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CN115230201B - 一种多束纤维螺旋缠绕制作储料容器的方法 - Google Patents

一种多束纤维螺旋缠绕制作储料容器的方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于纤维缠绕成型技术领域，解决了单束纤维缠绕会造成堆叠交叉、缠绕不均匀的情况，且现有缠绕设备缠绕效率低的问题。提供了一种多束纤维螺旋缠绕制作储料容器的方法，圆周阵列分布的两组导丝嘴分别构成第一螺旋缠绕结构和第二螺旋缠绕结构，具有两层螺旋缠绕结构的螺旋缠绕装置配合搭载被缠绕容器的进给装置，实现对被缠绕容器的多束纤维螺旋缠绕；进给装置带动被缠绕容器做轴向往复运动和轴向转动，螺旋缠绕装置带动导丝嘴做径向伸缩运动和自旋转运动；根据被缠绕容器的轴向尺寸的长短，选择单工位双层螺旋缠绕和双工位单层螺旋缠绕。本发明能够实现对被缠绕容器的多束纤维螺旋缠绕，提高了螺旋缠绕效率。

Description

一种多束纤维螺旋缠绕制作储料容器的方法
技术领域
本发明属于纤维缠绕成型技术领域，具体涉及一种多束纤维螺旋缠绕制作储料容器的方法。
背景技术
随着新能源产业的发展、崛起受到集中的重视认可，关于不同能源的完整产业链中最为关键的储能环节也得到更多的关注。压缩储能作为一种常见的物理储能方式，压缩储能结构一般以回转类、球类结构为主，随着储料容器结构在民用领域的应用逐渐增加，储料容器的生产制造对生产过程的低成本、高效率以及最终产品的高强度和高疲劳寿命耐久度提出更高的要求。针对储料容器高强度和高疲劳寿命的安全使用要求，在储料容器的外部表面则多以缠绕纤维来提高其承载性能为主。
目前众多生产不同储料容器的企业中，在保证储料容器性能及安全使用要求的前提下，开发储料容器的低成本制造技术则是生产企业的研究难题，在低成本制造技术中外部纤维复合材料的纤维树脂缠绕成型工艺方法则是关乎储料容器安全性和可靠性最关键的部分。纤维复合材料层是储料容器的主要承载体，是容器降低重量（减少原材料使用量）、高强度、耐疲劳的关键所在，当前储料容器的缠绕成型工艺方法中较为成熟且主要包含螺旋缠绕工艺与环向缠绕工艺。
针对储料容器结构强度、寿命等性能方面：目前储料容器纤维缠绕成型方式主要以单束缠绕为主，该方法在进行螺旋缠绕时，同层纤维之间会造成堆叠、交叉，且缠绕不均匀，从而造成最终储料容器产生局部应力集中，未能最大化发挥纤维性能；
针对储料容器的成本制造技术方面：目前提高生产效率主要依靠提升工位数，多工位同步缠绕需要更高的硬件质量，同时受到缠绕设备的空间限制不能无限增加工位，缠绕效率无法得到质的提升，储料容器生产效率难以保障，成型性能稳定性差。
发明内容
本发明为了解决现有技术中单束纤维缠绕会造成堆叠交叉、缠绕不均匀的情况，和现有缠绕设备缠绕效率低的问题，提供了一种多束纤维螺旋缠绕制作储料容器的方法。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案，一种多束纤维螺旋缠绕制作储料容器的方法，纤维丝束经导丝嘴引出，在被缠绕容器表面进行螺旋缠绕；圆周阵列分布的两组导丝嘴分别构成第一螺旋缠绕结构和第二螺旋缠绕结构，具有两层螺旋缠绕结构的螺旋缠绕装置配合搭载被缠绕容器的进给装置，实现对被缠绕容器的多束纤维螺旋缠绕；进给装置带动被缠绕容器做轴向往复运动和轴向转动，螺旋缠绕装置带动导丝嘴做径向伸缩运动和自旋转运动；根据被缠绕容器的轴向尺寸的长短，选择单工位双层螺旋缠绕和双工位单层螺旋缠绕。
优选地，一个被缠绕容器的轴向尺寸大于两层螺旋缠绕结构的间距时，选择单工位双层螺旋缠绕；两个被缠绕容器的轴向尺寸之和小于两层螺旋缠绕结构的间距时，选择双工位单层螺旋缠绕。
