五、纏繞機
纏繞機是實現(xiàn)纏繞成型工藝的主要設(shè)備，對纏繞機的要求：①能夠?qū)崿F(xiàn)制品設(shè)計的纏繞規(guī)律和排紗準(zhǔn)確；②操作簡便；③生產(chǎn)效率高；④設(shè)備成本低等。
纏繞機主要由芯模驅(qū)動和繞絲嘴驅(qū)動兩大部分組成。為了消除繞絲嘴反向運動時纖維松線，保持張力穩(wěn)定及在封頭或錐形纏繞制品紗帶布置精確，實現(xiàn)小纏繞角（5°～15°）纏繞，在纏繞機上設(shè)計有垂直芯軸方向的橫向進給（伸臂）機構(gòu)。為防止繞絲嘴反向運動時紗帶轉(zhuǎn)擰，伸臂上設(shè)有能使繞絲嘴翻轉(zhuǎn)的機構(gòu)。微機控制纏繞機有4～5個驅(qū)動軸，如圖3-21所示。
我國20世紀(jì)60年代研制成功鏈條式纏繞機，70年代引進德國WE-250數(shù)控纏繞機，改進后實現(xiàn)國產(chǎn)化生產(chǎn)，80年代后我國引進了各種型式纏繞機40多臺，經(jīng)過改進后，自己設(shè)計制造成功微機控制纏繞機，并進入國際市場。
（1）機械式纏繞機類型
①繞臂式平面纏繞機（見圖3-22） 其特點是繞臂（裝有繞絲嘴）圍繞芯模做均勻旋轉(zhuǎn)運動，芯模繞自身軸線做均勻慢速轉(zhuǎn)動，繞臂（即繞絲嘴）每轉(zhuǎn)一周，芯模轉(zhuǎn)過一個小角度。此小角度對應(yīng)纏繞容器上一個紗片寬度，保證紗片在芯模上一個緊挨一個地布滿容器表面。芯模快速旋轉(zhuǎn)時，繞絲嘴沿垂直地面方向緩慢地上下移動，此時可實現(xiàn)環(huán)向纏繞，使用這種纏繞機的優(yōu)點是，芯模受力均勻，機構(gòu)運行平穩(wěn)，排線均勻。適用于干法纏繞中小型短粗筒形容器。
 ②滾轉(zhuǎn)式纏繞機（見圖3-23） 這種纏繞機的芯模由兩個搖臂支承，纏繞時芯模繞自身軸旋轉(zhuǎn)，兩臂同步旋轉(zhuǎn)使芯模翻滾，翻滾一周，芯模自轉(zhuǎn)一個與紗片寬相適應(yīng)的角度，而纖維紗由固定的伸臂供給，實現(xiàn)平面纏繞，環(huán)向纏繞由附加裝置來實現(xiàn)。由于滾翻動作機構(gòu)不宜過大，故此類纏繞機只適用纏繞小型制品，且使用不廣泛。
 ③臥式纏繞機（見圖3-24） 這種纏繞機是由鏈條帶動小車（繞絲嘴）做往復(fù)運動，并在封頭端有瞬時停歇，芯模繞自身軸做等速旋轉(zhuǎn)，調(diào)整兩者速度可以實現(xiàn)平面纏繞、環(huán)向纏繞和螺旋纏繞，這種纏繞機構(gòu)造簡單，用途廣泛，適宜于纏繞細(xì)長的管和容器。
④軌道式纏繞機 軌道式纏繞機分立式和臥式兩種，圖3-25為臥式軌道纏繞機示意圖，芯模和繞絲嘴小車運行軌道均呈臥式。紗團、膠槽和繞絲嘴均裝在小車上，當(dāng)小車沿環(huán)形軌道繞芯模一周時，芯模自身轉(zhuǎn)動一個紗片寬度，芯模軸線和水平面的夾角為平面纏繞角。α從而形成平面纏繞型，調(diào)整芯模和小車的速度可以實現(xiàn)環(huán)向纏繞和螺旋纏繞。軌道式纏繞機適合于生產(chǎn)大型制品。
  ⑤行星式纏繞機（見圖3-26） 芯軸與水平面傾斜成。角（即纏繞角）。纏繞成型時，芯模做自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)兩個運動，繞絲嘴固定不動。調(diào)整芯模自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)速度可以完成平面纏繞、環(huán)向纏繞和螺旋纏繞。芯模公轉(zhuǎn)是主運動，自轉(zhuǎn)為進給運動。這種纏繞機適合于生產(chǎn)小型制品。
