Верстат для спірального намотування виробів з композиційних матеріалів

Даний винахід відноситься до галузі переробки композиційних матеріалів методом намотування та може бути використаним у різноманітних галузях народного господарства при виробництві профільних виробів. Відомий верстат для намотування [1], на якому виготовляють вироби зі склопластику, що містить станину, оправку з приводом її обертання та каретку з розкладником та шпулярником, механізм переміщення каретки вздовж оправки. Недоліком даного верстата є обмеження виробів, що виго товляються, по типорозмірам, низька виробнича здатність. Відомий верстат для намотування профільних виробів [2], що містить оправку з передньою та задньою опорами, рухому вздовж осі виробу каретку, на якій встановлені привод, обігрівачі та намотувальна головка зі стрічкопротяжним трактом та рухомим гідроциліндром з прикатним роликом, що являє собою щуп слідкуючої системи зміни профілю виробу. Верстат має низьку продуктивність та обмежений у своїх те хнологічних можливостях, так як дозволяє отримувати вироби тільки одного розміру. Відомий верстат для намотування профільних виробів [3], який містить оправку з передньою та задньою опорами, рухому вздовж осі виробу каретку, на якій встановлюється привод, обігрівач та головка для намотування зі стрічкопротяжним трактом та прикатним роликом, що являє собою щуп слідкуючої системи зміни профілю виробу, який відрізняється тим, що з метою підвищення продуктивності та розширення технологічних можливостей верстата, каретка обладнана рухомим у поперечному напрямі до осі виробу повзуном, на якому змонтована намотувальна головка, яка взаємодіє зі слідкуючою системою. Основним недоліком відомого верстата є незручність в обслуговуванні: при проведенні регламентних робіт на стрічкопротяжному тракті верстата оператор повинен знаходитися на рухомій вздовж виробу каретці. Також відомий, вибраний як прототип, верстат для спірального намотування виробів з композиційних матеріалів [4], що містить станину, закріплені на ній шпиндельну та задню бабки, на які опирається оправка, рухомі вздовж осі дві каретки, на одній із котрих встановлений супорт, на якому змонтовані просувальноформуючий тракт та ролик розкладуючий, на другій - шпулярник при забезпеченні синхронності їх переміщення вздовж осі оправки. Розміщення шпулярника та просувально-формуючого тракту на окремих каретках дозволило значно підвищити швидкість намотування та, відповідно, збільшити продуктивність верстата. Основним недоліком даного верстата є складність проведення регламентних робіт на просувальноформуючому тракті та шп улярнику, оскільки оператор повинен працювати на каретці, яка швидко рухається. Це незручно та підвищує небезпечність при експлуатації верстата або вимагає його зупинки при проведенні регламентних робіт. Крім того, використання відомого верстата стає неефективним по енергоспоживчим параметрам при намотуванні малогабаритних виробів. В основу винаходу поставлена задача вдосконалення намотувального верстата шляхом модифікації кінематики взаємодії основних частин, з забезпеченням руху оправки вздовж її осі відносно нерухомого в цьому напрямку супорта з просувально-формуючим трактом та шпулярника, супорт зберігає рухомість лише у поперечному до осі виробу напрямі, забезпечує енергетичну ефективність роботи верстата для малогабаритних виробів та безпечний доступ оператора до просочувально-формуючого тракту та шпулярника при збереженні високих швидкостей намотки. Поставлена задача вирішується таким чином, що у верстата для спірального намотування виробів з композиційних матеріалів, що містить станину, оправку, яка спирається на шпиндельну та задню бабки, супорт з рухомим у поперечному напрямі до осі оправки столом, на якому розміщені просочувально-формуючий тракт та розкладуючий ролик, шпулярник, блок програмного управління, який забезпечує синхронізацію усіх рухі в, відрізняється тим, що супорт та шп улярник встановлені стаціонарно, а шпиндельна та задня бабки зчеплені