优选地，单工位双层螺旋缠绕时，缠绕步骤为：
S101：进给装置的中心轴杆固定被缠绕容器的两端，进给装置带动被缠绕容器旋转和轴向进给，第一螺旋缠绕结构从被缠绕容器第一封头段开始螺旋缠绕，第一螺旋缠绕结构的导丝嘴配合被缠绕容器进行径向移动和自旋转运动；
S102：被缠绕容器的第一封头段运动至第二螺旋缠绕结构处时，第二螺旋缠绕结构开始对被缠绕容器进行第二层缠绕，第二螺旋缠绕结构的导丝嘴配合被缠绕容器进行径向移动和自旋转运动，第一螺旋缠绕结构缠绕至筒身段或第二封头段处；
S103：第一螺旋缠绕结构继续对筒身段或第二封头段进行缠绕，直至缠绕完第二封头段，完成对被缠绕容器的第一层螺旋缠绕；第二螺旋缠绕结构继续缠绕，直至完成对被缠绕容器的第二层螺旋缠绕；
S104：当完成对被缠绕容器的第二层螺旋缠绕后，进给装置带动被缠绕容器沿前两层螺旋缠绕进给方向的反向开始移动并旋转预设角度，第二螺旋缠绕结构和第一螺旋缠绕结构分别完成对被缠绕容器的第三、第四层螺旋缠绕，以此类推，往复循环，即可完成设定工艺中的螺旋缠绕层数的缠绕；
S105：完成所有螺旋缠绕后，将纤维丝束剪断。
优选地，双工位单层螺旋缠绕时，缠绕步骤为：
S201：位于螺旋缠绕结构两侧的两个进给装置各带动一个被缠绕容器旋转和轴向进给，第一螺旋缠绕结构从其中一个被缠绕容器的第一封头段开始螺旋缠绕，第二螺旋缠绕结构从另一个被缠绕容器的第一封头段开始螺旋缠绕；
S202：在第一螺旋缠绕结构的导丝嘴的径向移动和自旋转运动下，配合对应的被缠绕容器的旋转和轴向进给，第一螺旋缠绕结构缠绕完该被缠绕容器的第二封头段，完成对该被缠绕容器的第一层螺旋缠绕，将该被缠绕容器的轴向进给方向变为相反方向，直至第一螺旋缠绕结构完成对该被缠绕容器的第二层螺旋缠绕；
在第二螺旋缠绕结构的导丝嘴的径向移动和自旋转运动下，配合对应的被缠绕容器的旋转和轴向进给，第二螺旋缠绕结构缠绕完该被缠绕容器的第二封头段，完成对该被缠绕容器的第一层螺旋缠绕，将该被缠绕容器的轴向进给方向变为相反方向，直至第二螺旋缠绕结构完成对该被缠绕容器的第二层螺旋缠绕；
S203：以此类推，往复循环，即可完成两个被缠绕容器设定的螺旋缠绕工艺层数；
S204：完成所有螺旋缠绕后，将纤维丝束剪断。
优选地，螺旋缠绕装置还包括用于驱动两组导丝嘴同步自旋转的旋转驱动单元，用于驱动第一螺旋结构的导丝嘴同步径向伸缩的第一径向驱动单元和用于驱动第二螺旋缠绕结构的导丝嘴同步径向伸缩的第二径向驱动单元，位于旋转驱动单元两侧的第一径向驱动单元和第二径向驱动单元通过两道托架与旋转驱动单元连接；
第一径向驱动单元和第二径向驱动单元结构相同，均包括驱动大齿轮、第一回转支撑、径向导向架和若干个径向滑动组件，径向滑动组件包括滑块、输送轴、锥齿轮旋转管、滑动花键杆；驱动大齿轮通过第一回转支撑转动连接在同侧的机架板上，径向导向架与同侧的托架固连且径向导向架上圆周阵列有若干道导向槽，滑块滑动设置在导向槽中且一侧具有于驱动大齿轮的曲线槽配合的柱形凸起，输送轴通过轴承安装在滑块内且两端伸出滑块，导丝嘴和滑动花键杆分别连接在输送轴的前端和末端，锥齿轮旋转管的内壁与滑动花键杆滑动套合，托架上设置有对锥齿轮旋转管沿其轴向移动进行限位的套环，锥齿轮旋转管上的锥齿轮置于导向槽外，驱动大齿轮的齿轮啮合有一驱动机构；
旋转驱动单元包括内外大齿圈、第二回转支撑和小齿轮同步传动组件，内外大齿圈通过第二回转支撑转动连接在其中一道托架上，若干组小齿轮同步传动组件均为分布啮合在内外大齿圈的外齿圈上，小齿轮同步传动组件包括两个与内外大齿圈啮合的小圆齿轮和两个分别与两个径向滑动单元上的锥齿轮旋转管上的锥齿轮垂直啮合的小锥齿轮，两个小圆齿轮键连接并排布置且分别与同侧的小锥齿轮通过连接轴连接，连接轴穿过托架并通过轴承安装在托架上；内外大齿圈的内齿圈啮合有另一驱动机构。