⑥球形纏繞機（見圖3-27） 球形纏繞機有4個運動軸，球形纏繞機的繞絲嘴轉(zhuǎn)動，芯模旋轉(zhuǎn)和芯模偏擺，基本上和搖臂式纏繞機相同，第四個軸運動是利用繞絲嘴步進實現(xiàn)紗片纏繞，減少極孔外纖維堆積，提高容器壁厚的均勻性。芯模和繞絲嘴轉(zhuǎn)動，使纖維布滿球體表面。芯模軸偏轉(zhuǎn)運動，可以改變纏繞極孔尺寸和調(diào)節(jié)纏繞角，滿足制品受力要求。
 ⑦電纜式縱環(huán)向纏繞機（見圖3-28） 縱環(huán)向電纜式纏繞機適用于生產(chǎn)無封頭的筒形容器和各種管道。裝有縱向紗團的轉(zhuǎn)環(huán)2與芯模同步旋轉(zhuǎn)，并可沿芯模軸向往復(fù)運動，完成縱向紗鋪放，環(huán)向紗8裝在轉(zhuǎn)環(huán)2兩邊的小車4上，當(dāng)芯模轉(zhuǎn)動，小車沿芯模軸向做往復(fù)運動時，完成環(huán)向紗纏繞。根據(jù)管道受力狀況，可任意調(diào)整縱環(huán)向紗數(shù)量比例。
 ⑧新型纏管機（見圖3-29） 新型纏管機與現(xiàn)行纏繞機的區(qū)別在于，它是靠管芯自轉(zhuǎn)，并同時能沿管長方向做往復(fù)運動，完成纏繞過程。其特點是：
a.繞絲嘴和膠槽固定不動，芯模做往復(fù)、旋轉(zhuǎn)運動，設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單；
b.一臺纏繞機上擁有多個繞絲嘴同時工作，纏繞效率高；
c.一臺纏繞機上擁有幾個浸膠槽，可同時使用一種或幾種樹脂（不同配方樹脂），使內(nèi)層、結(jié)構(gòu)層的外表層一次完成；
d.一臺纏繞機可同時生產(chǎn)1根或2～3根管子，生產(chǎn)率高；
e.生產(chǎn)線上有兩臺纏繞機，輪流交替準(zhǔn)備纏繞和固化，生產(chǎn)過程不中斷。
纏繞機在垂直平面內(nèi)相互平行地平面裝置3根管芯，由裝在小車上的電動機經(jīng)機頭齒輪箱帶動芯模旋轉(zhuǎn)，使纏繞機沿管芯軸方向做往復(fù)運動，構(gòu)成纖維紗在管芯上螺旋纏繞。這種纏繞機常用來生產(chǎn)φ25～φ500mm的各種玻璃鋼管，生產(chǎn)φ25～φ100mm管時，每次可生產(chǎn)三根，生產(chǎn)φ125～φ250mm管時，每次可生產(chǎn)兩根管，生產(chǎn)φ300～φ500mm管時，每次生產(chǎn)一根。使用1200tex玻璃纖維紗時，分梳排紗密度為3mm/裉，纏繞角為35.24°～54°（螺旋纏繞）。
這種新型纏繞機的優(yōu)點是，繞絲嘴固定，為工人處理斷頭、毛絲以及看管帶來很大方便；多路進紗可實現(xiàn)大容量進絲纏繞，纏繞速度快，布絲均勻，有利于提高產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)量。
 （2）纏繞機控制系統(tǒng) 纏繞機按控制方法可分為機械式纏繞機、數(shù)字程序控制纏繞機和微機控制纏繞機三種。
①機械控制纏繞機 型式很多，而以臥式纏繞機應(yīng)用最廣。機械控制纏繞機的芯模被夾持在主軸上作自轉(zhuǎn)運動，繞絲嘴安裝在小車上，沿芯模軸線往復(fù)運動，通過調(diào)整芯模轉(zhuǎn)速和繞絲嘴的運動速度（即速比）便可以實現(xiàn)各種線型纏繞，而速比的改變則是通過機頭齒輪箱的掛輪，調(diào)節(jié)芯模主軸和小車間的機械運動來實現(xiàn)。
機械控制纏繞機的優(yōu)點：a.結(jié)構(gòu)簡單，制造成本低；b.運行可靠，操作容易，維修方便；c.最適用于大批量管、筒形民用產(chǎn)品生產(chǎn)，經(jīng)濟實用，有著廣闊的發(fā)展前途，即使是發(fā)達國家，目前仍然廣泛地應(yīng)用這種纏繞機。
