蒸汽內固化冷卻水脫模制造錐狀電桿的設備及生產方法與流程

本發明屬于制造復合材料電桿的技術領域，特指一種蒸汽內固化冷卻水脫模制造錐狀電桿的設備及生產方法。

背景技術：

現有用來制造復合材料電桿的設備主要由錐狀模具、數控纖維纏繞機、固化爐、脫模機以及模具吊裝轉運機構五部分組成，其生產過程是：數控纖維纏繞機根據鋪層工藝條件將浸漬膠液的纖維纏繞到錐狀模具上，纏繞完畢，松開模具，再通過吊裝轉運機構將其吊入固化爐內，當固化爐內的產品固化完成后，再用吊裝轉運機構將其吊入脫模機上脫模，接著將脫模完成的模具吊到纏繞機上，裝卡纏繞，如此循環。上述設備的缺點主要體現在如下幾個方面：1、模具的長度一般為13m—16m之間、重量在1000kg左右，導致模具吊裝和轉運非常的不方便，再加上粘稠的膠液，給三次裝卸帶來極大不方便，并嚴重浪費人工和時間等。2、固化爐采用電加熱空氣來加熱模具表面的成型物，不僅熱效極低，同時固化時間長、固化同步性差，嚴重影響生產效率，并且由外至里的固化方式嚴重阻止了成型物氣泡的向外遷移，影響產品的絕緣性能和機械性能。3、一般采用機械方式將成型的電桿從模具上頂出來，而纖維復合材料的軸向壓縮強度并不變，這種強力脫模方式會損傷產品的性能，會降低復合材料結構的完整性和穩定性，導致復合材料電桿在極端天氣下出現開裂和折斷的情形。4、設備占地面積大，物流不暢，生產效率低，勞動強度大，產品一致性差。

技術實現要素：

本發明的目的是提供一種蒸汽內固化冷卻水脫模制造錐狀電桿的設備及生產方法。

本發明的目的是這樣實現的：

蒸汽內固化冷卻水脫模制造錐狀電桿的設備，包括平行設置的支架一與支架二，支架一與支架二上均軸向設置有導軌，支架一的一端設有可驅動錐狀模芯轉動的床頭，所述支架一的導軌上滑動設置有脫模車，與床頭相對的脫模車的一端設有尾座，尾座與床頭之間設有中空的錐狀模芯，錐狀模芯為大、小頭端均封閉且大頭端與床頭連接、小頭端支承在尾座上，錐狀模芯下方的導軌上可移動設置有模具抬升機構，錐狀模芯的大頭端居中設置有與錐狀模芯內腔連通的導管，導管通過轉接頭分別與蒸汽供氣管、冷卻水供水管及壓縮空氣供氣管連通，蒸汽供氣管、冷卻水供水管及壓縮空氣供氣管上均設置有閥門，支架二的導軌上滑動設置有數控纖維纏繞機，支架二上設有電機并通過傳動機構驅動數控纖維纏繞機沿導軌往復移動。

上述技術方案中，所述的導管從錐狀模芯的大頭端伸入并固定在錐狀模芯的小頭端，中空腔內的導管上軸向間隔均布有徑向的排氣孔。

上述技術方案中，所述錐狀模芯的內腔為與錐狀模芯等比例縮小的錐形空腔。

上述技術方案中，所述的錐狀模芯并列設置有兩根以上。

上述技術方案中，所述脫模車的上端設有滑軌及滑動設置在滑軌上的滑塊，滑塊上設置有可抓取錐狀模芯上成型出的錐狀電桿的機械手，尾座對側的脫模車上設有電機并通過傳動機構驅動滑塊沿滑軌軸向移動。

上述技術方案中，所述脫模車下方導軌上滑動設置有兩個以上的鎖緊塊，每個鎖緊塊上固連有導桿，導桿的外端貫穿脫模車并通過螺母鎖緊固定。

上述技術方案中，所述模具抬升機構的具體結構為：錐狀模芯下方的導軌上滑動設置有底座與鎖緊塊，鎖緊塊上固連有導桿，導桿的外端貫穿底座并通過螺母鎖緊固定，底座上固定有電動推桿或氣缸，電動推桿或氣缸的活動桿的外端上連接有托輪。

上述技術方案中，所述的尾座的具體結構為：與床頭相對的脫模車一端的上表面設有安裝座，安裝座上設置有一對U形架，兩U形架之間的間距可調，每個U形架上均設有滾輪，錐狀閥芯的小頭端支承在兩滾輪之間。

上述技術方案中，所述的安裝座內側的脫模車上設有可用來支承錐狀電桿的托輪，托輪的外徑由兩側向中部逐漸縮小。

一種蒸汽內固化冷卻水脫模制造錐狀電桿的設備的生產方法，包括以下步驟：

(1)先根據需要生產電桿的長度來調節脫模車與床頭之間的距離，再將相應長度的錐狀模芯安裝在床頭與尾座上，最后移動抬升機構使其位于錐狀模芯小頭端的下方；

(2)啟動床頭與數控纖維纏繞車，床頭驅動錐狀模芯轉動，電機通過傳動機構驅動數控纖維纏繞車沿支架二上的導軌來回往復移動，并將浸漬有膠液的纖維在錐狀模芯的兩端之間往復纏繞；