优选地，旋转驱动单元的驱动机构啮合驱动内外大齿圈的内齿圈旋转，内外大齿圈外圈啮合驱动圆周均布的小齿轮同步传动组件的两个小圆齿轮，并带动两个小锥齿轮同步转动，小锥齿轮啮合驱动同侧的锥齿轮旋转管上的锥齿轮旋转，锥齿轮旋转管内壁与滑动花键杆滑动套合，通过滑动花键杆带动导丝嘴自旋转；
第一径向驱动单元和第二径向驱动单元的驱动机构啮合驱动对应的驱动大齿轮转动，驱动大齿轮的曲线槽带动滑块沿径向导向架的导向槽做滑动，滑块带动输送轴、输送轴带动滑动花键杆和导丝嘴做径向伸缩运动。
优选地，导丝嘴和径向滑动组件上设置有供纤维丝束穿过的通道，纤维丝束经外部的放纱机构与张力控制机构，通过径向滑动组件由导丝嘴送出，同一组导丝嘴送出的纤维丝束在径向滑动组件的作用下同步汇聚于一处。
优选地，纤维丝束在进入径向滑动组件的通道时进行树脂浸渍，浸胶后的纤维丝束通过导丝嘴后输出，导丝嘴处设置有电加热元件，对纤维丝束进行加热，使带有树脂的纤维丝束经过加热后更好地与被缠绕容器贴合。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1. 本发明能够实现对被缠绕容器的多束纤维螺旋缠绕，在生产中极大的提高螺旋缠绕效率，同时可以减少纤维丝束的滑纱和应力分布不均匀现象从而提高被缠绕容器的承载性能。
2. 本发明的螺旋缠绕结构为双层结构，通过判断被缠绕容器的轴向尺寸，可选择单工位双层螺旋缠绕和双工位单层螺旋缠绕，缠绕效率均相对现有的缠绕设备和方法有较大的提升。
3. 本发明中进给装置带动被缠绕容器做轴向往复运动和轴向转动，使缠绕纤维后的树脂在被缠绕容器上在离心力的作用下分布更加均匀，可以有效减少缠绕过程中纤维层之间产生的孔隙问题，提高被缠绕容器成型稳定性、承载性能及强度。
4. 相比于传统的送丝装置，本发明可以实现同步控制双层导丝嘴，解决导丝嘴自转控制自由度多的难题，降低控制难度，提升缠绕效率，双层周向均布的导丝嘴既可以实现自动送丝的功能，也可以根据缠绕需求调整自旋转速度，保证缠绕张力的稳定输出，从而保证被缠绕容器最终缠绕成型性能。
5. 本发明单工位双层螺旋缠绕中，被缠绕容器一次往返可完成四层缠绕，每两层递进缠绕，可以极大的减少纤维丝束滑纱现象，避免纤维交叉，保证纤维多丝束缠绕均匀性，提升多束缠绕的效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是单工位双层螺旋缠绕过程示意图（第一层螺旋缠绕开始至第二层螺旋缠绕开始）；
图2是单工位双层螺旋缠绕过程示意图（第二层螺旋缠绕开始至第二层螺旋缠绕结束）；
图3是单工位双层螺旋缠绕过程示意图（第三、第四层螺旋缠绕结束）；
图4是双工位单层螺旋缠绕过程示意图；
图5为本发明的整体结构爆炸示意图；
图6为本发明剖视截面图；
图7为本发明驱动大齿轮处的结构示意图；
图8为本发明径向滑动组件的内部结构示意图。
图中：1-导丝嘴；2-被缠绕容器；3-托架；3.1-套环；4-驱动大齿轮；4.1-曲线槽；5-第一回转支撑；6-径向导向架；6.1-导向槽；7.1-滑块；7.2-输送轴；7.3-锥齿轮旋转管；7.4-滑动花键杆；8-机架板；9-内外大齿圈；10-第二回转支撑；11.1-小圆齿轮；11.2-小锥齿轮；11.3-连接轴。
具体实施方式
结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚，完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明的实施例，本领域的普通技术人员在没有做出创造性地劳动的前提下所得到的所有其他实施方式，都属于本发明所保护的范围。