між собою за допомогою двох стяжок і обладнані роликами для переміщення по напрямним станини, при цьому шпиндельна бабка - наділена приводом, який забезпечує зворотно-поступальний рух оправки по напрямним станини та її обертання навколо осі. Запропонована конструкція забезпечує зручність та безпечність виконання регламентних робіт на просочувально-формуючому тракті та шп улярнику і не потребує зупинки верстата. Крім того, знижується енергоємкість при намотуванні малогабаритних виробів, так якенерговитрати при роботі верстата направлені лише на переміщення оправки, бабки шпиндельної, бабки задньої та просочувально-формуючого тракту. Суть запропонованого винаходу пояснюється кресленням, на якому зображена блок-схема верстата. Верстат містить станину 1, на котрій встановлені з можливістю зворотно-поступальних переміщень бабка шпиндельна 2 та бабка задня 3, зчеплені між собою двома стяжками 4, які забезпечують як міцний зв'язок бобок при намотуванні, так і можливість їх відносних установлених переміщень. На шпиндельній бабці 2 та задній бабці 3 встановлені ролики 5 для переміщення по напрямним 6 станини 1. Шпиндельна бабка 2 обладнана приводом обертання 7 оправки 8 за допомогою водила 9 та приводом зворотно-поступальних переміщень 10 оправки 8. Нерухомо відносно станини 1 встановлені супорт 11 та шп улярник 12. Супорт 11 обладнаний столом 13, який забезпечує зворотно-поступальне переміщення у напрямку, перпендикулярному осі оправки, закріплених на ньому просочувально-формуючого тракту 14 і розкладуючого ролика 15. Синхронізацію всіх рухів (обертання та переміщення оправки 8, переміщення стола 13 супорта 11, поворот розкладуючого ролика 15) забезпечує блок програмного управління 16. Верстат працює таким чином. Оправку 8 закріплюють у центрах шпиндельної 2 і задньої 3 бабок або консольне в патроні шпиндельної бабки (при невеликих габаритах). За допомогою задатчиків системи автоматичного управління 16 установлюються регламентні параметри процесу намотування (температура сполучного у ванночці просочувально-формуючого тракту 14, натяг стрічки та ін.). Відкривають заслінки вентиляційних засобів (на кресленні не зазначені) просочувально-формуючого тракту 14 і шпулярника 12. Заповнюють сполучним ємкість підживлення (на кресленні не зазначена), вмикають нагрівач сполучного в ємкості підживлення і привод її мішалки. При досягненні в ємкості підживлення заданої температури на пульті управління системи 16 загоряється лампочка готовності верстата до намотування. Ванночка просочувально-формуючого тракту 14 заповнюється сполучним з ємкості підживлення до заданого рівня автоматично. Усі виконавчі механізми верстата, а саме привод обертання 7оправки 8, привод переміщення 10 оправки 8, стіл 13 супорта 11, ролик розкладуючий 15 переводять у вихідне положення натисканням відповідної кнопки на пульті управління системи 16. Сформовану з окремих джгутів (ниток) стрічку пропускають через просочувально-формуючий тракт 14, розкладуючий ролик 15 і закріплюють у заданій точці на оправці 8. З пульта управління системи 16 верстат переводять у режим намотування, задають установлену технологічним регламентом швидкість намотування. Далі у процесі намотування оператор виконує без входження в зону руху робочої частини верстата и без його зупинки слідуючі регламентні роботи: заповнення ємкості підживлення, усунення обривів ниток чи джгутів, заміна бабін у шпулярнику 12, очищення напрямних роликів просочувально-формуючого тракту 14 і розкладуючого ролика 15. Дослідний зразок верстата випробуваний в умовах машинобудівного виробництва і показана можливість намотування виробів з габаритними розмірами 1000мм (діаметр)´3000мм (довжина) при швидкості намотування 0,8м/с і енергоспоживанні не більше 15квт.год. Джерела інформації: 1. А. с. СРСР №422620, МКИ В29Д23/12, 1974. 2. А. с. СРСР №630085, МКИ В29Д23/12, 1976. 3. А. с. СРСР №910435, МКИ В29Д12/13, 1982. 4. Станок для спиральной намотки WE II - 350/1800, WE II - 220/1000, Josef Baer, Maschinen fabric.