缠绕完整版本

缠绕成型工艺一、概述定义：将经过浸胶的连续纤维或布带，按照一定规律缠绕到芯模上，然后固化成为制品的方法，称为纤维或布带缠绕工艺。特点：1、制品的比强度和比刚度较高；2、制品结构合理；3、缠绕工艺的机械化程度比较高，生产效率也较高；4、可成型各种尺寸的制品；5、设备投资较大；6、目前缠绕成型工艺主要用于缠绕两端带封头的圆柱形、球形及某些外凸型回转形压力容器。分类：根据缠绕时树脂基体所处的化学物理状态不同，缠绕工艺可分为干法、湿法及半干法三种。二、原材料的选择

1、增强材料的选择

2、树脂系统的选择

3、芯模形成中空制品内腔形状的模具称为“芯模”。要求：具有足够的强度和刚度，能够承受制品成型加工过程中施加于芯模上的各种载荷；能满足制品内腔形状尺寸和精度要求；能顺利地从已固化的制品中脱出；取材方便，制造简单。芯模材料：石膏、水溶性材料、低熔点合金、金属、石蜡4、内衬要求：密封性好，并且有制品使用要求的耐腐蚀、耐高低温性能。同时还必须与缠绕壳体牢固粘接、变形协调、共同承载，具有适当的弹性和较高的延伸率。易于加工成型和来源丰富、成本低、重量轻。材料：纯铝、橡胶及塑料。三、工艺过程及工艺参数缠绕工艺过程一般由芯模和内衬制备、胶液配制、纤维烘干及热处理、浸胶、缠绕、固化、检验及修整等工序组成。纤维缠绕过程中的主要工艺参数是纤维的烘干和热处理温度、浸胶量、缠绕张力、胶纱烘干温度及烘干程度、缠绕规律和固化制度等。1、纤维的烘干与热处理2、浸胶3、缠绕张力目的是控制含胶量并使纤维在缠绕时整齐排列于芯模上。大小：根据内衬的刚度、纤维的强度及制品的含胶量要求来确定缠绕张力。张力大小可通过计算或按经验确定，一般初张力的经验值可按纤维强度的5～10％选取。均匀性：实施办法：用逐层递减张力的办法，尽量使内外各层纤维在缠绕完毕后所受的实际张力相同，以期在容器承载时内外层纤维能同时受载。张力递减数值可经计算确定，也可根据经验选取。一般张力递减的经验值为每层递减5—10N．逐层递减的张力制度在使用时显得麻烦，为简化起见，操作中常2、3层递减一次，递减幅度等于逐层递减之和。4、纱带在缠绕时落在芯模上的位置5、缠绕速度6、固化分层固化四、纤维缠绕规律缠绕成型工艺要求连续纤维按照芯模和馈送纤维的丝嘴两个系统相对运动的变化，在芯模上绕制成各种花纹。

要制成可用的制品，则必须要求把纤维按一定规律均匀地布满在整个心模表面上。这种规律，就被称之为缠绕规律。缠绕规律由芯模与丝嘴之间相对运动关系所决定。缠绕规律可归结为环内缠绕、纵向平面缠绕和螺旋缠绕三种类型。

1环向缠绕规律线型：缠绕时，芯模绕本身轴线作匀速转动，丝嘴沿芯模筒体段轴线方向均匀移动。芯模每转一周，丝嘴移动一个纱片宽度，如此循环下去直至纱片均匀地布满芯模筒体段表面为止。特点：1、环向缠绕的纤维只提供环向强度；2、纤维的缠绕角(即纤维缠绕在芯模上时，纤维方向与芯模轴线之间的夹角)通常在85～90度之间。方法：实现环向缠绕的缠绕机运动速比可以定义为：在单位时间里芯模的转数Zm与丝嘴移动距离T的比值，即2纵向平面缠绕规律线型：纵向平面缠绕又称平面缠绕或“O”字型缠绕。缠绕时丝嘴在固定平面内作匀速圆周运动，芯模绕自己的轴线慢速旋转，丝嘴每转一周，芯模旋转一个微小角度，反映在芯模表面上是一个纱片宽度。纱片与芯模轴的交角称为缠绕角，它一般不超过25。．纱片与两端极孔相切，各股纱片依次互相紧挨，纤维缠绕轨迹是丝嘴运动所在平面与芯模相交所切取的截面的轮廓线，它是一条封闭曲线。基本线型如图