须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容能涵盖的范围内，需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二之类的关系术语仅仅用来将一个实体与另外几个实体区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体之间存在任何这种实际的关系或者顺序。
本发明提供了一种实施例：
一种多束纤维螺旋缠绕制作储料容器的方法，纤维丝束经导丝嘴1引出，在被缠绕容器2表面进行螺旋缠绕；圆周阵列分布的两组导丝嘴1分别构成第一螺旋缠绕结构和第二螺旋缠绕结构，具有两层螺旋缠绕结构的螺旋缠绕装置配合搭载被缠绕容器2的进给装置，实现对被缠绕容器2的多束纤维螺旋缠绕；进给装置带动被缠绕容器2做轴向往复运动和轴向转动，螺旋缠绕装置带动导丝嘴1做径向伸缩运动和自旋转运动；根据被缠绕容器2的轴向尺寸的长短，选择单工位双层螺旋缠绕和双工位单层螺旋缠绕。
一个被缠绕容器2的轴向尺寸大于两层螺旋缠绕结构的间距时（细长型），选择单工位双层螺旋缠绕，进给装置可为轨道移动的三爪卡盘；两个被缠绕容器2的轴向尺寸之和小于两层螺旋缠绕结构的间距时（短粗型），选择双工位单层螺旋缠绕，进给装置可为机械臂；本实施例中，被缠绕容器2可为管道、多种压力容器气瓶、单向板、NOL环等回转类对称结构件，气瓶可为双极孔容器、单极孔容器等。
该方法所依托的螺旋缠绕装置还包括用于驱动两组导丝嘴1同步自旋转的旋转驱动单元，用于驱动第一螺旋结构的导丝嘴1同步径向伸缩的第一径向驱动单元和用于驱动第二螺旋缠绕结构的导丝嘴1同步径向伸缩的第二径向驱动单元，位于旋转驱动单元两侧的第一径向驱动单元和第二径向驱动单元通过两道托架3与旋转驱动单元连接。
如图5至图8所示，第一径向驱动单元和第二径向驱动单元结构相同，均包括驱动大齿轮4、第一回转支撑5、径向导向架6和若干个径向滑动组件，径向滑动组件包括滑块7.1、输送轴7.2、锥齿轮旋转管7.3、滑动花键杆7.4；驱动大齿轮4通过第一回转支撑5转动连接在同侧的机架板8上，径向导向架6与同侧的托架3固连且径向导向架6上圆周阵列有若干道导向槽6.1，滑块7.1滑动设置在导向槽6.1中且一侧具有于驱动大齿轮4的曲线槽4.1配合的柱形凸起，输送轴7.2通过轴承安装在滑块7.1内且两端伸出滑块7.1，导丝嘴1和滑动花键杆7.4分别连接在输送轴7.2的前端和末端，锥齿轮旋转管7.3的内壁与滑动花键杆7.4滑动套合，托架3上设置有对锥齿轮旋转管7.3沿其轴向移动进行限位的套环3.1，锥齿轮旋转管7.3上的锥齿轮置于导向槽6.1外，驱动大齿轮4的齿轮啮合有一驱动机构；
旋转驱动单元包括内外大齿圈9、第二回转支撑10和小齿轮同步传动组件，内外大齿圈9通过第二回转支撑10转动连接在其中一道托架3上，若干组小齿轮同步传动组件均为分布啮合在内外大齿圈9的外齿圈上，小齿轮同步传动组件包括两个与内外大齿圈9啮合的小圆齿轮11.1和两个分别与两个径向滑动单元上的锥齿轮旋转管7.3上的锥齿轮垂直啮合的小锥齿轮11.2，两个小圆齿轮11.1键连接并排布置且分别与同侧的小锥齿轮11.2通过连接轴11.3连接，连接轴11.3穿过托架3并通过轴承安装在托架3上；内外大齿圈9的内齿圈啮合有另一驱动机构。
导丝嘴1的自旋转和径向伸缩运动的工作原理为：旋转驱动单元的驱动机构啮合驱动内外大齿圈9的内齿圈旋转，内外大齿圈9外圈啮合驱动圆周均布的小齿轮同步传动组件的两个小圆齿轮11.1，并带动两个小锥齿轮11.2同步转动，小锥齿轮11.2啮合驱动同侧的锥齿轮旋转管7.3上的锥齿轮旋转，锥齿轮旋转管7.3内壁与滑动花键杆7.4滑动套合，通过滑动花键杆7.4带动导丝嘴1自旋转；第一径向驱动单元和第二径向驱动单元的驱动机构啮合驱动对应的驱动大齿轮4转动，驱动大齿轮4的曲线槽4.1带动滑块7.1沿径向导向架6的导向槽6.1做滑动，滑块7.1带动输送轴7.2、输送轴7.2带动滑动花键杆7.4和导丝嘴1做径向伸缩运动。