(3)關閉冷卻水閥門及壓縮空氣閥門，打開蒸汽閥門通過導管將高溫高壓水蒸汽注入到錐狀模芯的內腔內，高溫高壓水蒸汽與錐狀模芯的內腔的側壁接觸遇冷液化，高溫高壓水蒸汽液化后放出的熱量傳遞給錐狀模芯并通過錐狀模芯來加熱錐狀模芯外表面鋪覆的膠液和纖維，膠液在50℃—200℃溫度范圍內交聯固化并與纖維一起成型出錐狀電桿；

(4)關閉蒸汽閥門、打開壓縮空氣閥門，通過導管將壓縮空氣注入到錐狀模芯的內腔內并將錐狀模芯的內腔內的液化水從錐狀模芯上設置的排水口排出；

(5)關閉壓縮空氣閥門，打開冷卻水閥門，通過導管將冷卻水注入到錐狀模芯的內腔內，冷卻水與錐狀模芯的內腔的內壁接觸，對錐狀模芯進行快速冷卻和降溫，錐狀模芯冷卻后體積縮小使錐狀模芯的外表面與成型出的錐狀電桿的內壁分離；

(6)模具抬升機構將錐狀模芯向上頂起使錐狀電桿的小頭端抬升的高度高于滾輪頂端的高度，脫模車滑塊上的機械手向外伸出并夾緊纖錐狀電桿，啟動電機驅動滑塊沿滑軌軸向移動將錐狀電桿從錐狀模芯上拖出。

本發明相比現有技術突出且有益的技術效果是：

1、本發明與傳統的設備相比結構緊湊，體積小，大大縮小了占地面積，實現自動化生產纖維復合材料電桿，纖維復合材料電桿的固化和脫模工序簡單，生產效率高，勞動強度低，并且生產出來的產品的絕緣性好，強度高，韌性優。

附圖說明

圖1是本發明的立體結構示意圖。

圖2是本發明的局部立體結構示意圖之一。

圖3是本發明的圖1中A部的放大結構示意圖。

圖4是本發明的局部立體結構示意圖之二。

圖5是本發明的圖1中B部的放大結構示意圖。

圖6是本發明的錐狀模芯內設置導管的剖面結構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖以具體實施例對本發明作進一步描述，參見圖1—6：

蒸汽內固化冷卻水脫模制造錐狀電桿的設備，包括平行設置的支架一1與支架二2，支架一1與支架二2上均軸向設置有導軌3，支架一1的一端設有可驅動錐狀模芯4轉動的床頭5，所述支架一1的導軌3上滑動設置有脫模車6，與床頭5相對的脫模車6的一端設有尾座7，尾座7與床頭5之間設有中空的錐狀模芯4，錐狀模芯4為大、小頭端均封閉且大頭端與床頭5連接、小頭端支承在在尾座7上，錐狀模芯4下方的導軌3上可移動設置有模具抬升機構，錐狀模芯4的大頭端居中設置有與錐狀模芯4內腔連通的導管11，導管11通過轉接頭分別與蒸汽供氣管、冷卻水供水管及壓縮空氣供氣管連通，蒸汽供氣管、冷卻水供水管及壓縮空氣供氣管上均設置有閥門，支架二2的導軌3上滑動設置有數控纖維纏繞機9，支架二2上設有電機10并通過傳動機構驅動數控纖維纏繞機9沿導軌3往復移動。

上述的導管從錐狀模芯4的大頭端伸入并固定在錐狀模芯4的小頭端，中空腔內的導管上軸向間隔均布有徑向的排氣孔12，高溫高壓蒸汽或冷卻水通過導管11上的排氣孔12進入到錐狀模芯4的內腔內，使錐狀模芯4的內腔的內壁的各部位受熱或受冷均勻。

上述錐狀模芯4的內腔為與錐狀模芯等比例縮小的錐形空腔，錐狀模芯4的各部位厚度均勻，有助于錐狀模芯4受熱或受冷均勻。

上述的錐狀模芯4并列設置有兩根以上。

上述脫模車6的上端設有滑軌13及滑動設置在滑軌上13的滑塊14，滑塊14上設置有可抓取錐狀模芯4上成型出的錐狀電桿的機械手，尾座7對側的脫模車6上設有電機15并通過傳動機構驅動滑塊14沿滑軌13軸向移動，傳動機構為皮帶傳動機構或鏈條傳動機構，滑塊14固連在皮帶或鏈條上。