(a)所示，

(b)为筒身展开图。平面缠绕的速比i纵定义为；芯模转速Zm和单位时间里丝嘴旋转周数n的比值。设丝嘴旋转一周芯模转过∆θ角，则：3、螺旋缠绕规律螺旋缠绕的基本运动是：芯模绕轴线匀速转动，丝嘴沿芯模轴线方向做间歇往复运动。线型：螺旋缠绕的基本线型由封头上的空间曲线和圆筒段上的螺旋线所组成。用出现在封头极孔圆上的切点数和出现在筒身部份的交叉点以及交叉点连线(或称交带)的数目来表征螺旋缠绕的线型特点及其规律。分析：分折螺旋缠绕规律的方法有“切点法”和“标准线法”两种。切点法是通过缠绕线型在极孔圆周上对应切点的分布规律，找出芯模转角、线型和速比之间的关系。标准线法是从芯模表面的标准线出发，找出制品尺寸与丝嘴及芯模相对运动的关系。纤维从芯模上某点开始，缠过芯模再回到此起始点在芯模上形成了一条不重复的缠绕线型称为标准线。

用切点法分析螺旋缠绕规律在极孔圆周上按时间顺序相继出现两个切点，它们的相互位置只能有两种情况：第一种情况是相邻的两个切点中间不再加入其他切点，两个切点的距离刚好保证纱片紧密地排列起来，称这两个切点为位置相邻切点，另一种情况是两个切点中间还要加入其他切点，称这两个切点为位置不相邻切点。位置相邻切点在极孔圆周上出现的顺序也有两种情况；一种是按时间顺序相继出现称为时序相邻切点；另一种是不按时间顺序出现，称为时序不相邻切点。缠绕时封头极孔上出现的第一个切点称为“起始切点”。在起始切点的位置相邻切点出现之前，极孔上所有等分圆周的切点称为“初始切点”。初始切点可以是一个(就是起始切点)，也可以是两个直至n个。通常切点按下列两种情况达到位置相邻。第一种情况：与起始切点位置相邻的切点同的也时序相邻。在这种情况下，起始切点的位置相邻切点出现以前极孔圆周上只有一个切点，称它为单切点线型。

第二种情况：起始切点的位置相邻切点在时序上不相邻。在这种情况下，起始切点的位置相邻切点出现以前，极孔圆周上已有n个等分圆周的切点，故称为多切点线型。根据时序上间隔的切点数(即在极孔圆周上出现的切点数)不同，可分为两切点线型，三切点线型，…，n切点线型。缠绕过程中芯模与丝嘴的相对关系1、单切点缠绕丝嘴在芯模的纵向上经历了一个往复，同时围绕芯模旋转了θ1，θ1角称为缠绕中心角。其值为：θ1=360+∆θ∆θ与纱片宽度有关，设纱片宽为b，则：式中D为圆筒段直径，α为圆筒段的缠绕角

(b)是单切点线型的另一种情况，称为“8”字形单切点缠绕线型，其标准线在芯模的圆筒段上发生一次相交。丝嘴沿芯模纵向经历一个往复，同时围绕芯模旋转角度为：如果筒身段很长，芯模要转动N圈(N为正整数)，也即芯摸转角要增加N个360度后，丝嘴才能完成一个往复，即完成一条标准线的缠绕。所以对单切点线型统统，当丝嘴往复一次芯模转角通式为多切点线型（1）两切点线型丝嘴往复一次同时围绕芯模旋转θ2角，其值为；在实际缠绕时丝嘴往复一次芯模转过的角度为：