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，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)，在國外已經(jīng)相當(dāng)成熟，而國內(nèi)仍處于起步階段，這制約了復(fù)合材料在我國各領(lǐng)域的應(yīng)用。我國大飛機(jī)項目規(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)備的成功研制對我國的航空航天及國防事業(yè)具有重大意義。
　　本文主要研究對象是纖維鋪放設(shè)備中的鋪絲

2、頭。通過深入分析鋪絲頭剪切、壓緊和重送等主要功能的實現(xiàn)過程，掌握各機(jī)構(gòu)的功能要求。采取功能模塊設(shè)計的方法，分別對剪切、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。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，動作可靠；導(dǎo)向機(jī)構(gòu)中采用上下導(dǎo)向槽錯位排布方案，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；鋪絲頭末端過渡段采用與三

3、角體整體化設(shè)計方案，增加了剛度。為了合理選擇元件和設(shè)計零件，對刀具剪切力、軸的強(qiáng)度和剛度進(jìn)行分析計算，使設(shè)計滿足了要求。
　　為驗證鋪絲頭的功能，研制鋪絲頭試驗臺，開發(fā)了PLC控制程序，并組成試驗臺控制系統(tǒng)。PLC控制系統(tǒng)可實現(xiàn)功能順序控制、剪切次數(shù)計數(shù)、顯示電機(jī)轉(zhuǎn)速等功能；驗證實驗表明：鋪絲頭試驗臺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)性實驗,實驗表明：纖