本发明采用双层螺旋缠绕导丝嘴1进给，通过内外大齿圈9驱动圆周均布的小齿轮同步传动组件，保证传递到导丝嘴1的转角是同时同步，实现双层导丝嘴1同步旋转；双层驱动大齿轮4驱动，保证每层导丝嘴1的径向进给互不影响。
单工位双层螺旋缠绕时，缠绕步骤为：
S101：进给装置的中心轴杆固定被缠绕容器2的两端，进给装置带动被缠绕容器2旋转和轴向进给，第一螺旋缠绕结构从被缠绕容器2第一封头段开始螺旋缠绕，第一螺旋缠绕结构的导丝嘴1配合被缠绕容器2进行径向移动和自旋转运动；
S102：被缠绕容器2的第一封头段运动至第二螺旋缠绕结构处时，第二螺旋缠绕结构开始对被缠绕容器2进行第二层缠绕，第二螺旋缠绕结构的导丝嘴1配合被缠绕容器2进行径向移动和自旋转运动，第一螺旋缠绕结构缠绕至筒身段或第二封头段处；
S103：第一螺旋缠绕结构继续对筒身段或第二封头段进行缠绕，直至缠绕完第二封头段，完成对被缠绕容器2的第一层螺旋缠绕；第二螺旋缠绕结构继续缠绕，直至完成对被缠绕容器2的第二层螺旋缠绕；
S104：当完成对被缠绕容器2的第二层螺旋缠绕后，进给装置带动被缠绕容器2沿前两层螺旋缠绕进给方向的反向开始移动并旋转预设角度，第二螺旋缠绕结构和第一螺旋缠绕结构分别完成对被缠绕容器2的第三、第四层螺旋缠绕，以此类推，即可完成设定工艺中的螺旋缠绕层数的缠绕；
S105：完成所有螺旋缠绕后，将纤维丝束剪断。
步骤S101中，第一螺旋缠绕结构从被缠绕容器2的第一封头段向筒身段缠绕时，第一径向驱动单元与旋转驱动单元同时工作，第一螺旋缠绕结构的导丝嘴1进行径向缩回移动同时自旋转，使得纤维丝束与封头段按一定缠绕角更好地贴合，避免多丝束纤维交叉现象；当缠绕至筒身段时，第一螺旋缠绕结构的导丝嘴1径向缩回至一定位置停止缩回，并沿缠绕角方向对筒身段继续第一层缠绕。
根据被缠绕容器2的轴向尺寸还可对步骤S102和步骤S103进行进一步地细分。
如图1至图3所示，当第一封头段和筒身段的轴向尺寸大于两层螺旋缠绕结构的间距时，步骤S102中，被缠绕容器2的第一封头段运动至第二螺旋缠绕结构处时，第二径向驱动单元工作，对被缠绕容器2的第一封头段开始进行第二次螺旋缠绕，此时第一螺旋缠绕结构缠绕至筒身段某一位置。步骤S103中，第一螺旋缠绕结构继续在被缠绕容器2的筒身段缠绕，第二螺旋缠绕结构从被缠绕容器2的第一封头段向筒身段缠绕，第二螺旋缠绕结构的导丝嘴1进行径向缩回移动同时自旋转，当第二螺旋缠绕结构缠绕至筒身段时，第二螺旋缠绕结构的导丝嘴1径向缩回至一定位置停止缩回，并沿缠绕角方向对筒身段继续第二层缠绕；第一螺旋缠绕结构缠绕完被缠绕容器2的筒身段，向被缠绕容器2的第二封头段缠绕，第一螺旋缠绕结构的导丝嘴1进行径向伸出移动同时自旋转，直至缠绕完被缠绕容器2的第二封头段，实现对被缠绕容器2的第一层螺旋缠绕，第一螺旋缠绕结构的导丝嘴1停止伸出；第二螺旋缠绕结构继续缠绕，直至完成完缠绕容器2的筒身段的第二层缠绕，第二螺旋缠绕结构继续向被缠绕容器2的第二封头段缠绕，第二螺旋缠绕结构的导丝嘴1进行径向伸出移动同时自旋转，直至缠绕完被缠绕容器2的第二封头段，实现对被缠绕容器2的第二层螺旋缠绕。
