武理工复合材料工艺与设备课件第6章 缠绕成型工艺

第六章缠绕成型工艺第一节概述纤维缠绕成型是在控制纤维张力和预定线型的条件下，将连续的纤维粗纱或布带浸渍树脂胶液、连续地缠绕在相应与制品内腔尺寸的心模或内衬上，然后在室温或加热条件下使之固化制成一定形状制品的方法。缠绕工艺流程图如下图所示。第一节概述胶液配制纱团集束浸胶烘干张力控制张力控制芯模制造络纱、预浸纱加热粘流张力控制纵、环向缠绕固化脱模修整成品后固化（湿法）（半干法）（干法）1.1纤维缠绕工艺分类1.干法缠绕成型预浸纱带（预浸布带），在缠绕机上经加热软化至粘流后缠绕在芯模上。

特点：⑴可严格控制含胶量和尺寸⑵大大提高缠绕速度，100～200m/min⑶缠绕设备清洁，劳卫条件好⑷产品质量高

缺点：⑴另配胶纱预浸设备，投资大⑵制品层间剪切强度较低1.1纤维缠绕工艺分类2.湿法缠绕成型将无捻粗纱（或布带），浸渍树脂胶液后直接缠绕在芯模上。

特点：⑴成本低（比干法低40%）⑵产品气密性好，缠绕张力使多余的树脂胶将气泡挤出，并填满空隙。⑶纤维上的树脂胶液可减少纤维磨损⑷生产效率高

缺点：⑴树脂浪费大，操作环境差⑵含胶量及产品质量不易控制⑶供湿法缠绕的树脂品种少1.1纤维缠绕工艺分类3.半干法缠绕成型将无捻粗纱（或布带）浸渍树脂后，预烘后即缠绕在芯模上。与干法相比，少了预浸胶工序，简短了烘干时间，使缠绕可在室温下进行。与湿法相比，增加了烘干工序，除去了溶剂，提高了产品质量。1.2纤维缠绕增强塑料制品的特点

纤维缠绕增强塑料制品除具有一般纤维增强制品的优点外，还具有更为突出的特点：⑴强度高

FWRP的比强度是钛合金的3倍，钢的4倍。玻璃纤维缠绕压力容器比一般同体积的钢制容器，质量轻40%～60%。为什么纤维缠绕制品的强度比其它成型工艺制品的强度都高？

（a）缠绕纤维直径很细，降低了微裂纹存在的几率，同时合股纤维束阻遏裂纹的扩展，特别是无捻粗纱由于没经过纺织工序，而使强度损失大大减小（约1/4强度被磨损掉）。

1.2纤维缠绕增强塑料制品的特点

（b）缠绕成型避免了布纹经纬交织点与短切纤维末端的应力集中。 （c）缠绕成型可以控制纤维的方向和数量，使产品实现等强度结构。 （d）缠绕成型可使增强材料纤维的含量高达80%。

(2)可靠性高材料固有的韧性和缺口敏感性限制了材料的可靠性，金属的的韧性随强度提高而降低。缠绕成型很好地解决了韧性与强度的矛盾。1.2纤维缠绕增强塑料制品的特点

（3）生产效率高缠绕制品质量高而稳定，可以采用机械化或自动化生产，需要的操作工人少，缠绕速度快，生产效率高，适于大批量的生产。（4）材料成本低所用增强材料，大多是无捻粗纱等连续纤维，减少了纺织和其它加工费用，材料成本低。缺点：⑴缠绕成型适应性小，不能缠绕任意结构形式的制品。⑵缠绕设备投资大，只有大批量的生产才能降低成本。1.3纤维缠绕制品的应用

缠绕工艺的开发应用明显可分为两部分：军工和民用。

（1）军工和空间技术应用：应用于空间技术的缠绕结构要求性能精密、可靠、重量轻并且经济。缠绕制品在航空、航天及军工方面主要用来做：固体火箭发动机壳体、固体火箭发动机烧蚀衬套、火箭发射筒、鱼雷仪器舱；飞机机头雷达罩、氧气瓶、直升机的旋翼、高速分离器转筒；天线杆、导波管；导弹连接裙、航天飞机的机械臂等。最具代表性的是：火箭发动机壳体。