上述脫模車6下方導軌3上滑動設置有兩個以上的鎖緊塊16，每個鎖緊塊16上固連有導桿17，導桿17的外端貫穿脫模車6并通過螺母18鎖緊固定，在生產過程中需要更換不同長度的錐狀模芯4，旋松螺母18后移動脫模車6，調整脫模車6與床頭5之間的距離后，再旋緊螺母18通過鎖緊塊16將脫模車6鎖緊固定。

上述模具抬升機構的具體結構為：錐狀模芯4下方的導軌3上滑動設置有底座19與鎖緊塊20，鎖緊塊20上固連有導桿21，導桿21的外端貫穿底座19并通過螺母22鎖緊固定，底座19上固定有電動推桿23或氣缸，電動推桿23或氣缸的活動桿的外端上連接有托輪24，旋松螺母22后可移動底座19，調節底座19在導軌3上的位置，旋緊螺母22后通過鎖緊塊20將底座19鎖緊固定，氣缸或電動推桿23動作通過托輪24將錐狀模芯4的小頭端向上抬升。

上述的尾座的具體結構為：與床頭5相對的脫模車6一端的上表面設有安裝座25，安裝座25上設置有一對U形架26，兩U形架26之間的間距可調，可根據不同尺寸的錐狀模芯4來調整兩U形架26之間的間距，每個U形架26上均設有滾輪27，錐狀閥芯4的小頭端支承在兩滾輪27之間，。

上述的安裝座25內側的脫模車6上設有可用來支承錐狀電桿的托輪8，托輪8的外徑由兩側向中部逐漸縮小，滑塊14移動將錐狀電桿從錐狀模芯4上拖出時，托輪8用來支承錐狀電桿，避免錐狀電桿與脫模車6的上表面接觸，托輪8還能對錐狀電桿起到限位的作用，防止錐狀電桿從托輪8上偏離。

一種蒸汽內固化冷卻水脫模制造錐狀電桿的設備的生產方法，包括以下步驟：

(1)先根據需要生產電桿的長度來調節脫模車6與床頭5之間的距離，再將相應長度的錐狀模芯4安裝在床頭5與尾座7上，最后移動抬升機構使其位于錐狀模芯4小頭端的下方；

(2)啟動床頭5與數控纖維纏繞車9，床頭5驅動錐狀模芯4轉動，電機10通過傳動機構驅動數控纖維纏繞車9沿支架二2上的導軌3來回往復移動，并將浸漬有膠液纖維在錐狀模芯4的兩端之間往復纏繞；

(3)關閉冷卻水閥門及壓縮空氣閥門，打開蒸汽閥門通過導管11將高溫高壓水蒸汽注入到錐狀模芯4的內腔內，高溫高壓水蒸汽與錐狀模芯4的內腔的側壁接觸遇冷液化，高溫高壓水蒸汽液化后放出的熱量傳遞給錐狀模芯4并通過錐狀模芯4來加熱錐狀模芯4外表面鋪覆的膠液和纖維，膠液在50℃—200℃溫度范圍內交聯固化并與纖維一起成型出錐狀電桿；

(4)關閉蒸汽閥門、打開壓縮空氣閥門，通過導管11將壓縮空氣注入到錐狀模芯4的內腔內并將錐狀模芯4的內腔內的液化水從錐狀模芯4上設置的排水口排出，將錐狀模芯4中空腔內的液化水排出后，方便錐狀模芯4受熱；

(5)關閉壓縮空氣閥門，打開冷卻水閥門，通過導管11將冷卻水注入到錐狀模芯4的內腔內，冷卻水與錐狀模芯4的內腔的內壁接觸，對錐狀模芯4進行快速冷卻和降溫，錐狀模芯4冷卻后體積縮小使錐狀模芯4的外表面與成型出的錐狀電桿的內壁分離，錐狀模芯4由金屬制成，金屬的熱膨脹系數與纖維復合材料電桿的熱膨脹系數的差異較大，因此錐狀模芯4冷卻降溫后體積縮小，使錐狀模芯4的外表面與錐狀電桿的內側壁分離即可對錐狀電桿進行脫模；

(6)模具抬升機構將錐狀模芯4向上頂起使錐狀電桿的小頭端抬升的高度高于滾輪28頂端的高度，脫模車6滑塊14上的機械手向外伸出并夾緊錐狀電桿，啟動電機15驅動滑塊14沿滑軌13軸向移動將錐狀電桿從錐狀模芯4上拖出。

上述的錐狀模芯4為兩根，數控纖維纏繞機9先對其中一根錐狀模芯4進行往復纏繞，一根錐狀模芯4纏繞完成后對其進行內固化與脫模，在對一根錐狀模芯進行內固化與脫模的同時數控纖維纏繞機9對另一根錐狀模芯4進行纏繞，一根錐狀模芯4上的電桿內固化和脫模完成后對另一根錐狀模芯4進行內固化與脫模，往復循環，錐狀電桿的生產效果高。

上述實施例僅為本發明的較佳實施例，并非依此限制本發明的保護范圍，故：凡依本發明的結構、形狀、原理所做的等效變化，均應涵蓋于本發明的保護范圍之內。