缺點：a.速比變化時，調(diào)整齒輪和鏈條較麻煩，變化產(chǎn)品生產(chǎn)時，需要準(zhǔn)備的時間過長；b.非線性纏繞精度不高，不能用于精度要求高的航天、航空制品生產(chǎn)。
②數(shù)字控制纏繞機 數(shù)字控制纏繞機是以電脈沖式的數(shù)字量作為控制信號，實現(xiàn)對芯模進角的位移量和繞絲嘴的線位移量相互關(guān)系的控制，改變分頻比便可以改變小車相對于主軸的速比，從而改變纏繞角。除芯模的小車運動外，還增加了繞絲嘴的伸臂和酣轉(zhuǎn)運動，可以實現(xiàn)非線性纏繞，克服了機械纏繞機慣性大和精度低的缺點，但數(shù)控系統(tǒng)沒有編程運算功能，改變線型時，需要停機調(diào)整，準(zhǔn)備工作量較大，因而不能滿足更加復(fù)雜制品的纏繞要求。
③微機控制纏繞機 在微機控制纏繞機中，纏繞機的系統(tǒng)程序?qū)儆谌菀赘膿Q的計算機軟件，因此，大大增加了纏繞機的靈活性和適應(yīng)性，生產(chǎn)這種纏繞機的有美國安德遜公司（Ander-son），德國的拜爾公司（Bear）和我國武漢工業(yè)大學(xué)、哈爾濱工大等。
微機控制纏繞機除價格較貴外，優(yōu)點很多：
a.增加了纏繞機的運動坐標(biāo)數(shù)。機械式纏繞機只有兩個基本運動，即芯模轉(zhuǎn)動和小車移動。而微機控制纏繞機則增加了繞絲嘴橫向運動（垂直芯模軸線），繞絲嘴自身旋轉(zhuǎn)，繞絲嘴垂直于小車移動平面運動，有三個運動坐標(biāo)。
b.增加計算機硬件和軟件，擴大了纏繞機控制功能。一般微機控制纏繞機可以存儲100個不同的纏繞程序。
c.纏繞精度高。傳動機構(gòu)選用精密機械，保證系統(tǒng)有較高的定位精度和重復(fù)定位精度，因而提高了纏繞精度和制品的重現(xiàn)性。微機控制纏繞機的芯模轉(zhuǎn)動精度可以達到±0.0002轉(zhuǎn)，小車和繞絲嘴伸臂位移精度，可達到±0.25mm。
d.自動化程度高，使用方便。微機控制纏繞機適合于精度要求高（質(zhì)量、尺寸）的航空、航天制品的生產(chǎn)，機械控制纏繞機則適用于民用管、罐產(chǎn)品的生產(chǎn)，從目前的發(fā)展情況分析，機械控制纏繞機和微機控制纏繞機都將會長期發(fā)展和應(yīng)用，而數(shù)控纏繞機已被淘汰。
（3）纏繞機輔助裝置 纏繞機的輔助裝置有芯模、紗架、張力器、浸膠槽和繞絲嘴等。
①紗架 纏繞機的紗架分隨動式和固定式兩種：隨動式紗架是安裝在纏繞機繞絲嘴小車上，隨小車同步運動，紗架到浸膠槽的距離小，不易出現(xiàn)松線、打結(jié)現(xiàn)象，但紗架上紗團容量少；固定式紗架是安裝在纏繞機的一側(cè)或上方，紗架上紗團容量大。但因紗團距繞絲嘴小車較遠，容易出現(xiàn)松線問題。圖3-30和圖3-31分別為端頭引出型紗架和側(cè)向引出型紗架示意圖。
②張力器 張力器亦稱收線裝置，為了控制張力，需要設(shè)收線裝置（見圖3-32），防止螺旋纏繞返程時發(fā)生松線現(xiàn)象。
③浸膠槽 根據(jù)對纖維表面涂膠方式不同，浸膠槽分為沉浸式（圖3-18）和膠輥接觸式（圖3-19），滴膠式加壓或真空浸膠等。
  ④繞絲嘴 亦稱導(dǎo)絲頭，是纏繞機小車上的主要部件，其示意圖如圖3-33，繞絲嘴應(yīng)能前進后退，要求能適合不同纏繞方式及不同制品形狀和直徑的纏繞要求。
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