1.3纤维缠绕制品的应用

（2）民用方面： 纤维缠绕制品的优点主要是：轻质高强、防腐、耐久、实用、经济等。已开发的产品有：高压气瓶（煤气、氧气）、输水工程、防腐管道及配件、各种尺寸和性能的贮罐、跳高运动员的撑杆、船桅杆、汽车板簧及传动轴、羽毛球及网球拍、防波浮筒等。最具代表性的民用缠绕制品：GFWP管道和贮罐，这种管道耐化学腐蚀、摩擦阻力小，可降低能耗30%左右。

1.4缠绕工艺用原材料

纤维缠绕所用原材料主要是纤维增强材料和树脂基体两大类。选择原则主要有三条：缠绕制品的使用性能要求，即产品的各项设计性能指标；工艺性及经济性要求。

1.增强材料应用最广、量最大的是玻璃纤维，主要为无碱、中碱无捻粗纱，高强纤维。此外，有碳纤维和芳纶纤维等。

选用要求：（1）航空和航天制品多采用性能优异价格昂贵的碳纤维和芳纶纤维，一般民用多选用连续玻璃纤维；（2）满足制品的性能要求；（3）纤维都必须进行表面处理1.4缠绕工艺用原材料

以改善与基体的浸润性和粘附性；（4）与树脂浸润性好，浸透速度快；（5）各股纤维张力均匀；（6）成带性好，不起毛，不断头。2.树脂基体一般是指合成树脂与各种助剂组成的基体体系。复合材料制品的工艺性、耐热性、耐老化性及耐腐蚀性主要取决于树脂基体，而且对力学性能的压缩强度、层向剪切强度也要重要影响。常温使用内压容器，一般采用双酚A型环氧树脂；高温使用的容器则采用酚醛型环氧或脂肪族环氧树脂；1.4缠绕工艺用原材料

一般管道和贮罐多采用不饱和聚酯树脂；航空航天制品采用具有突出断裂韧性与耐湿热性能的双鸟来酰亚胺树脂。选用要求：（1）工艺性好；（2）树脂基体的断裂伸长率与增强材料相匹配，方能获得满意的力学性能；（3）固化收缩率低和毒性刺激性小；（4）来源广，价格低。第二节纤维缠绕成型工艺原理

缠绕成型工艺示意图2.1缠绕规律

缠绕工艺，由它的工艺特点决定的，它只能针对回转体，向制造贮罐、管道、锥体等等。缠绕的产品繁多，缠绕的形式也多种多样。但任何形式的缠绕都是由导丝头和芯模的相对运动实现的。缠绕线型必须满足两点要求：（1）从纤维的排列看：纤维既不重叠又不离缝，均匀连续布满芯模表面。（2）从缠绕的过程看：纤维在芯模表面位置稳定，不打滑。

2.1缠绕规律

缠绕规律：是描述纱片均匀稳定连续排布在芯模表面，以及芯模与导丝头运动的关系的规律。缠绕规律是保证纤维缠绕制品质量的技术关键。同时也是制品强度设计和缠绕机运动机构的依据，缠绕规律是缠绕技术的核心而缠绕的规律的中心问题是线型。2.2缠绕线型分类

根据纤维在芯模上的排列情况，缠绕线型分为：环向、纵向、螺旋缠绕三类。1.环向缠绕环向缠绕环向缠绕参数图2.2缠绕线型分类

芯模绕自轴匀速转动，导丝头在筒身区间作平行于轴线方向运行。芯模每旋转一周，导丝头移动一个纱片的宽度(由于纱片的宽度较小，可以近似地把缠绕出的线型当作一个圆环)，这样，芯模每转一周，导丝头移动一个纱片宽度，直至纱片均匀布满芯模筒身表面。

式中：D—芯摸直径；b—纱片宽；α—缠绕角；

W—纱片螺距2.2缠绕线型分类2.螺旋缠绕芯模绕自轴匀速转动，导丝头以特定速度沿芯模轴线方向往复运动。螺旋缠绕不仅在筒身段进行，也在封头上进行。如下图所示。螺旋缠绕2.2缠绕线型分类

