多向纤维缠绕机缠绕线型及其控制系统设计

东南大学 硕士学位论文 玻璃钢纤维缠绕机微机控制系统的设计与实现 姓名：徐建俊 申请学位级别：硕士 专业：自动控制 指导教师：周杏鹏;胡学同 20070329 玻璃钢纤维缠绕机微机控制系统的设计与实现 作者：徐建俊 学位授予单位：东南大学 相似文献(0条) 本文链接：http://d.g.wanfangdata.com.cn/thesis_y1186781.aspx 下载时间：2010年3月23日

提出了一种弯管缠绕线型的设计方法。首先,建立了弯管的纤维缠绕数学模型,在对缠绕线型规律进行分析的基础上,再采用测地线辅助以定位销的纤维缠绕设计方法进行纤维缠绕,实现了弯管纤维缠绕的系统仿真,这种方法克服了传统纤维缠绕模式在缠绕弯管端部时要采用非测地线线型,而只采用测地线再辅助以定位销即可实现弯管的纤维缠绕。仿真结果表明,该纤维缠绕线型设计方案精确可靠,满足纤维缠绕的基本要求,对实际生产有很重要的作用,并为弯管纤维缠绕的应用奠定了理论基础。

为克服输配电线路中采用钢结构杆塔及钢筋混凝土杆成本很高的缺点,基于嵌入式trio运动控制器设计了一种锥形复合材料电线杆缠绕控制系统。以锥形柱体为模型进行数学分析,得出线型的缠绕特点,通过理论推导得出各个电机的运动轨迹。采用电子凸轮的位置跟踪模式实现小车电机、伸臂电机、丝嘴电机跟踪主轴的同步运动,实现整体线型的精确平滑缠绕。实践应用表明,该缠绕机控制系统结构简单、稳定性好,能够实现锥形体线型的精确缠绕。

目前的玻璃钢容器缠绕机控制系统结构复杂、缠绕形状单一,限制了玻璃钢容器的发展。本文研制了基于工控机和嵌入式运动控制器的三轴缠绕机控制系统,采用电子凸轮的位置跟踪方式实现小车和伸臂跟踪主轴的同步运动控制,分析了组合回转体的缠绕线型,通过建立数学模型,得出缠绕机的运动规律和丝嘴的运动轨迹。实践应用表明,三轴缠绕机控制系统实现了对称容器、非对称容器、管道、承口管道、组合回转体等复杂形状的容器缠绕。

从玻璃钢缠绕的工作原理和工艺要求出发,以工控机和pmac控制器为核心介绍了实现玻璃钢管道缠绕机各部分控制功能的方法。并对其上位机管理软件、运动控制程序进行了介绍。

研究了缠绕机用于玻璃纤维缠绕成型工艺优化控制的问题。设计了一套完整的方案,包括主电机、液压调节装置、托辊、电磁加热系统、主控机、随动伺服小车等。采用液压升降装置通过自由托架式芯模安放、半干法数控缠绕,钢丝绳传动,整个系统实现提高缠绕精度、保证缠绕质量;还可以达到托辊不粘胶的目的,大幅提升了工作效率。

本文介绍纤维缠绕复合材料管件的图型形成过程,并研究了影响图型的参数及纤维波动程度的计算。研究表明,缠绕图型主要取决于上一循环和下一循环在芯模周向上相隔的等分角数sp及纤维铺设到紧邻第一次循环铺设的纤维时所完成的循环数nc。nc及缠绕角的变化都会影响到纤维波动程度。

以经典层合板理论为基础,通过matlab语言编程,建立了多向纤维缠绕管的力学分析模型,预测出了轴向压缩强度;并分别对多个试样进行了轴向压缩力学性能测试。结果表明:测试结果与理论预测结果吻合较好;添加轴向增强层(即0°纤维层)试样的轴向力学性能得到了明显改善。

