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纤维缠绕方法——环向缠绕和螺旋形缠绕,玻璃钢水箱厂家
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恒德环保科技

时间 : 2022-03-27 20:14 浏览量 : 160

纤维缠绕方法——环向缠绕和螺旋形缠绕,玻璃钢水箱厂家

在高效率的纤维缠绕结构里,通常采用两种基本的纤维缠绕方法——环向缠绕和螺旋形缠绕。所谓环向缠绕,就是把浸渍过树脂的增强材料按着与旋转轴大约成90°角的方向依次缠到芯模上。缠绕时,绕丝头按某一确定的速度沿旋转的芯模作相对运动。这个相对速度的大小根据每一缠绕层的设计厚度决定。缠绕层越厚,速度就应越慢。

环向缠绕层只能承受环向应力。为了使制品能同时承受纵向荷载,必须在纵向上配置增强材料。一般说来,纵向增强材料都采用机械方法依次排在环向缠绕层之间。这种缠绕法不能缠出整体封头。如果要制造封闭形容器,还必须另外采用机械连接或胶结连接把端头固定在缠绕部分上31。常常是把纵向增强材料部分地扩伸到端头部分,以利端头的固定。

当制品的环向性能要求极高时,可采用环向缠绕,如电动机的箍带。采用湿法环向缠绕时,制品的斜度不得大于20°,采用干法环向缠绕时,制品的斜度不大于30°。

如果需要缠绕带整体封头式的制品或斜度大于30°的制品,只能使用螺旋形缠绕。该法与环向缠绕有些类似,也是在芯模旋转的同时,绕丝头沿芯模轴向运动,把增强材料排列在芯模的适当位置上,只不过在螺旋缠绕中,绕丝头的运动速度比环向缠绕快的多,因而缠绕角小于90°。

螺旋缠绕的缠绕角是由芯模和绕丝头之间的速度比决定的,可在25°~85°之间根据需要取值。因为螺旋缠绕能够缠出缠绕角很低的线型,增强材料能够承受纵向荷载,因而不用另外专门铺设纵向纤维。改变缠绕角就能得到任何一种环向纤维与纵向纤维的比例。

若想均匀地把增强材料缠到芯模上,就必须非常准确地控制螺旋形缠绕。设计这类缠绕机要比设计环向缠绕机复杂得多。而设计一种能够缠绕变断面制品的缠绕机将更复杂。然而,能够缠绕这类制品的,也只有螺旋缠绕方法。

为了使纤维缠绕结构的强度性能达到最高值,希望能把所有增强材料都沿着荷载作用方向铺放。在某些制品中,例如只有环向荷载的制品,这一点很容易做到。而在另外一些情况下,如封闭的压力容器,就只有对其进行合理的设计才能实现。因此,大多数缠绕压力容器的端头都设计成改进的椭球形。这种端头形式不仅使纤维的受力状态合理,而且也只需一个缠绕角,不象半球形端头那样需要几个缠绕角。

某些绕丝头围绕芯模运行而芯模不旋转的缠绕方法也得到了应用。另外一些演变出来的缠绕方法,其基本原理都是芯模垂直于极轴旋转。缠绕设备必须依照缠绕线型的要求进行设计。一般说来,制造环向缠绕机容易,而螺旋缠绕机的制造技术则比较复杂。某些专用于纤维缠绕的机器目前已公开出售。芯模是缠绕工艺的第二个重要组成部分。芯模的形式多种多样,从圆筒形制品用的棒或管之类的简单芯模直到大型非圆简形制品用的、非常复杂的可拆卸式芯模,无所不有。

为达到精确地排列纤维之目的,设计缠绕机时,芯模周围应留有足够的间隙,以便放置足够整个纤维缠绕过程使用的纱团和其他必需品;绕型可精确控制;张力可应用张力控制机构来控制。为使基本材料发挥最高效率,芯模的转速和表面温度也必须严格控制。

图5-8芯模装配区概貌,最左面的是分段式的鋁芯模(由长圆筒状的桶板沿中心軸分段装配成的筒状桶板式芯模);其次是已刮完石膏外型井鋪好前端絕热层的分段式铝芯模;第三个是完全鋪好絕热层的芯模(前端,后端和国筒段的絕热层全鋪完);最右的是涂完最后的涂层,馬上就可进行纤維福繞的芯模111ちく为了提高生产效率,可采用多股纱缠绕(加捻纱、无捻粗纱等等)。这种多股纱可以是单个纱团,也可以采用多纱团。所谓多纱团就是在芯模附近放置适当数量的纱团。因为要求的纱团多,为了支撑这些纱团,使用了纺织用的纱架。为了确保正确的绕型,由纱架上引出的纤维还要经过导纱轮或控制器。


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