纤维从容器一端的极孔周围上一点开始，沿着封头曲面上与极孔相切的曲线绕过封头，然后，按螺旋线轨迹绕过筒身段，进入另一个封头，再沿另一个封头上沿与极孔相切的曲线绕过另一个封头，再以反螺旋经筒身段，返回到开始时的极孔，移动一个纱片的宽度，再进行下一个螺旋缠绕，直到芯模表面均匀布满纤维，循环终止。纤维缠绕轨迹，是由圆筒段的螺旋线和封头上与极孔相切的空间曲线组成。螺旋线在封头上提供经纬两个方向的强度，在筒身段提供环向和纵向两个方向的强度。2.2缠绕线型分类

而环向缠绕只能提供环向强度，当螺旋缠绕缠绕角接近90°时，实际上是环向缠绕，也叫高缠绕角螺旋缠绕，一般螺旋缠绕的螺旋角控制在15°-85°之间。3.纵向环绕

又称为平面缠绕。缠绕时，缠绕机的导丝头在固定的平面内作匀速圆周运动，芯模绕自轴慢速旋转。导丝头转一周，芯模转动一个微小角度，相当于芯模表面上一个纱片宽度。如下图所示。2.2缠绕线型分类平面缠绕（纵向缠绕）2.2缠绕线型分类

纱片依次连续缠绕在芯模上，每一个纱片均与极孔相切。相互间紧挨着，但不相交，轨迹可近似为一个平面单圆封闭曲线。平面缠绕参数关系图2.2缠绕线型分类

纱片和芯模轴线的交角称为缠绕角。在芯轴上，纱片与极孔相切于点A、B，A、B两点到轴线距离为r1、r2，过A作平行于轴线的直线与过B作轴线的垂线相交于C点2.2缠绕线型分类

平面缠绕的速比：单位时间内，芯模旋转周数与导丝头绕芯模旋转的圈数比，也可以说芯模旋转一周时，导丝头绕芯模旋转的圈数。若纱片宽度为b，缠绕角为α0，则速比为：2.3转速比

转速比简称速比，指单位时间内，芯模转数与导丝头往返次数之比。换言之，完成一个完整循环芯模转数与导丝头往返次数之比。即：

实际中要考虑微调部分：实际转速比式中：i—实际速比；M—一个完整循环的芯摸转数；Δθ—芯摸转角的微小增量；n—一个完整循环中导丝头往返数第三节纤维缠绕工艺参数

缠绕工艺的工序组成：芯模制造，胶液配制，纤维烘干和热处理，浸胶，胶纱烘干（半干法），（干法再加加热粘流），缠绕（张力控制、缠绕速度控制），固化，脱模，检测。每道工序都有它的工艺参数，如果这些工序的工艺参数选择合理，就能够最大限度地发挥原材料的特性，可见它是制造高质量纤维缠绕制品的重要条件。这些工艺参数主要有：纤维烘干温度和时间，浸胶方式及含胶量，胶纱烘干温度及时间，缠绕张力，缠绕规律，固化制度，脱模方法等。

3.1纤维热处理和烘干

在拉制纤维的过程中，在单根纤维表面涂敷一种浸润剂（浸润剂是由粘结成分、润滑部分和表面活性剂，配制而成的乳液），而这些浸润剂通常都是水溶液，这就使得纤维表面含有一定量的水份，这些水份的存在，不仅影响了树脂基体与纤维的粘合，同时还将引起应力腐蚀，并使微裂纹缺陷进一步拓展，而使制品强度和耐老化性能下降。所以，纤维使用时必须经烘干处理。对纤维进行烘干处理要根据它的含水量和纱管大小而定，处理的温度和时间，也要兼顾织物的有机物残流量和热处理后的保留强度才可决定。3.1纤维热处理和烘干残油量与时间温度的关系热处理条件与强力的关系3.1纤维热处理和烘干

残油量降低，使制品性能升高；而强度保留量下降，使制品性能下降。所以，必须选择一个合理的温度和时间，使得残油量尽可能小，而强度保留量又尽可能得大。通常用于缠绕的无捻粗纱，要在60℃～80℃下烘干24小时，用这种烘干纱得到的制品比未经烘干得到的制品强度高4%。3.2浸胶与胶液含量

