纏繞成型課堂教學(xué)

1、芯膜芯膜高材1302李丙振芯模材料對(duì)制品的影響主要有： 膨脹系數(shù)對(duì)產(chǎn)品尺寸的影響； 彈性模量對(duì)產(chǎn)品尺寸精度的影響； 導(dǎo)熱系數(shù)對(duì)產(chǎn)品固化度的影響； 芯模中水份對(duì)產(chǎn)品固化的影響。 7.2.1.3 選擇芯模材料應(yīng)注意的問(wèn)題14 P163 主要是鋼材、木材、塑料、鋁、石膏、水泥等。水泥、石膏芯模材料的性能見(jiàn)表7-1 。7.2.1.2 芯模材料對(duì)制品的影響 石膏模與鋼模的比較見(jiàn)表7-2 。 7.2.2 芯模的結(jié)構(gòu)形式7.2.2.1 實(shí)心或空心整體式芯模采用易敲碎的材料或可溶性的鹽類。7.2.2.2 組合式芯模分瓣式、隔板式、捆扎式、框架裝配式，圖7-2 7-3 7-4 7.2.2.3 石膏隔板組合式芯模

2、 圖7-5 7.2.2.4 管道芯模整體式芯模 開(kāi)縮式芯模 圖7-6 7-7 整體式芯模 用于直徑小于800mm的管子生產(chǎn)。 開(kāi)縮式芯模 用于直徑大于800mm的管子生產(chǎn)。 要求：1、具有經(jīng)拋光的高精度表面；2、具有錐度，不小于1/1000(便于脫模)。7.2.3 芯模設(shè)計(jì) P165169 自學(xué)7.3 纏繞規(guī)律7.3.1 概述 7.3.1.1 纏繞規(guī)律的內(nèi)容 對(duì)纏繞線形的兩點(diǎn)要求： （1）纖維既不重合又不離縫，均勻連續(xù)布 滿芯模表面。 （2）纖維在芯模表面位置穩(wěn)定，不打滑。 7.3.1.2 纏繞線型分類環(huán)向纏繞 縱向纏繞 螺旋纏繞 所謂纏繞規(guī)律是描述紗片均勻、穩(wěn)定、連續(xù)、排布在芯模表面,以及芯

3、模與導(dǎo)絲頭間運(yùn)動(dòng)關(guān)系的規(guī)律。（1）環(huán)向纏繞 芯模自轉(zhuǎn)一周，導(dǎo)絲頭近似移動(dòng)一個(gè)紗片寬度的纏繞，稱環(huán)向纏繞。（只能纏繞直筒段）圖7-15 環(huán)向纏繞封頭 紗帶筒身b b紗片螺距： WDctg 紗片寬： bDcos 則：b wsin 其中是紗片與芯模軸線的交角稱纏繞角。圖7-16 環(huán)向纏繞參數(shù)關(guān)系圖W WDDD Db b90 80 70 60 50 402.01.51.00.750.500.250（2）螺旋纏繞 定義： 芯模繞自軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，導(dǎo)絲頭以特定速度沿芯模軸線方向往復(fù)運(yùn)動(dòng)的纏繞方式稱螺旋纏繞。 此纏繞方式不僅可以纏繞圓筒段，而且纏繞端頭(封頭)。圖7-17。纖維纏繞軌跡： 由 圓 筒 上 的螺旋

4、線和封頭上與極孔相切的空間曲線組成。圖7-17 螺旋纏繞（3）縱向纏繞 （又稱平面纏繞） 導(dǎo)絲頭在固定平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，芯模繞自軸慢速旋轉(zhuǎn)，導(dǎo)絲頭轉(zhuǎn)一周，芯模轉(zhuǎn)動(dòng)的微小角度近似一個(gè)紗片寬度，這種纏繞方法稱為平面纏繞。 圖7-18 平面纏繞 平面纏繞、纏繞角的正切值為： 2121eeclllrrtg圖7-19 平面纏繞參數(shù)關(guān)系圖lcle1e1le2e22r12r2baDsDlcb平面纏繞的速比： 芯模旋轉(zhuǎn)周數(shù)與導(dǎo)絲頭繞芯模旋轉(zhuǎn)的圈數(shù)比。 cosDbi 證明 ： 因?yàn)樾灸＾D(zhuǎn)一周時(shí)，恰好紗片在芯模上布滿一層。設(shè)此時(shí)絲頭轉(zhuǎn)了n圈，由速比定義有： 在芯模筒段，紗片的有效寬度 cosbb ni1 纏滿

