FRP球形压力容器缠绕机机械联动控制研究张吉法，邹方利（武汉理工大学机电工程学院，湖北武汉430070）方案和传动链进行了简要介绍；根据球形压力容器平面缠绕原理确定了轮盘有效直径和连杆有效长度的计算方法；分析了伸臂机构的受力状况并提出了机构在正常工作的条件下相关参数的计算方法；对缠绕过程中扩（缩）孔相应的3个参数的调整进行了讨论。实践证明，该机构结构简单，成本低，易于推广。
目前纤维缠绕机主要有微机控制缠绕机、数控缠绕机和机械式缠绕机等几种类型。而机械式缠绕机具有操作简单、维护容易和对环境要求不高等优点，仍在广泛应用。对于像球形压力容器这类特殊形体的制品，它的成型可以选择机械式缠绕机，既能节约成本，又能提高生产效率。
在球形压力容器缠绕过程中，由于纤维与球体表面之间存在一定的摩擦力，使缠绕的纤维可适当地偏离球体的最大圆。实践证明，当纤维的落纱平面与球体最大圆平面的夹角小于10*时，一般不会滑线。根据上述条件和球形容器平面缠绕原理，笔者就轮盘传动连杆控制卧式缠绕机如何满足球形压力容器缠绕线型的要求来进行研宄。
1机械联动机构缠绕机的缠绕线型是由芯模转动、小车往返运动、伸臂前进后退、连杆往返摆动和丝嘴随动合成来控制的。传动链为电机同时带动芯模和轮盘转动，轮盘上装有拔销，小车面板上开有直槽。轮盘转动时拔销在直槽内相对小车作直线运动，从而使小车在床身导轨上作直线往返运动。连杆一端与伸臂铰接，另一端与床身铰接。当小车往返运动时，连杆往返摆动使伸臂在小车上前进后退。丝嘴通过铰链安装在伸臂上，缠绕时丝嘴受到纱线张力的作用随动。该缠绕机丝嘴的控制机构简图如所示。从这种机构的结构形式来看，2机械联动控制参数的确定如所示，球形压力容器半径R左、右极孔半径分别为r01、02缠绕纱片宽为bw关于其缠绕线型参数在以往的研宄中己作过详细的分析，在这里只给出结论。*在对球形容器缠绕时，设定丝嘴到球面距离始终相等且为H，在这里要确定轮盘有效直径d和连杆有效长度L，则必须先求出丝嘴轨迹在最左P1点和最右P2点的相对坐标值。如所示，依几何关系有。
为了保证纱线能切到封头根部，轮盘的有效直径应为P2相对P1在Z轴方向上的坐标值，即联立直到成ft，然后重新计算d和L.以为例，具体的调整方法如下。0：为了保证纱线能切到封头根部，P1和P必分别在斜线Q1P1和Q2P2的延长线上。丝嘴在控制参数重算后的运动轨迹为圆弧P/0P2.同时p丨和P相对坐标值分别用AZ/、AX1和AZ2、m2来表示，且相应的轮盘有效直径和连杆有效长度分别用d'和L'来表示，轮盘中心与芯模中心在Z轴方向偏移量用A'来表示。由于极孔不对称，丝嘴实际运动轨迹与设定假设调整后P=ft，则有以下方程轨迹重合就必须要求轮盘中心与芯模中心在Z sin￠0=AZ；/L/（17）轴方向偏移一个量4同时连杆固定端与芯模中AX'1-（R+H）=-AZ（tana1（18）以重新计算的结果确定d=（AZ/+Az2）/2A、（AZi-AZ/）/2*从和可得，当e时，丝嘴实际轨迹误差为当e>e时，机构参数调整后丝嘴实际轨迹最大误差出现在丝嘴运动到p/.丝嘴轨迹在z轴方向和X轴方向最大4缠绕扩（缩）孔解决方法球形容器封头两端的缠绕要求缠绕设备扩（缩）孔机构调整方便，当进行扩（缩）孔时，ri和r2大（缩小），ai和a2变大（变小）。可以通过上述计算方法来调整轮盘有效直径d连杆有效长度L和丝嘴到芯模表面距离H.缠绕扩（缩）孔调整方法如下：时调整轮盘拔销的位置即可。
小），则此时调整连杆的有效长度即可。
仅调整丝嘴的位置即可。
特别要注意的是，扩（缩）孔时H的适用范围，以免丝嘴碰坏芯模表面。通过以上方法，可以灵活地分别调整或组合调整这3个参数来达到扩（缩）孔缠绕的目的。
5结论通过对轮盘传动连杆控制缠绕机的控制机构分析和控制参数理论推导，证明了该机构完全可以实现球形压力容器的缠绕，并且其结构简单、成本低，在工程应用中易于推广。