支架開有一個電機定位孔、四個電機固定螺栓孔、四個支架固定螺栓孔，行走電機Ⅱ支架固定在主機架后方管外側面，行走電機Ⅱ尾部朝向里側，行走電機Ⅱ的輸出軸固定有同步帶輪Ⅸ，傳動軸Ⅱ通過軸承座Ⅲ固定到兩腿板的下方，傳動軸Ⅱ與行走電機Ⅱ的軸線平行且在同一垂直平面內，傳動軸Ⅱ靠近腿板的內側安裝有行走輪Ⅲ，傳動軸Ⅱ兩端靠近腿板的外側安裝有同步帶輪Ⅹ，同步帶Ⅴ連接同步帶輪Ⅸ和同步帶輪Ⅹ，行走電機Ⅱ通過步帶輪Ⅸ、同步帶Ⅴ、同步帶輪Ⅹ驅動傳動軸Ⅱ轉動，傳動軸Ⅱ帶動左右行走輪Ⅲ轉動；夾布機構包括夾布電機、夾布電機支撐板、聯軸器Ⅲ、絲杠Ⅲ、螺母Ⅲ、移動連接架、銷釘Ⅴ、銷釘Ⅵ、連接板Ⅰ、連接板Ⅱ、下夾板、上夾板、夾板支架,夾布電機支撐板一端開有兩個平行的長孔，另一端開有電機定位孔和電機固定螺栓孔，夾布電機支撐板中心對稱，用螺栓通過長孔將夾布電機支撐板固定到主機架后方管內側中間位置，夾布電機固定到夾布電機支撐板，夾布電機尾部朝向外側，夾布電機輸出軸通過聯軸器Ⅲ與絲杠Ⅲ相連接，移動連接架呈“凹”形，底部開孔，在開孔處固定螺母Ⅲ，移動連接架在側面開有兩個通孔，兩通孔中心對稱，連接板Ⅰ兩端呈圓柱狀，在垂直軸線方向的兩端側面分別開有通孔，連接板Ⅱ一端呈圓柱形，并開有圓孔，另一端與夾板焊接在一起，連接板Ⅰ的一端與移動連接架的通孔通過銷釘Ⅴ鉸接在一起，連接板Ⅰ的另一端與連接板Ⅱ的孔通過銷釘Ⅵ鉸接在一起，夾板支架呈“L”形，底部左右方向開有螺栓固定孔，正面沿中心線上下方向開有兩通孔，底部固定到主機架兩側方管上平面，上夾板和下夾板呈錯齒型，分別通過左右夾板支架與主機架鉸接，夾布電機通過聯軸器Ⅲ、絲杠Ⅲ、螺母Ⅲ驅動移動連接架前后移動，移動連接架通過連接板Ⅰ、連接板Ⅱ、銷釘Ⅴ、銷釘Ⅵ驅動上夾板、下夾板的加緊和松開。