胶液含量的高低、变化、及分布对缠绕制品的影响很大。首先，影响制品的质量和厚度；胶含量过高，使制品的复合强度下降，但气密性提高；含胶量过低，使制品中的空隙率增加，气密性、耐老化性和剪切强度都降低；含胶量变化过大，使应力分布不均匀，使在某区域引起破坏。所以在浸胶过程中，必须严格控制含胶量，一般控制在17%—25%之间（质量含量），以20%为最佳。3.2浸胶与胶液含量

纤维含胶量主要是在浸胶过程控制的，浸胶过程可分为两个阶段：①将胶液涂敷在纤维表面；②胶液向增强材料内部扩散和渗透。这两个阶段是同时进行的，一经涂上以后，马上就往纤维内部扩散和渗透。纤维的浸胶方式主要有两种：沉浸式、表面带胶式。胶槽纤维挤胶辊胶槽纤维刮刀胶辊沉浸式浸胶图表面带胶式浸胶3.3缠绕张力

在纤维缠绕过程中，纤维所受的张紧力称为缠绕张力。是缠绕工艺的重要参数。1.张力对制品机械性能的影响缠绕张力的大小，可通过计算确定。一般初张力为纤维强度的5%—10%。①张力过小，内衬在充压时变形大，变形越大，疲劳性能就越差；纤维趋向不佳，制品不密实，与内衬的粘接不牢。②张力过大，纤维在缠绕过程中，磨损增大，使它的强度损失大，制品强度降低。3.3缠绕张力

张力的均匀性对制品的力学性能影响很大。各束纤维受到的张力越不均匀，制品强度降低越大，所以在缠绕过程中，要尽量保持纤维束间和纤维束内各股纱的张力均匀。70416根纤维中，全部均匀受力受力共0.863816根纤维中（8根均受力共1.5；8根均受力共0.5

）57916根纤维中（8根均受力共3；8根均受力共0.5

）弯曲强度（MPa）

张力（×9.8N）

均匀受力对弯曲强度的影响3.3缠绕张力2.张力对制品密实度的影响缠绕在曲面上的纤维，其缠绕张力将产生垂直芯模表面的法向力，工艺上称为接触成型压力。可用下式求得：式中：T0—缠绕张力，N/cm;

r—芯摸半径，cm;

α—缠绕角。3.3缠绕张力3.张力对含胶量的影响缠绕张力对纤维浸渍质量、制品含胶量及均匀性影响非常大。如下表所示：33.8830.3826.2024.050~55~1015~2025~30含胶量（%）单纱张力（g）缠绕张力对含胶量的影响3.4胶纱烘干

对干法缠绕是必不可少的，对于湿法缠绕也是有益的。一方面可以除去树脂胶液中的溶剂挥发份，使在缠绕固化过程不起泡。另一方面又可使某些树脂初步凝胶，提高强度。对某些固化剂（如邻苯二甲酸酐）高温升华严重，就不适于烘干处理。烘干制度随树脂系统不同而异。烘干温度不宜过高或过低。温度过高，溶剂来不及除去，树脂就已凝胶，达不到烘干目的。烘干温度对环形试件性能的影响见下表：3.4胶纱烘干分层破坏部分分层破坏正常破坏正常破坏正常破坏2.022.032.062.082.0023.321.623.122.020.668783510161007951140℃-36s160℃-36s180℃-36s200℃-36s220℃-36s试件破坏情况密度g/cm3树脂含量(%)弯曲强度烘干制度烘干温度对环形试件性能的影响3.5缠绕速度

纱带缠绕到芯模上的线速度称为缠绕速度。它直接反映了缠绕过程的生产率。它主要由芯模旋转和导丝头运动的线速度决定。湿法缠绕中，V缠受浸胶时间和设备能力限制。过快，浸胶时间T短，不宜浸透；过慢，生产效率低。所以，最大不能超过0.9m/s。

3.5缠绕速度

干法缠绕，受两个因素影响：①预浸纤维在通过加热装置后，能达到必要的粘流状态；②空气杂质被吸入量。过高，加热时间短，粘流程度不够；并且，过高，速度过大，运行不稳，影响缠绕质量。3.6固化制度

固化制度主要有两种：常温固化和加热固化。采用那种方式固化，主要是由它的树脂系统决定的。固化制度是保证制品充分固化的重要条件，直接影响制品的物化性能和机械强度。1.加热固化高分子物随聚合过程，分子质量增大，分子运动困难，位阻效应增大，活化能升高，所以需要加热到一定温度才能反应。加热固化可使固化反应进行更为彻底，所以加热固化比常温固化的强度提高20%—25%，还可缩短固化3.6固化制度