当第一封头段和筒身段的轴向尺寸小于两层螺旋缠绕结构的间距且被缠绕容器2的轴向尺寸大于两层螺旋缠绕结构的间距时，步骤S102中，被缠绕容器2的第一封头段运动至第二螺旋缠绕结构处时，第二径向驱动单元工作，对被缠绕容器2的第一封头段开始进行第二次螺旋缠绕，此时第一螺旋缠绕结构缠绕至第二封头段某一位置。步骤S103中，第一螺旋缠绕结构沿被缠绕容器2的第二封头段缠绕，第一螺旋缠绕结构的导丝嘴1进行径向伸出移动同时自旋转，直至缠绕完被缠绕容器2的第二封头段，实现对被缠绕容器2的第一层螺旋缠绕，第一螺旋缠绕结构的导丝嘴1停止伸出；第二螺旋缠绕结构从被缠绕容器2的第一封头段向筒身段缠绕，第二螺旋缠绕结构的导丝嘴1进行径向缩回移动同时自旋转，当第二螺旋缠绕结构缠绕至筒身段时，第二螺旋缠绕结构的导丝嘴1径向缩回至一定位置停止缩回，并沿缠绕角方向对筒身段继续第二层缠绕；第二螺旋缠绕结构继续缠绕，直至完成完缠绕容器2的筒身段的第二层缠绕，第二螺旋缠绕结构继续向被缠绕容器2的第二封头段缠绕，第二螺旋缠绕结构的导丝嘴1进行径向伸出移动同时自旋转，直至缠绕完被缠绕容器2的第二封头段，实现对被缠绕容器2的第二层螺旋缠绕。
步骤S104中，当第二层螺旋缠绕完成后，被缠绕容器2旋转预设的角度，反方向进行第二次缠绕，可实现对被缠绕容器2的第三、第四层螺旋缠绕；每次可完成两层螺旋缠绕，依次进行下去。
单工位双层螺旋缠绕容器一次往返可完成四层缠绕，每两层递进缠绕，极大的减少了纤维丝束滑纱现象，避免了纤维交叉，保证了纤维多丝束缠绕均匀性，提升了多束缠绕效率。
如图4所示，双工位单层螺旋缠绕时，缠绕步骤为：
S201：位于螺旋缠绕结构两侧的两个进给装置各带动一个被缠绕容器2旋转和轴向进给，第一螺旋缠绕结构从其中一个被缠绕容器2的第一封头段开始螺旋缠绕，第二螺旋缠绕结构从另一个被缠绕容器2的第一封头段开始螺旋缠绕；
S202：在第一螺旋缠绕结构的导丝嘴1的径向移动和自旋转运动下，配合对应的被缠绕容器2的旋转和轴向进给，第一螺旋缠绕结构缠绕完该被缠绕容器2的第二封头段，完成对该被缠绕容器2的第一层螺旋缠绕，将该被缠绕容器2的轴向进给方向变为相反方向，直至第一螺旋缠绕结构完成对该被缠绕容器2的第二层螺旋缠绕；
在第二螺旋缠绕结构的导丝嘴1的径向移动和自旋转运动下，配合对应的被缠绕容器2的旋转和轴向进给，第二螺旋缠绕结构缠绕完该被缠绕容器2的第二封头段，完成对该被缠绕容器2的第一层螺旋缠绕，将该被缠绕容器2的轴向进给方向变为相反方向，直至第二螺旋缠绕结构完成对该被缠绕容器2的第二层螺旋缠绕；
S203：以此类推，往复循环，即可完成两个被缠绕容器2设定的螺旋缠绕工艺层数；
S204：完成所有螺旋缠绕后，将纤维丝束剪断。
由于夹持方式为一端固定，且两层螺旋缠绕结构之间距离限制，双工位单层螺旋缠绕方法对被缠绕容器2的重量与形状有一定限制，两被缠绕容器2轴向长度相加应小于螺旋缠绕之间的距离，适用于短粗型容器与筒身较短的容器；该方法多束缠绕工艺，可保证螺旋缠绕同层间不发生交叉、重叠和架空，降低了纤维丝束间隙，使得纤维丝束在良好的浸胶情况下紧密贴合被缠绕容器2表面，同时极大的减少孔隙的产生，相比单束纤维缠绕工艺既提高了纤维缠绕效率，又提高了被缠绕容器2缠绕成型性能及承载强度。
本实施例中，导丝嘴1和径向滑动组件上设置有供纤维丝束穿过的通道，纤维丝束经外部的放纱机构与张力控制机构，通过径向滑动组件由导丝嘴1送出，同一组导丝嘴1送出的纤维丝束在径向滑动组件的作用下同步汇聚于一处，导丝嘴1的径向移动和自旋转运动相配合，完成对被缠绕容器2的曲面螺旋缠绕，且需要保证浸染树脂后的纤维在被缠绕容器2表面的纤维丝束间的距离，在不影响缠绕工艺的前提下最小化，从而保证缠绕成型稳定性，张力控制机构能够提升对纤维丝束的张力精准控制能力，提升缠绕成型质量。