5、整個(gè)筒體的必要條件是：cosbnbnD=cosib則： cosDbi Dbb7.3.2 螺旋纏繞線型 7.3.2.1 纖維在芯模表面均勻布滿的條件（1）一個(gè)完整循環(huán)的概念 螺旋纏繞時(shí)，由導(dǎo)絲頭引入的纖維自芯模上某點(diǎn)開(kāi)始（空間點(diǎn)），導(dǎo)絲頭經(jīng)過(guò)若干次往返運(yùn)動(dòng)后，又纏回到原來(lái)的起始點(diǎn)上（空間點(diǎn)）。這樣在芯模上所完成的一次（不重復(fù)）布線稱為“標(biāo)準(zhǔn)線”。完成一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)線纏繞稱為一個(gè)完整循環(huán)。 “標(biāo)準(zhǔn)線”是反映纏繞規(guī)律的基本線型。 作業(yè)：1、什么是螺旋纏繞？ 2、寫(xiě)出平面纏繞速比的表達(dá)式并加以證明。 （2）一個(gè)完整循環(huán)的切點(diǎn)數(shù)及分布規(guī)律a、切點(diǎn)位置“時(shí)序相鄰”和“位置相鄰”的概念 在極孔圓周上按時(shí)間順序相繼

6、出現(xiàn)的兩個(gè)切點(diǎn)稱為時(shí)序相鄰的兩切點(diǎn)。 時(shí)序相鄰的切點(diǎn)的位置只能有兩種情況： 1）、兩切點(diǎn)緊密排布，中間不能再加入其他切點(diǎn)，則 稱為兩切點(diǎn)“位置相鄰”。 2）、兩切點(diǎn)之間還可以加入其他切點(diǎn)，稱此兩切點(diǎn)位 置不相鄰。 b、單切點(diǎn)與多切點(diǎn)的概念 完成一個(gè)完整循環(huán)纏繞，極孔圓周上只有一個(gè)切點(diǎn)的情況稱單切點(diǎn)纏繞。 完成一個(gè)完整循環(huán)纏繞，極孔圓周上有多個(gè)切點(diǎn)的情況稱多切點(diǎn)纏繞。完成一個(gè)完整的循環(huán)纏繞有兩種情況： 1）時(shí)序相鄰的兩切點(diǎn)位置也相鄰。即在出現(xiàn)與初始切點(diǎn)位置相鄰的切點(diǎn)以前，極孔上只有一個(gè)切點(diǎn)，這種纏繞線形稱單切點(diǎn)線型。2）在出現(xiàn)與起始切點(diǎn)位置相鄰的切點(diǎn)以前，極孔上已經(jīng)出現(xiàn)了兩個(gè)或兩個(gè)以上切點(diǎn)，即時(shí)

7、序相鄰切點(diǎn)位置不相鄰，這種纏繞線形稱為多切點(diǎn)線型。 在極孔上的切點(diǎn)線型排布見(jiàn)圖7-20，7-21。 單切點(diǎn)線型單切點(diǎn)線型 雙切點(diǎn)線型雙切點(diǎn)線型圖7-20 單切點(diǎn)與雙切點(diǎn)排布圖1233124n=3 n=4 n=5圖7-21 多切點(diǎn)的排布圖1231231234123412345142531352415432c、一個(gè)完整循環(huán)的n n個(gè)切點(diǎn)必將等分極孔圓周 由于芯模勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，絲嘴每往返一次的時(shí)間又相同。因此，一個(gè)完整循環(huán)的n n點(diǎn)切點(diǎn)必將等分極孔圓周。 3）、纖維在芯模表面均勻布滿的條件 a、一個(gè)完整循環(huán)的諸切點(diǎn)均布在極孔圓周上。b、位置相鄰的兩切點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的紗片在筒身段錯(cuò)開(kāi)的距 離等于一個(gè)紗片寬度。作

8、業(yè)： 1、什么是“標(biāo)準(zhǔn)線”纏繞？ 2、在螺旋纏繞中什么是切點(diǎn)的“時(shí)序相鄰”？什么是“位置 相鄰”？ 3、螺旋纏繞中，纖維均勻布滿芯模的充要條件是什么？ 4、芯模轉(zhuǎn)角n的公式推導(dǎo)。7.3.2.2 纖維纏繞芯模轉(zhuǎn)角（即纏繞中心角）與線型的關(guān)系 設(shè)完成一個(gè)n切點(diǎn)的完整循環(huán)纏繞，芯模轉(zhuǎn)角為，導(dǎo)絲頭每往返一次芯模轉(zhuǎn)角為n，則： n/n n的推導(dǎo)： P173-174 單切點(diǎn)： 1=（1+N）360 （N=0，1，2，） 其中是使位置相鄰的兩切點(diǎn)，對(duì)應(yīng)的紗片在筒身段錯(cuò)開(kāi)一個(gè)紗片的距離。兩切點(diǎn)：一個(gè)完整循環(huán)導(dǎo)絲頭往返2次才錯(cuò)過(guò)一個(gè)，導(dǎo)絲頭往返一次時(shí)應(yīng)錯(cuò)開(kāi)/2。則有： 2=（1/2+N）360/2三切點(diǎn)： 3=