时间，提高生产效率。一般温升10℃，化学反应速度提高2倍。2.升温速度升温阶段一定要平稳，在树脂体系中含有大量的溶剂和低分子物质，如果升温太快的话，使化学反应剧烈，溶剂和低分子物急剧逸出，而形成大量气泡，对制品质量很不利。在实际生产中，许多树脂都用丙酮作溶剂，为了赶出气泡，在丙酮沸点以下升温要慢些，等过了丙酮沸点，升温可适当加快。3.6固化制度

玻璃钢的导热系数仅为金属的1/150，升温速度快，很容易使制品的结构各部分温差很大，为了使内部达到反应温度，可能使外表层温度过高，甚至发生固化，不仅挥发物跑不出来，而且很容易产生很大的内压力，所以升温速度必须严格控制。升温速度为：0.5℃/min—1℃/min。3.恒温指在它的最高固化温度下，恒温一段时间。最高温度主要由树脂系统决定。而保温时间主要由两方面的因素决定：3.6固化制度

（1）树脂发生聚合反应所需的时间；（2）简单地说是传热时间，通过不稳定的导热使内部达到最高固化温度所需要的时间。恒温一段时间的目的，使树脂固化完全，使各部分固化收缩均匀平衡，这样可以避免由于内应力引起的变形和开裂。4.降温冷却在纤维缠绕制品中，顺纤维和垂直纤维的方向的线膨胀系数，相差近四倍。如果不缓慢冷却，使各方向各部位的收缩不一致，尤其是在垂直

纤维方向，树脂基体直接承受拉力3.6固化制度

很容易发生开裂现象。所以降温过程不能骤冷，应当缓慢冷却。5.固化制度的确定主要取决于树脂系统的性质和制品的物化性能，另外，还应考虑制品的结构、形状、尺寸以及生产率等因素。①树脂系统系统不同，固化制度不同。例1：环氧树脂系统的固化温度（固化剂品种不同温度差别很大）3.6固化制度

A：脂肪胺固化剂，活性大，固化温度较低。B：酸酐类固化剂，活性小，固化温度比胺类高。例2：相同固化剂条件下，脂肪族环氧树脂比双酚-A环氧树脂的活性低，固化温度就比双酚-A高。②产品性能产品性能要求不同，既使使用相同的树脂系统，固化制度也不相同。

A：要求满足力学性能的制品，85%就可以认为固化完全。3.6固化制度

B：要求耐老化、耐热性能、电性能的制品，则85%就不行，必须升高温度使它再进行固化，得到一个更高的固化度。固化制度除考虑这些因素外，还不行，还要考虑制品形状、尺寸、结构等，然后通过多次试验最后才能确定一个合理的固化制度。3.6固化制度6.分层固化在芯模或内衬上，先绕制一定厚度的缠绕层，移到一边，固化一段时间后，室温打磨，再缠绕第二层，循环下去，直到满足强度设计要求层数为止。分层固化的优点：从力学角度看，分层固化形成的薄壁容器组合体，削弱了环向应力沿筒壁分布的高峰；根据缠绕张力制度，张力逐层递减，提高了纤维缠绕的初始张力；从工艺角度来看，减缓了树脂含量沿壁厚的不均现象，同时利于溶剂挥发，提高了制品内外质量均匀性。3.7环境温度

树脂胶液粘度随温度降低而增大，为了保证胶纱在绕制过程中的浸渍效果，同时避免某些固化剂的低温析出（如647酸酐在0-8℃便结晶析出），故纤维缠绕过程的环境温度一定要控制在15℃以上。可用红外线灯烘烤制件表面，以保证表面温度在40℃左右，可有效提高制品质量。第四节缠绕设备