以跑道形纱线截面形状的假设为基础,从细观几何角度出发,建立了多向纤维缠绕玻璃钢管纤维体积分数的数学模型。由该模型可知,纤维体积分数与纱线宽度、纱线厚度、纤维缠绕循环数、螺旋缠绕角、缠绕初始半径以及纱线间隙有关,而与管长度无关。以4个采用相同原材料、不同缠绕参数缠绕而成的玻璃钢管为样品,分别计算了纤维体积分数的理论值和实际值,结果显示,二者基本符合,证明该模型是可用的,但仍存在一定的差别,最后对引起理论值偏大的原因进行了分析,主要是模型假设的理想化与气泡等的影响。

在自制的多向纤维缠绕设备上,制作了多个多向纤维缠绕复合材料管,并分别对5个试件进行了径向压缩力学性能的测试,对测试结果进行了分析。结果显示,未添加轴向增强层(即0°纤维层)的试件刚度最小。

针对我国当前大口径加砂玻璃钢管生产线的树脂胶量是人工控制、原材料利用率低的问题,开发了基于单片机的自动淋胶控制器.该控制器采集主轴变频器监视口的信号,控制胶液电机按一定的速比跟随主轴电机运动,达到自动控制的目的.此控制器也可应用在类似的变频器间协调控制场合中.

纤维缠绕玻璃钢管道端部的缠绕规律

从实际生产角度,探讨了管道端部缠绕规律及影响因素。

采用三维各向异性弹性理论分析内压和轴向组合载荷下复合材料缠绕管道各缠绕层中的应力,模型考虑管壁厚度引起的拉剪耦合效应。引入hashin破坏准则研究复合材料缠绕管道的强度与铺层角度的关系。研究发现缠绕角度相同时内压引起的应力由里向外逐层增加,因此管道失效实际上由外层的应力控制。建议相邻层缠绕角度的递增量,以使各层应力状态更接近一致。

介绍了张力控制系统的硬件设计和控制算法的研究。首先进行了张力执行元件的选择,设计了张力检测装置,然后确立数学模型,采用增量式数字pid控制器,设计了张力控制器。通过仿真证明能较好地满足预期的控制要求。

i 摘要 缠绕机在日常生活和工业生产中应用是非常普遍的，尤其是对一些线状挠性体的 收集工作起到至关重要的作用，像钢丝绳，纤维，电线电缆等挠性件的生产都离不开 缠绕设备，缠绕机的出现解放了人力，并且克服了人力缠绕的弊端。hu-6电线生产线 自动缠绕机适用于一线电线生产成型最终的缠绕收集。它是可以满足自动缠绕，整齐 排线，定长以及切断的设备。其可以节省人力和时间，以及解决电线缠绕凌乱松垮的 问题，使其成品美观，方便存储和运输。电线生产线自动缠绕机采用了伺服电机和气 压杆缸作为控制系统来实现各项工作。其工作可靠性高，大大提高了工作效率。 关键词：电线缠绕机排线气压花键 ii abstract windingmachineappliedinthedailylifeandindustrialproductionisavery,very common,espe

通过分析钢丝圈缠绕机的工作原理,从机械结构和电气系统两方面对缠绕盘进行改进,分别计算不同规格钢丝圈的最大缠绕速度,实现多种规格钢丝圈生产速度的匹配。改进后的钢丝圈缠绕机缠绕盘性能提高,缠绕机故障率明显降低,产能得到保证,在保护设备的同时,可降低维护成本。

塑料管增强纤维缠绕机的设计

从玻璃钢贮罐缠绕机的工作原理出发,介绍了实现其各部控制功能的方法。

根据用户的实际生产情况、人员素质等因素,设计一套简单易实施,使用和维护都非常方便的玻璃钢缠绕系统的控制系统。重点优化了操作的简易性、维护和升级的方便性,更适合小规模企业的使用。

本文介绍了数控缠绕机发展状况和应用,阐述了多坐标纤维复合材料数控缠绕机的原理,并分别就缠绕机的机械系统、主控制系统和在线监控系统和缠绕工艺软件等进行了深入研究。

基于网格理论,可根据工艺参数预估壳体的理论水爆压强。通过对复合壳体点火试验后解剖测绘,同时结合先前水爆试验结果,反算得出缠绕纤维的实际发挥强度,从而对纤维的强度发挥系数进行修正,为后续类似复合壳体纤维缠绕提供一定的指导作用。