专利名称：复合材料芯棒卷绕装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及输电线路用材料的试验装置，尤其涉及碳纤维/玻璃纤维增强复合材料制成的芯棒的卷绕试验装置，具体地说是一种碳纤维/玻璃纤维增强复合芯棒用卷
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背景技术：
碳纤维/玻璃纤维树脂是指由碳纤维和玻璃纤维作为增强相混杂于一种树脂基体相中构成的一类复合材料，因其具有高比强度、高比模量、耐高温、耐腐蚀、耐疲劳、抗蠕变、弧垂小和热膨胀系数小等一系列优异性能，迎合了电力行业对新型输电线路绞线芯材的要求，由此以碳纤维/树脂为中心层、玻璃纤维/树脂为包覆层的碳纤维复合芯应运而生。在随后的研究中发现，与常规钢芯相比，碳纤维/玻璃纤维复合芯的质量约为1/5，线膨胀系数约为1/12。外层玻璃纤维增强了芯棒的耐磨性，且有助于减小芯棒和铝线间的损伤。芯棒表面光滑，不需后期加工可直接与梯形截面软铝绞线配合，从而为其在输电架空线路行业中的应用提供了可能和必然，还可减少传输中电力的损耗，减少20%的塔杆，节省用地，减少金属资源消耗，有助于构造安全、环保、高效节约型电网。为方便输电线路绞线的运输和放线过程，往往将其芯材卷绕于一合理尺寸的圆盘上进行。为更多地运送绞线，人们往往选择将芯材卷绕于尺寸尽可能小的圆盘。然而，碳纤维/玻璃纤维复合芯的弹模量高，延伸率低，外层玻璃纤维裸露故容易产生划痕或损伤等不宜被发觉的表面缺陷，若使用的圆盘尺寸过小有可能导致芯棒受损甚至折断。如何快捷高效地检验碳纤维/玻璃纤维复合芯裸露表面的缺陷、如何为碳纤维/ 玻璃纤维复合芯的运输和放线提供安全合理的曲率半径，已成为新型电力行业输电线路绞线安全运行首要解决的关键问题。而目前尚未有专用于检测复合芯棒的测试装置。
发明内容本实用新型的目的在于克服现有技术存在的以上问题，提供一种专用于复合材料芯棒卷绕试验用的卷绕装置。为实现以上目的，本实用新型采用以下技术方案复合材料芯棒卷绕装置，包括支架、驱动电机、卷绕轮和夹持装置，其特征在于所述的驱动电机设置在支架上，其轴伸端设有联动轴，所述的卷绕轮设置在所述的联动轴上；所述的夹持装置包括连接头、芯棒夹紧套、垫片和螺栓，所述的连接头设置在所述的卷绕轮上，连接头上设有容置孔；所述的芯棒夹紧套的套头上设有芯棒穿孔，并置于连接头的一侧，套身置于所述的容置孔内，套尾开设有螺孔；所述的垫片和螺栓置于连接头的另一侧，所述的螺栓与芯棒夹紧套的螺孔连接。本实用新型的复合材料芯棒卷绕装置，将试样穿过芯棒夹紧套的套头上开设的芯棒穿孔，旋紧螺栓使试样固定。开启驱动电机，电机旋转带动联动轴转动，进而带动卷绕轮转动便可进行测试。等卷绕轮转过设定的圈数后断开电源，驱动电机停转，测试结束。检查试样表面，观察是否有裂纹或断裂现象。[0008]本实用新型的复合材料芯棒卷绕装置，结构简单，操作方便，且能自动进给。电机转速和卷绕轮外径可根据需要进行调节，可广泛适用于不同规格型号的试样。根据本实用新型，所述的驱动电机带减速装置，优选一体式电机减速机，使产品结构更为紧凑。电机也可以是伺服电机，便于自动控制和调节。为研究不同规格型号芯棒的最小卷绕半径，本实用新型配套了多种规格的卷绕轮。卷绕轮的轮毂必须有足够的强度，可以支撑起芯棒在卷绕时产生的向心力。但轮毂与芯棒接触的盘面材质不可过硬，否则可能会损伤复合材料芯棒表层纤维，导致芯棒开裂，影响试验结果。轮毂重量尽可能轻，便于更换。为此，本实用新型中优先采用MC高强尼龙制作轮毂，并在不影响轮毂强度的情况下，在轮毂盘面上对称地开设多个通孔，达到减少轮毂重量，方便安装更换的目的。作为本实用新型的进一步改进，联动轴最外侧设有防脱盖，以防止卷绕轮在卷绕过程中脱出。作为本实用新型的再进一步改进，联动轴上还设有位移编码器，将卷绕轮的转动圈数转化为电信号输出到可编程控制器，由可编程控制器精确计算，并在达到设定值后关断电源，停止试验，从而达到自动控制的目的。
图1是本实用新型复合材料芯棒卷绕装置的结构示意图。图2是图1的左视图。图3是本实用新型卷绕轮的结构示意图。图4是图3的俯视图。图5是图3的后视图。图6是本实用新型夹持装置的结构示意图。图7是实用新型夹持装置的主视图。图8是图7A-A向的剖视放大图。图9是本复合材料芯棒卷绕装置的卷绕轮的装卸示意图。图中，1-试样，2-卷绕轮，3-夹持装置，4-驱动电机，5-支架，6_防脱盖，7_位移编码器，8-联动轴，9-轮辋，10-键槽，11-轮毂，12-通孔，13-轴套，14-安装孔，15-连接头， 16-安装孔，17-芯棒夹紧套，18-芯棒穿孔，19-螺孔，20-容置孔，21-螺栓，22-垫片，23-键槽，24-套头，25-套身。