纤维丝束在进入径向滑动组件的通道时进行树脂浸渍，浸胶后的纤维丝束通过导丝嘴1后输出，导丝嘴1处设置有电加热元件，对纤维丝束进行加热，使带有树脂的纤维丝束经过加热后更好地与被缠绕容器2贴合，起到固化作用；导丝嘴1与输送轴7.2通过螺栓固连，使得树脂不会浸染螺旋缠绕装置。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应该涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种多束纤维螺旋缠绕制作储料容器的方法，其特征在于：纤维丝束经导丝嘴（1）引出，在被缠绕容器（2）表面进行螺旋缠绕；圆周阵列分布的两组导丝嘴（1）分别构成第一螺旋缠绕结构和第二螺旋缠绕结构，具有两层螺旋缠绕结构的螺旋缠绕装置配合搭载被缠绕容器（2）的进给装置，实现对被缠绕容器（2）的多束纤维螺旋缠绕；进给装置带动被缠绕容器（2）做轴向往复运动和轴向转动，螺旋缠绕装置带动导丝嘴（1）做径向伸缩运动和自旋转运动；根据被缠绕容器（2）的轴向尺寸的长短，选择单工位双层螺旋缠绕和双工位单层螺旋缠绕；
螺旋缠绕装置还包括用于驱动两组导丝嘴（1）同步自旋转的旋转驱动单元，用于驱动第一螺旋结构的导丝嘴（1）同步径向伸缩的第一径向驱动单元和用于驱动第二螺旋缠绕结构的导丝嘴（1）同步径向伸缩的第二径向驱动单元，位于旋转驱动单元两侧的第一径向驱动单元和第二径向驱动单元通过两道托架（3）与旋转驱动单元连接；
第一径向驱动单元和第二径向驱动单元结构相同，均包括驱动大齿轮（4）、第一回转支撑（5）、径向导向架（6）和若干个径向滑动组件，径向滑动组件包括滑块（7.1）、输送轴（7.2）、锥齿轮旋转管（7.3）、滑动花键杆（7.4）；驱动大齿轮（4）通过第一回转支撑（5）转动连接在同侧的机架板（8）上，径向导向架（6）与同侧的托架（3）固连且径向导向架（6）上圆周阵列有若干道导向槽（6.1），滑块（7.1）滑动设置在导向槽（6.1）中且一侧具有于驱动大齿轮（4）的曲线槽（4.1）配合的柱形凸起，输送轴（7.2）通过轴承安装在滑块（7.1）内且两端伸出滑块（7.1），导丝嘴（1）和滑动花键杆（7.4）分别连接在输送轴（7.2）的前端和末端，锥齿轮旋转管（7.3）的内壁与滑动花键杆（7.4）滑动套合，托架（3）上设置有对锥齿轮旋转管（7.3）沿其轴向移动进行限位的套环（3.1），锥齿轮旋转管（7.3）上的锥齿轮置于导向槽（6.1）外，驱动大齿轮（4）的齿轮啮合有一驱动机构；
旋转驱动单元包括内外大齿圈（9）、第二回转支撑（10）和小齿轮同步传动组件，内外大齿圈（9）通过第二回转支撑（10）转动连接在其中一道托架（3）上，若干组小齿轮同步传动组件均为分布啮合在内外大齿圈（9）的外齿圈上，小齿轮同步传动组件包括两个与内外大齿圈（9）啮合的小圆齿轮（11.1）和两个分别与两个径向滑动单元上的锥齿轮旋转管（7.3）上的锥齿轮垂直啮合的小锥齿轮（11.2），两个小圆齿轮（11.1）键连接并排布置且分别与同侧的小锥齿轮（11.2）通过连接轴（11.3）连接，连接轴（11.3）穿过托架（3）并通过轴承安装在托架（3）上；内外大齿圈（9）的内齿圈啮合有另一驱动机构。
2.根据权利要求1所述的一种多束纤维螺旋缠绕制作储料容器的方法，其特征在于：一个所述被缠绕容器（2）的轴向尺寸大于两层螺旋缠绕结构的间距时，选择单工位双层螺旋缠绕；两个被缠绕容器（2）的轴向尺寸之和小于两层螺旋缠绕结构的间距时，选择双工位单层螺旋缠绕。
3.根据权利要求2所述的一种多束纤维螺旋缠绕制作储料容器的方法，其特征在于：单工位双层螺旋缠绕时，缠绕步骤为：
S101：进给装置的中心轴杆固定被缠绕容器（2）的两端，进给装置带动被缠绕容器（2）旋转和轴向进给，第一螺旋缠绕结构从被缠绕容器（2）第一封头段开始螺旋缠绕，第一螺旋缠绕结构的导丝嘴（1）配合被缠绕容器（2）进行径向移动和自旋转运动；
