一种管材增强带用分层缠绕机及分层缠绕方法与流程

本技术涉及复合管材生产，具体涉及一种管材增强带用分层缠绕机及分层缠绕方法。

背景技术：

1、塑料管道主要是采用pe、pp或混合塑料材质制成的管材，因其具有良好的抗腐蚀性、耐用度好等优点而被广泛应用，但其耐温与耐压性能不足。行业内普遍在塑料管体之外缠绕复合一层或多层高强度增强材料，常见的有玻璃纤维带、聚酯带、芳纶带、钢带等，用于将上述管材增强带连续缠绕到管体之上的设备即为缠绕机。例如，中国公开专利cn107627594a公开的一种复合管增强带缠绕机即为目前常用的缠绕机，其包括支撑架、主轴、旋转筒、旋转动力机构和带盘装置，旋转筒套设于主轴并由旋转动力机构驱动回转，偶数数量的带盘装置沿周向均匀布置于旋转筒的同一侧。然而上述缠绕机在实际应用中容易产生褶皱，缠绕层数越多会导致褶皱越明显。

技术实现思路

1、本技术旨在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本技术提供了一种管材增强带用分层缠绕机及分层缠绕方法。

2、为了达到上述目的，本技术采用如下技术方案：一种管材增强带用分层缠绕机，所述分层缠绕机包括机架、主轴和牵引单元，所述主轴和牵引单元均设置于机架，所述主轴形成有供管体穿过的通道，所述牵引单元用于夹持管体并以设定速度牵引管体穿过所述通道，所述分层缠绕机还包括第一转盘、第二转盘、第一动力单元、第二动力单元和带盘单元，所述第一转盘沿牵引方向位于第二转盘的后侧且两者均转动设置于机架，所述带盘单元包括至少两个设置于第一转盘的第一带盘组件以及至少两个设置于第二转盘的第二带盘组件，所述第一带盘组件和第二带盘组件均用于向管体释放管材增强带；

3、所述第一动力单元和第二动力单元均设置于机架，所述第一动力单元与第一转盘相连且用于驱动第一转盘以第一转速旋转，所述第二动力单元与第二转盘相连且用于驱动第二转盘以第二转速旋转，所述第二转速小于第一转速，并且所述第一转速和第二转速被配置为能够使得由所述第一带盘组件释放的管材增强带与由所述第二带盘组件释放的管材增强带以相同的缠绕角度缠绕于所述管体。

4、应用本技术具有以下有益效果：管材增强带相对管体的缠绕角度与管体被缠绕时的外径尺寸、管材增强带所属的转盘的旋转速度以及牵引单元对管体的牵引速度相关。分析褶皱产生的原因如下：当向管体缠绕多层管材增强带时，内层的管材增强带缠绕完成之后，管体外径因已缠绕管材增强带的厚度而增大。之后仍沿用相同的转盘转速与牵引速度，则导致外层管材增强带的缠绕角度必然增大。而缠绕角度是预先根据工艺要求设置的确定值，通过调整带盘相对管体的倾斜角度来确定，在这种情况下，对于外层缠绕的管材增强带而言，实际的缠绕角度相对预设的缠绕角度偏大，管材增强带在自带盘引出至落带于管体的这段行程内必须绕自身纵轴扭转，缠绕至管体上后表现为部分鼓出管体表面而形成褶皱。层数越多、内外层直径差越大，褶皱越明显。

5、本技术通过将转盘分体设计为第一转盘和第二转盘，通过各自独立的第一动力单元和第二动力单元分别单独地驱动第一转盘和第二转盘旋转。同时，将现有方案中全部设置于一个转盘的带盘结构分开设置，在第一转盘上设置第一带盘组件，在第二转盘上设置第二带盘组件。先通过第一转盘以第一转速旋转，带动其上的第一带盘组件向管体以预设的缠绕角度释放管材增强带。缠绕有管材增强带的管体移动至第二带盘组件处后，第二转盘以第二转速旋转，带动其上的第二带盘组件向管体以预设的缠绕角度释放管材增强带，此时虽然被缠绕的管体的外径增大，但本技术通过将第二转速设计为小于第一转速，可使得实际的缠绕角度依旧与预设的缠绕角度保持相同，由此避免产生褶皱。