具体实施方式
参照图1和图2，本实用新型的复合材料芯棒卷绕装置，包括支架5、驱动电机4、卷绕轮2和夹持装置3，所述的驱动电机4设置在支架5上，其轴伸端设有联动轴8，所述的卷绕轮2设置在所述的联动轴8上。联动轴8上还设有位移编码器7。参照图3、图4和图5，卷绕轮2采用MC高强尼龙制作轮毂11，并在不影响轮毂强度的情况下，在轮毂盘面上对称地开设6个通孔12，达到减少轮毂重量，方便安装更换的目的。卷绕轮2上设有与联动轴8配合的轴套13，轴套13上开设有键槽10。轮毂11上开设有安装孔14，用于安装夹持装置3。[0025]参照图6、图7和图8，所述的夹持装置3包括连接头15、芯棒夹紧套17、垫片22和螺栓21。所述的连接头15上开设有安装孔16，该安装孔16与轮毂11上开设的安装孔14 一一对应，通过螺钉将连接头15固定到所述的卷绕轮2的轮毂盘面上，连接头15的一端设有容置孔20。所述的芯棒夹紧套17的套头M上设有芯棒穿孔18，并置于连接头15的一侧，套身25置于所述的容置孔20内，套尾开设有螺孔19。所述的垫片22和螺栓21置于连接头 15的另一侧，所述的螺栓21与芯棒夹紧套17的螺孔19连接。试验时，将试样1穿过夹紧套头M上开设的芯棒穿孔18，旋紧螺栓21，螺栓21顶紧试样使试样固定。参照图9，为适应不同规格型号芯棒的最小卷绕半径，本实用新型配套了多种规格的卷绕轮。更换卷绕轮时，首先去掉防脱盖6，然后将轮毂安装在联动轴8上。联动轴8上开设有键槽23，通过键配合将卷绕轮固定在联动轴8上。最后，再盖上防脱盖6。联动轴的直径比卷绕轮的孔径小1mm，方便安装拆卸。应注意到，上述说明只是对本实用新型的一个可行实施例的具体描述，该实施例并非限制本实用新型的专利范围。本实用新型还可以有其他实施方式，凡未脱离本实用新型的等效实施或变更，均应包含于本案的专利范围内。
权利要求1.复合材料芯棒卷绕装置，包括支架(5)、驱动电机G)、卷绕轮(2)和夹持装置(3)， 其特征在于所述的驱动电机(4)设置在支架( 上，其轴伸端设有联动轴(8)，所述的卷绕轮( 设置在所述的联动轴(8)上；所述的夹持装置C3)包括连接头(15)、芯棒夹紧套 (17)、垫片0 和螺栓(21)，所述的连接头(1 设置在所述的卷绕轮( 上，连接头(15) 上设有容置孔OO)；所述的芯棒夹紧套(17)的套头04)上设有芯棒穿孔(18)，并置于连接头(1 的一侧，套身0 置于所述的容置孔00)内，套尾开设有螺孔(19)；所述的垫片02)和螺栓置于连接头(15)的另一侧，所述的螺栓与芯棒夹紧套(17)的螺孔(19)连接。
2.如权利要求1所述的复合材料芯棒卷绕装置，其特征在于所述的驱动电机(4)为一体式电机减速机。
3.如权利要求1所述的复合材料芯棒卷绕装置，其特征在于所述的驱动电机(4)为伺服电机。
4.如权利要求1所述的复合材料芯棒卷绕装置，其特征在于所述的卷绕轮的轮毂 (11)盘面上均勻开设有多个通孔(12)。
5.如权利要求4所述的复合材料芯棒卷绕装置，其特征在于所述的卷绕轮的轮毂 (11)盘面上均勻开设有六个通孔(12)。
6.如权利要求1所述的复合材料芯棒卷绕装置，其特征在于所述的卷绕轮(2)上设有与联动轴(8)配合的轴套(13)。
7.如权利要求1所述的复合材料芯棒卷绕装置，其特征在于卷绕轮(2)和联动轴(8) 键配合。
8.如权利要求1所述的复合材料芯棒卷绕装置，其特征在于联动轴(8)最外侧设有防脱盖(6)。
9.如权利要求1-8任何一项所述的复合材料芯棒卷绕装置，其特征在于联动轴(8)上还设有位移编码器(7)。
专利摘要本实用新型公开了一种复合材料芯棒卷绕装置，包括支架、驱动电机、卷绕轮和夹持装置，其特征在于所述的驱动电机设置在支架上，其轴伸端设有联动轴，所述的卷绕轮设置在所述的联动轴上；所述的夹持装置包括连接头、芯棒夹紧套、垫片和螺栓，所述的连接头设置在所述的卷绕轮上，连接头上设有容置孔；所述的芯棒夹紧套的套头上设有芯棒穿孔，并置于连接头的一侧，套身置于所述的容置孔内，套尾开设有螺孔；所述的垫片和螺栓置于连接头的另一侧，所述的螺栓与芯棒夹紧套的螺孔连接。本实用新型的复合材料芯棒卷绕装置，结构简单，操作方便，且能自动进给。电机转速和卷绕轮外径可根据需要进行调节，可广泛适用于不同规格型号的试样。
文档编号G01N3/26GK202158999SQ20112024474
公开日2012年3月7日 申请日期2011年7月12日 优先权日2011年7月12日
发明者余敏波, 朱志华, 李国勇, 李 瑞, 钱苗 申请人:浙江华电器材检测研究所