摘 要

随着中国国内复合材料科学技术的不断发展创新，大量新型复合材料成功地应用于社会发展的诸多领域。复合纤维材料工业是如今比较热门的新型工业之一，它的产品在工农业、军事、商业等方面得到了广泛的应用。由复合材料纤维缠绕成型而来的复合纤维管，具有较好的耐热性能，抗腐蚀能力强，强度高，在许多领域广泛使用，并且已经初具规模。缠绕机和脱模机作为生产复合纤维材料制品的专业设备，它的设计和生产已成为机械制造业的一个重要研究内容。

本次课题设计通过认真调研和对相关知识的学习，分析了复合纤维材料管在脱模中可能出现的问题，了解并模拟了脱模机构的工作情况，提出了导向管脱模机的整体设计方案。然后对整体结构、非标准零部件进行了设计，对标准件进行了选择。产品设计完成后，对重要零件进行了强度校核。本次的设计的产品主要零件包括：卷扬机、直线导轨、脱模小车、液压缸。

关键词：复合纤维材料，卷扬机，脱模机构，芯模

Abstract

With the continuous development of China's domestic composites science and technology innovation, a large number of new composite materials was successfully applied to many fields of social development. Composite fiber material industry is a more popular hot new industry, whose products is used in industry, agriculture, military, etc to a wide range of applications. Fiber has good heat performance, strong corrosion resistance and high strength, widely used in many fields, and it has been out of scale. Winding machine and stripper as fiber composite materials products equipment, its design and production has become an important content of the mechanical manufacturing.

This topic design through careful investigation and the related knowledge of learning, analyzes the composite fiber material tube kinds of possible problems in the stripping, understand and simulates the working characteristics of the stripper, puts forward the overall design scheme of pipe run stripping machine. Then the design of overall structure, non-standard parts, standard parts for the choice. Product design is completed, the important parts on the intensity. The design of the products main parts include: hoist, linear guide, stripping the car, the hydraulic cylinder.

Key Words: Composite fiber materials, hoist, stripper, core modules

目 录

摘要 I

Abstract II

第一章绪论 1

1.1 复合纤维缠绕成型工艺 1

1.2 缠绕设备 2

1.3 复合材料管道 2

1.3.1 复合材料管道概述 2

1.3.2 复合材料导向管应用 2

1. 设计方案确定 4

2.1 国内外研究现状 4

2.2 目的及意义 4

2.3 课题研究内容 4

2.4 原理分析及最终方案确定 4

1. 卷扬机导向管脱模机设计 6

3.1 脱模机构概述 6

3.1.1 脱模机构的组成 6

3.1.2 脱模机构的分类 6

3.1.3 脱模机构的设计要求 6

3.2 卷扬机导向管脱模机的选型 7

3.3 非标准件的结构设计 8

3.31 脱模小车的设计 9

3.3.2 脱模环的设计 9

3.3.3 基座的结构设计 10

3.3.4 托辊的结构设计 10

3.4 标准件的选择 10

3.4.1 电机的选择 10

3.4.2 钢丝绳的选择 14

3.4.3 导轨副的选择 14

1. 零件强度校核 15

4.1 托辊轮轴的强度度校核 15

4.2 托辊轴承的强度校核 15

1. 总结 16

致谢 17

参考文献 18

第一章 绪论

1.1复合纤维缠绕成型工艺

缠绕成型工艺是指将纤维或玻璃钢一类的复合材料通过装有树脂胶的胶槽进行初步处理，然后把这类纤维通过缠绕机均匀地缠绕到芯模上。缠绕时需要按照事先设定好的规则来进行，最后经过一系列的步骤直至脱模（如果产品需要脱去芯模），从而得到产品的工艺过程^[1]。

复合材料缠绕成型一般有干法缠绕成型、半干法缠绕和湿法缠绕三种方式。这3种方式拥有各自不同的特点。

干法缠绕工艺。这种工艺是将预先处理过的纤维纱带，在缠绕机上经加热让它熔化成为液态然后缓慢按照一定规律缠绕到芯模上。用这种方式生产出来的产品质量比较稳定，通过预处理可以严格控制纤维纱带的含胶量和尺寸。而且缠绕速度比较快，但是干法缠绕机对环境要求比较高，相应的设备的成本也就比较高。

湿法缠绕工艺。这种工艺方法是将粗纤维纱带浸胶后直接缠绕到芯模上。这种方式不需要大型的预处理浸润设备，对材料的要求也不太高，可以节约成本，方便选取材料。但是因为未进行烘干，导致在产品固化时会很容易产生气泡。由于纱片中含有溶剂，所以纱片的质量和张力也不能得到较好的控制。

半干法缠绕工艺。这种工艺是对粗纤维纱带进行浸胶，然后预处理烘干，然后将纱带缠绕到芯模上。对比湿法缠绕，这种成型方式因不需要在纱带缠绕到芯模上时进行浸润，所以不需要在缠绕机上添加存放溶剂容器的位置，因而优化了工艺工序。而且相较与干法缠绕而言，半干法缠绕减少了减少了整个预处理浸润设备，缩短了烘干时间，降低了缠绕机使用时的环境要求，使制品质量得到了一定程度的提高。