[發明專利]零能耗消除大長徑比圓柱型芯模彎曲變形的裝置及方法

在審

• 申請號: 202010695055.4
• 申請日: 2020-07-19
• 公開（公告）號: CN111923296A
• 公開（公告）日: 2020-11-13
• 發明（設計）人: 張棟;沈興全;武濤;苗鴻賓;董振;羅世通;張方超
• 申請（專利權）人: 中北大學
• 主分類號: B29C33/76
• 分類號: B29C33/76;B29C70/30;B29C70/54
• 代理公司: 太原晉科知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 14110
• 代理人: 任林芳

本發明零能耗消除大長徑比圓柱型芯模彎曲變形的裝置及方法，屬于芯模制造技術領域；該裝置包括芯模主體、直線度傳感器，芯模主體內壁環繞設置有模內永磁鐵，芯模主體的上方和/或下方設有外部永磁鐵；直線度傳感器用于測量芯模主體的彎曲方向及程度，外部永磁鐵與芯模主體之間的距離可調，通過改變外部永磁鐵對芯模主體的作用力從而消除彎曲變形，進而提高了利用芯模纏繞出的產品的質量和精度。

技術領域

本發明屬于芯模制造技術領域，特別涉及一種零能耗消除大長徑比圓柱型芯模彎曲變形的裝置及方法。

背景技術

因纖維纏繞成型制得產品相比傳統加工產品具有強度高、重量輕、可靠性高、產品質量穩定（芯模精度越高，產品質量越高）、成本低（在同一產品上，可合理配選若干種材料使其再復合，達到最佳的技術經濟效果）等特點，現眾多產品，如壓力容器、導彈發射管、飛機機體等都采用芯模纏繞成型的方法。根據纖維纏繞成型時樹脂基體的物理化學狀態不同，分為干法纏繞、濕法纏繞和半干法纏繞三種，其中，又以濕法纏繞水平芯模應用最為普遍。而其中一些特殊的長圓柱型產品因其體積龐大，其芯模體型相應也十分龐大，故結構剛性很難保證。目前，為減小芯模水平工作時因自重產生的撓度對產品質量和性能、以及拔模難度的影響，多采用增加芯模壁厚進而提高芯模剛度進而減小其變形量的方法，其缺點也很明顯：1、壁厚增加質量增加，成本增加，且芯模變得十分笨重；2、壁厚增加自重增加，壁厚增大對減小彎曲變形的收益愈加的不明顯，故只能在一定程度上減小彎曲變形；3、這種大型芯模，即使通過各種手段將芯模彎曲變形量降到足夠小，也會因為長時間不使用，水平放置而產生永久的彎曲變形，嚴重影響芯模的使用壽命。

發明內容

本發明鑒于以上問題而完成。本發明的目的在于提供一種主動調整芯模變形程度，消除大長徑比鐵磁性圓柱型芯模彎曲變形的裝置及方法。

為了解決上述技術問題，本發明采用的技術方案為：一種零能耗消除大長徑比圓柱型芯模彎曲變形的裝置，包括芯模主體、直線度傳感器，芯模主體內壁環繞設置有模內永磁鐵，芯模主體的上方和/或下方設有外部永磁鐵；

直線度傳感器用于測量芯模主體的彎曲方向及程度，外部永磁鐵與芯模主體之間的距離可調，通過改變外部永磁鐵對芯模主體的作用力從而消除彎曲變形。

進一步的，所述芯模主體的上方設有拉力永磁鐵，所述芯模主體的下方設有浮力永磁鐵。

進一步的，所述拉力永磁鐵和所述浮力永磁鐵弧形對稱環抱于所述芯模主體的上下兩側。

進一步的，所述拉力永磁鐵和所述浮力永磁鐵的圓心角不大于120°。

進一步的，所述拉力永磁鐵和所述浮力永磁鐵的內徑弧面與外徑弧面分別為磁場的兩極，所述浮力永磁鐵的內徑弧面與所述拉力永磁鐵的內徑弧面的磁極相反，所述浮力永磁鐵的內徑弧面與所述模內永磁鐵的外徑弧面磁極相同，所述拉力永磁鐵的內徑弧面與所述模內永磁鐵的外徑弧面磁極相反。

進一步的，所述模內永磁鐵包括釹磁鐵塊和隔板，釹磁鐵塊與隔板緊密相間排布裝設于所述芯模主體的內壁表面，由非鐵磁性材料制成的環形襯套支撐固定，所述模內永磁鐵以一個完整圓環為一組，所述模內永磁鐵設置的組數至少為一組。

一種磁懸式消除大長徑比圓柱型芯模彎曲變形的方法，包括以下步驟：

在芯模主體的內壁環繞設置至少一組模內永磁鐵，在芯模主體的上方和/或下方設有外部永磁鐵；

獲取芯模主體的直線度；

響應于芯模主體的直線度至超出設定的直線度閾值，調整外部永磁鐵與芯模主體之間的距離，改變外部永磁鐵對芯模主體的作用力，進而消除芯模主體的彎曲變形。

本發明與現有技術相比具有以下有益效果。