4.1概述

自1947年美国Kellog公司制造出世界第一台缠绕机以来，纤维缠绕机的发展经历了三个阶段：a、机械控制缠绕机b、数字程序控制缠绕机c、微机控制的纤维缠绕机（MCFW）4.1概述一、机械控制缠绕机机械控制缠绕机的型式很多，应用最为广泛的有两种：卧式和立式。卧式的布局及运动形式与普通的车床相似。芯模被夹持在主轴与尾座之间作旋转运动，导丝头随小车作平行于芯轴的往复运动，改变导丝头相对于主轴的运动速度（速比），便可改变缠绕角和线型。速比的改变是通过调节主轴至小车间的机械传动链来实现的。4.1概述

机械控制缠绕机的优缺点：优点：①制造成本低；②结构简单，运行可靠，维修方便；③易掌握操作；尤其是对大批量定型的民用制品，经济实用。缺点：①根据制品线型计算缠绕机传动比较麻烦。②调换齿轮和链条较费时费力；③机器的灵活性差。④生产的准备时间过长；非线性缠绕的精度不高。4.1概述二、数字程序控制缠绕机对于有封头的回转体制品，当缠绕筒身段时，芯模与小车间的速比是不变的，称为线性缠绕。而封头若实现测地线缠绕，由于缠绕角是变化的，则要求导丝头依特定的规律作变速运动，这称为非线性缠绕。

数字控制（NC）缠绕机，是将芯模的角位移量和导丝头的线位移量转换为电脉冲形式的数字量进行控制。如：德国JosefBear公司生产的WE-250型缠绕机。4.1概述

优点：用拨码开关作数据输入，改变参数容易，简化了操作，有一定的灵活性。缺点：实现小车和伸臂的非线性缠绕时仍需采用凸轮控制，且需要设计加工木制凸轮。缠码开关只能存储少量的信息，数控系统没有编码运算功能，因而不能满足更加复杂产品的缠绕要求。4.1概述三、微机控制的纤维缠绕机微机控制的纤维缠绕机，是用微型计算机来控制缠绕机。它与数控不同，控制功能是靠事先存放在存储器里的系统程序来实现的。改变系统程序就改变了控制逻辑。大大增加了设备的灵活性和适应性。微机控制的纤维缠绕机（MCFW）的特点：（1）增加了缠绕机的运动坐标数；（2）缠绕精度高；（3）提高了自动化程度，方便用户使用。4.1概述

MCFW的五个运动坐标4.2机械控制缠绕机的类型1.小车环链式缠绕机工作原理：芯模水平放置，以环行链条和丝杠机构带动小车运动，可进行螺旋和环向缠绕。缠绕时芯模绕自轴匀速旋转，小车在平行芯模轴线方向往复运动。芯模转速与供给纤维的小车速度控制在一定的比值，以缠绕一定的线型。改变线型靠调节主轴与小车间的机械传动链来实现。4.2机械控制缠绕机的类型2.绕臂式（立式）缠绕机工作原理：芯模垂直放置，这就消除了芯轴挠度，同时也使绕臂容易配置。缠绕时，将绕臂倾斜一小角度，以避开芯模两端金属接嘴，同时用调整倾斜角度来改变缠绕角。位于绕臂端部的导丝头随臂旋转，作匀速圆周运动。芯模绕自身轴线慢速旋转。绕臂每转一周，芯模自转一微小角度，反映在芯模表面是一个纱片宽度。纱片与两端极孔相切，依次连续缠绕到芯模上去。4.2机械控制缠绕机的类型3.滚转式缠绕机滚转式缠绕机1平衡铁；2绕臂；3电机；4芯模；5制动器；6电机；7离合器；8纱团4.2机械控制缠绕机的类型

工作原理：缠绕时，芯模一方面绕一与芯模轴线相交并垂直纤维迹线的轴线转动，一个斤头接一个斤头的翻转。一方面芯模又绕自身轴线自转。翻转一周，芯模自转一与纱片宽相应的角度。芯模可以一端或两端固定，在垂直或水平面内滚动。而纤维用固定的伸臂供给。环向缠绕由附加装置来实现。由于受制品尺寸限制，这类缠绕机不如前两类机器使用广泛。

4.2机械控制缠绕机的类型4.跑道式缠绕机这种适用于平面缠绕的大型制品。工作原理：围绕芯模有一环形轨道，装置纱架和导丝头的小车沿环形轨道运动，小车绕芯模转动一周，芯模自转一微小角度，从而形成了平面缠绕线型。环行轨道平面必须与芯模轴成一角度，以便从导丝头出来的纱片能避开芯模两端极孔的接嘴。芯模轴可以水平或倾斜放置。4.2机械控制缠绕机的类型5.电缆机式纵环向缠绕机适用于缠绕没有封头的圆筒形容器或定长管道。