S102：被缠绕容器（2）的第一封头段运动至第二螺旋缠绕结构处时，第二螺旋缠绕结构开始对被缠绕容器（2）进行第二层缠绕，第二螺旋缠绕结构的导丝嘴（1）配合被缠绕容器（2）进行径向移动和自旋转运动，此时第一螺旋缠绕结构缠绕至筒身段或第二封头段处；
S103：第一螺旋缠绕结构继续对筒身段或第二封头段进行缠绕，直至缠绕完第二封头段，完成对被缠绕容器（2）的第一层螺旋缠绕；第二螺旋缠绕结构继续缠绕，直至完成对被缠绕容器（2）的第二层螺旋缠绕；
S104：当完成对被缠绕容器（2）的第二层螺旋缠绕后，进给装置带动被缠绕容器（2）沿前两层螺旋缠绕进给方向的反向开始移动并旋转预设角度，第二螺旋缠绕结构和第一螺旋缠绕结构分别完成对被缠绕容器（2）的第三、第四层螺旋缠绕，以此类推，往复循环，即可完成设定工艺中的螺旋缠绕层数的缠绕；
S105：完成所有螺旋缠绕后，将纤维丝束剪断。
4.根据权利要求2所述的一种多束纤维螺旋缠绕制作储料容器的方法，其特征在于：双工位单层螺旋缠绕时，缠绕步骤为：
S201：位于螺旋缠绕结构两侧的两个进给装置各带动一个被缠绕容器（2）旋转和轴向进给，第一螺旋缠绕结构从其中一个被缠绕容器（2）的第一封头段开始螺旋缠绕，第二螺旋缠绕结构从另一个被缠绕容器（2）的第一封头段开始螺旋缠绕；
S202：在第一螺旋缠绕结构的导丝嘴（1）的径向移动和自旋转运动下，配合对应的被缠绕容器（2）的旋转和轴向进给，第一螺旋缠绕结构缠绕完该被缠绕容器（2）的第二封头段，完成对该被缠绕容器（2）的第一层螺旋缠绕，将该被缠绕容器（2）的轴向进给方向变为相反方向，直至第一螺旋缠绕结构完成对该被缠绕容器（2）的第二层螺旋缠绕；
在第二螺旋缠绕结构的导丝嘴（1）的径向移动和自旋转运动下，配合对应的被缠绕容器（2）的旋转和轴向进给，第二螺旋缠绕结构缠绕完该被缠绕容器（2）的第二封头段，完成对该被缠绕容器（2）的第一层螺旋缠绕，将该被缠绕容器（2）的轴向进给方向变为相反方向，直至第二螺旋缠绕结构完成对该被缠绕容器（2）的第二层螺旋缠绕；
S203：以此类推，往复循环，即可完成两个被缠绕容器（2）设定的螺旋缠绕工艺层数；
S204：完成所有螺旋缠绕后，将纤维丝束剪断。
5.根据权利要求1至4任一项所述的一种多束纤维螺旋缠绕制作储料容器的方法，其特征在于：所述旋转驱动单元的驱动机构啮合驱动内外大齿圈（9）的内齿圈旋转，内外大齿圈（9）外圈啮合驱动圆周均布的小齿轮同步传动组件的两个小圆齿轮（11.1），并带动两个小锥齿轮（11.2）同步转动，小锥齿轮（11.2）啮合驱动同侧的锥齿轮旋转管（7.3）上的锥齿轮旋转，锥齿轮旋转管（7.3）内壁与滑动花键杆（7.4）滑动套合，通过滑动花键杆（7.4）带动导丝嘴（1）自旋转；
第一径向驱动单元和第二径向驱动单元的驱动机构啮合驱动对应的驱动大齿轮（4）转动，驱动大齿轮（4）的曲线槽（4.1）带动滑块（7.1）沿径向导向架（6）的导向槽（6.1）做滑动，滑块（7.1）带动输送轴（7.2）、输送轴（7.2）带动滑动花键杆（7.4）和导丝嘴（1）做径向伸缩运动。
6.根据权利要求5所述的一种多束纤维螺旋缠绕制作储料容器的方法，其特征在于：所述导丝嘴（1）和径向滑动组件上设置有供纤维丝束穿过的通道，纤维丝束经外部的放纱机构与张力控制机构，通过径向滑动组件由导丝嘴（1）送出，同一组导丝嘴（1）送出的纤维丝束在径向滑动组件的作用下同步汇聚于一处。
7.根据权利要求6所述的一种多束纤维螺旋缠绕制作储料容器的方法，其特征在于：所述纤维丝束在进入径向滑动组件的通道时进行树脂浸渍，浸胶后的纤维丝束通过导丝嘴（1）后输出，导丝嘴（1）处设置有电加热元件，对纤维丝束进行加热，使带有树脂的纤维丝束经过加热后更好地与被缠绕容器（2）贴合。
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