纖維鋪放設(shè)備中鋪絲頭的關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、復(fù)合材料具有高比強(qiáng)度、高比模量，耐疲勞，減振性好，工藝性好等優(yōu)點(diǎn)，在航天航空等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。纖維鋪放技術(shù)作為一種先進(jìn)復(fù)合材料成型技術(shù)，在國(guó)外已經(jīng)相當(dāng)成熟，而國(guó)內(nèi)仍處于起步階段，這制約了復(fù)合材料在我國(guó)各領(lǐng)域的應(yīng)用。我國(guó)大飛機(jī)項(xiàng)目規(guī)劃的復(fù)合材料用量達(dá)到20％左右，最終復(fù)合材料用量可能會(huì)達(dá)到波音787飛機(jī)上的復(fù)合材料用量。因此纖維鋪放設(shè)備的成功研制對(duì)我國(guó)的航空航天及國(guó)防事業(yè)具有重大意義。
　　本文主要研究對(duì)象是纖維鋪放設(shè)備中的鋪絲

2、頭。通過(guò)深入分析鋪絲頭剪切、壓緊和重送等主要功能的實(shí)現(xiàn)過(guò)程，掌握各機(jī)構(gòu)的功能要求。采取功能模塊設(shè)計(jì)的方法，分別對(duì)剪切、壓緊、重送、導(dǎo)向、送壓縮風(fēng)和送冷風(fēng)等機(jī)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)。按照鋪放8路纖維的要求，將各功能模塊合理組合成完整的鋪絲頭結(jié)構(gòu)。設(shè)計(jì)中提出：剪切機(jī)構(gòu)中采用軸套導(dǎo)向式刀具剪切纖維方案，動(dòng)作可靠；導(dǎo)向機(jī)構(gòu)中采用上下導(dǎo)向槽錯(cuò)位排布方案，充分利用有限空間；重送機(jī)構(gòu)中采用擠壓摩擦傳動(dòng)送紗并輔以風(fēng)力吹送方案，纖維重送準(zhǔn)確；鋪絲頭末端過(guò)渡段采用與三

3、角體整體化設(shè)計(jì)方案，增加了剛度。為了合理選擇元件和設(shè)計(jì)零件，對(duì)刀具剪切力、軸的強(qiáng)度和剛度進(jìn)行分析計(jì)算，使設(shè)計(jì)滿足了要求。
　　為驗(yàn)證鋪絲頭的功能，研制鋪絲頭試驗(yàn)臺(tái)，開(kāi)發(fā)了PLC控制程序，并組成試驗(yàn)臺(tái)控制系統(tǒng)。PLC控制系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)功能順序控制、剪切次數(shù)計(jì)數(shù)、顯示電機(jī)轉(zhuǎn)速等功能；驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)表明：鋪絲頭試驗(yàn)臺(tái)能夠可靠地完成纖維的剪切、壓緊和重送主要功能，達(dá)到了預(yù)期要求。為了深入分析重送、剪切機(jī)構(gòu)功能，進(jìn)行重送、剪切重復(fù)性實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)表明：纖