电缆机式纵环向缠绕机1纵向纱盘；2转环；3芯模；4小车；5小车丝杠；6小车导轨；7转环传动机构；8环向缠绕纱团4.2机械控制缠绕机的类型

工作原理：装有纵向纱团的转环与芯模同步回转，并可沿芯轴往复运动，以完成纵向缠绕。纱团装在转环两边的小车上，完成环向缠绕，可以保证纵向层与环向层的比例是1∶2。采用干法缠绕，可以通过热空气加热、辐射或接触加热来软化预浸纱。加热元件或热空气喷管安装在一个套在芯模的环上。4.2机械控制缠绕机的类型6.球形容器缠绕机

球形容器缠绕机

4.2机械控制缠绕机的类型

工作原理：球形芯模装在悬臂的摆臂上。摆臂既能摆动，球芯模又能在摆臂上自轴转动。导丝头与浸胶装置都固定在转台上。转台内装备纱架。胶量由计量泵控制。缠绕过程中，有三种运动；（1）纱架和浸渍系统的转动，导丝头速度约为60m/min。（2）芯模绕自轴转动。转台与芯模的转速比约为25∶1。随球体大小而变化。（3）摆臂转动。转角是转台转数的函数。

4.2机械控制缠绕机的类型7.行星式缠绕机行星式缠绕机适用于平面缠绕。其特点：生产率高；调变缠绕角方便，尤适于小缠绕角制品；张力控制稳定；干湿法缠绕均适应。工作原理：一般行星式缠绕机的主轴均为悬臂式，而它的芯模两端则均有错开布置的回转支撑，既增强了主轴刚性，又不妨碍纱片缠绕。缠绕时，芯模作公转和自转运动，公转轴线与芯模中心轴线斜交，并垂直于纤维缠绕轨迹平面。芯模轴线与缠绕平面的倾斜角即为缠绕角。4.2机械控制缠绕机的类型8.管道连续缠绕机旋转-移动式芯轴，内推脱模，成型管移动且转动连续缠管机立式卧式外牵引式步进式钢带式固定芯轴，成型管仅轴向移动旋转芯轴，成型管移动且转动旋转芯轴，自动脱模，成型管移动且转动（垂直牵引，连续移动芯模）。连续缠管机种类较多，根据设备总体布置、成型装置（芯轴）、脱模方式等特点，可作如下分类：4.2机械控制缠绕机的类型旋转-移动式芯轴，内推脱模，成型管移动且转动连续缠管机立式卧式外牵引式步进式钢带式固定芯轴，成型管仅轴向移动旋转芯轴，成型管移动且转动旋转芯轴，自动脱模，成型管移动且转动（垂直牵引，连续移动芯模）4.2机械控制缠绕机的类型9.湿法定长管道缠绕机

环向纱浸胶湿法连续缠管示意图

1传动装置；2主轴；3聚酯薄膜；4表面毡；5纱团架；6浸胶装置；7纵向纱团；8加热器；9固化炉；10切割装置4.3小车环链式缠绕机的总体结构

机械控制缠绕机主体结构有三部分：床头箱、小车及床身。辅助设备主要有浸胶装置、张力控制装置、纱架等。1.床头箱床头箱的作用：①传送电动机动力；②变速。螺旋与环向缠绕传动轮系及挂轮架都在床头箱里。电机转速调变为符合工艺要求的转速，而且要保证主轴与小车的转速比满足缠绕线型设计的要求。4.3小车环链式缠绕机的总体结构2.小车螺旋缠绕时，小车在环行链条和拨销的作用下作往复直线间隙运动。带动导丝头完成缠绕。导丝头

导丝头的形状有平行双混式、直混式、圆环形、梳形和三角形等，以适应缠绕不同的直径的制品和封头缠绕包络圆的调节。

4.3小车环链式缠绕机的总体结构3.床身装置和支撑小车轨道、丝杠、环链、链轮和尾座。类似于普通车床的床身。4.浸胶装置根据对增强材料表面涂敷胶液方式不同，浸