9、（1/3+N）360/3 n個(gè)切點(diǎn)： n=（1/n+N）360/n 則對(duì)于n有：n（K/n +N）360/nK值需要使K/n為最簡(jiǎn)真分?jǐn)?shù)。 但是，n3時(shí)各切點(diǎn)的排序與時(shí)間順序不一定一致，如圖7-21，例如3有2個(gè)值： 3-1=（1/3+N）360/3 3-2=（2/3+N）360/35有4個(gè)值： 5-1=（1/5+N）360/5 5-2=（2/5+N）360/5 5-3=（3/5+N）360/5 5-4=（4/5+N）360/5“線型”以導(dǎo)絲頭往返一次芯模旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)數(shù)來(lái)表示:S0 n /360 K/n + NM/nM=K + nNS0-表示線形； M一個(gè)完整循環(huán)芯模轉(zhuǎn)數(shù)；n切點(diǎn)數(shù)，也是一個(gè)完整循

10、環(huán)導(dǎo)絲頭往返次數(shù)。表7-3 給出了6切點(diǎn)以內(nèi)的S0所對(duì)應(yīng)的n、K、N、n值。由上述分析可知： 在一個(gè)完整循環(huán)中，切點(diǎn)數(shù)不同，纖維纏繞的線型不同；如果在一個(gè)完整的循環(huán)中，切點(diǎn)數(shù)相同而切點(diǎn)排布順序不同，則線型也不相同；切點(diǎn)數(shù)相同，而切點(diǎn)排布順序也相同，導(dǎo)絲頭往返一次芯模旋轉(zhuǎn)的N值不同，線型也不相同。 例： n8K/n1/8，3/8，5/8，7/87.3.3 螺旋纏繞的轉(zhuǎn)速比00SnMi芯模轉(zhuǎn)數(shù)與導(dǎo)絲頭往返次數(shù)之比。 考慮到速比微調(diào)部分（即紗片寬度對(duì)應(yīng)角度）的影響，實(shí)際轉(zhuǎn)速比： 360)(360nNnKin芯模轉(zhuǎn)角微小增量的計(jì)算：Db360cos b-紗片寬度；-纏繞角。7.3.4 線型設(shè)計(jì)7.4

11、纏繞工藝設(shè)計(jì)7.4.1 內(nèi)壓容器的結(jié)構(gòu)選型 P1801827.4.2 纏繞類型的選擇 平面纏繞適合于球形，扁球形制品。長(zhǎng)形管狀制品一般采用螺旋纏繞。 纏繞內(nèi)壓容器時(shí)，極少采用純螺旋纏繞，多采用螺旋纏繞與環(huán)向纏繞的組合纏繞。 原因： （1）幾何條件的限制，即封頭測(cè)地線要求，難 以完全實(shí)現(xiàn)。（2）純螺旋纏繞纖維交叉程度大，易產(chǎn)生分層。 7.4.3 螺旋纏繞線型參數(shù)選擇 (1)實(shí)際纏繞角應(yīng)控制在測(cè)地線纏繞角（Rroarcsin0偏離810以內(nèi)。 ）(2)切點(diǎn)數(shù)不易過(guò)多，切點(diǎn)過(guò)多時(shí)，切點(diǎn)處纖維交叉次數(shù) 多，極孔附近容易出現(xiàn)架空。(3)螺旋纏繞與環(huán)向纏繞應(yīng)交替進(jìn)行。(4)封頭應(yīng)逐漸擴(kuò)大，減少應(yīng)力集中。7.4.4 工藝參數(shù)纖維熱處理： 增強(qiáng)型浸潤(rùn)劑無(wú)捻紗，6080，24h； 石蠟浸潤(rùn)劑型纖維， 350， 57h （除去纖維表面蠟類物質(zhì)）。 浸膠方式：兩種 P185，圖33，34 膠含量控制： 20左右膠液粘度： 0.351.0 Pa.S 纏繞張力的影響： P185187 張力過(guò)小，制品強(qiáng)度偏低，容器充壓時(shí)變形大，疲勞性能差；張力過(guò)大纖維磨損大，使纖維強(qiáng)度損失制品強(qiáng)度