6、可选地，所述第一转速为n，所述第二转速为n，所述第一转速和所述第二转速分别通过以下关系式确定：

7、n=v*tanα/（π*d）；

8、n=v*tanα/（π*d）；

9、其中，v为所述牵引单元牵引管体的牵引速度，α为管材增强带相对管体的缠绕角度，d为管体的外径尺寸，d为管体外缠绕有由第一带盘组件释放的管材增强带时的外径尺寸。

10、可选地，所述分层缠绕机还包括调整单元，所述第一带盘组件和第二带盘组件分别通过所述调整单元设置于第一转盘和第二转盘，所述调整单元包括：

11、移动座，其对应地安装于第一转盘和第二转盘；

12、安装座，其铰接于所述移动座；

13、摆角驱动机构，其设置于所述移动座，所述摆角驱动机构与安装座相连且用于驱动安装座相对移动座摆动；

14、其中，所述第一带盘组件和第二带盘组件对应地设置于安装座。

15、可选地，所述摆角驱动机构为线性驱动器，所述线性驱动器的外壳与移动座铰接且输出端与安装座铰接。

16、可选地，所述第一带盘组件包括用于承载管材增强带的第一承带盘、用于将管材增强带引向管体的第一导向构件以及用于驱动第一承带盘旋转的第一旋转驱动机构，所述第二带盘组件包括用于承载管材增强带的第二承带盘、用于将管材增强带引向管体的第二导向构件以及用于驱动第二承带盘旋转的第二旋转驱动机构。

17、可选地，所述调整单元还包括平移驱动机构，所述平移驱动机构对应地设置于第一转盘和第二转盘，所述平移驱动机构与所述移动座相连且用于驱动移动座沿主轴的轴向移动。

18、可选地，所述分层缠绕机还包括设置于所述第二转盘的加热筒，所述加热筒与主轴同轴布置，所述加热筒位于第二转盘的前侧且用于加热缠绕有由第一带盘组件释放的管材增强带的管体。

19、可选地，所述分层缠绕机还包括热风单元，所述热风单元设置于机架且具有出风口，所述出风口用于向第二带盘组件释放的管材增强带吹热风。

20、可选地，所述第一带盘组件和第二带盘组件均设置有两个，两个所述第一带盘组件沿周向间隔180°分布，两个所述第二带盘组件沿周向间隔180°分布。

21、可选地，所述机架包括基座以及形成于所述基座两侧的第一安装板和第二安装板，所述第一转盘转动设置于第一安装板，所述第二转盘转动设置于所述第二安装板，所述主轴穿过第一安装板和第二安装板；

22、所述第一安装板与第二安装板之间形成有容纳空间，所述分层缠绕机还包括供电单元，所述第一动力单元、第二动力单元和供电单元均设置于所述容纳空间。

23、此外，本技术还提供了一种管材增强带用分层缠绕方法，所述分层缠绕方法应用如上述技术方案中任一项所述的分层缠绕机实现，所述分层缠绕方法包括以下步骤：

24、分别确定所述第一转速和所述第二转速；

25、控制牵引单元牵引管体沿通道前进；

26、控制所述第一动力单元驱动第一转盘以第一转速旋转，控制所述第二动力单元驱动第二转盘以第二转速旋转，并控制所述第一带盘组件和第二带盘组件依次向管体释放管材增强带，所述第一带盘组件释放的管材增强带缠绕于管体外，所述第二带盘组件释放的管材增强带缠绕于第一带盘组件释放的管材增强带外。

27、本技术所提供的分层缠绕方法与前述分层缠绕机的有益效果推理过程相似，在此不再赘述。

28、可选地，所述分别确定所述第一转速和所述第二转速包括：

29、按照以下关系式分别确定所述第一转速n和所述第二转速n：

30、n=v*tanα/（π*d）；

31、n=v*tanα/（π*d）；

32、其中，v为所述牵引单元牵引管体的牵引速度，α为管材增强带相对管体的缠绕角度，d为管体的外径尺寸，d为管体外缠绕有由第一带盘组件释放的管材增强带时的外径尺寸。

33、本技术的这些特点和优点将会在下面的具体实施方式以及附图中进行详细的揭露。本技术较佳的实施方式或手段将结合附图来详尽表现，但并非是对本技术技术方案的限制。另外，在每个下文和附图中出现的这些特征、要素和组件是具有多个，并且为了表示方便而标记了不同的符号或数字，但均表示相同或相似构造或功能的部件。