一種船舶下水纖維增強(qiáng)橡膠氣囊及成型工藝的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明屬于船舶下水領(lǐng)域，公開(kāi)了一種船舶下水纖維增強(qiáng)橡膠氣囊及成型工藝，其特征在于：所述芯模兩端囊頭采用等應(yīng)力結(jié)構(gòu)，所述橡膠氣囊囊體具有橡膠層、纖維增強(qiáng)層和保護(hù)層三層結(jié)構(gòu)。其成型工藝：首先將橡膠帶纏繞布滿(mǎn)于芯模表面形成橡膠層，其次將干纖維紗以特定的測(cè)地線(xiàn)纏繞工藝布滿(mǎn)于橡膠層表面形成纖維增強(qiáng)層；然后將橡膠帶多層纏繞于纖維增強(qiáng)層表面形成保護(hù)層；最后將纏繞后的橡膠氣囊進(jìn)行硫化、脫模。所述工藝可實(shí)現(xiàn)一機(jī)自動(dòng)加工，加工環(huán)境優(yōu)，勞動(dòng)強(qiáng)度小，生產(chǎn)效率高；所述產(chǎn)品柔性好、質(zhì)量輕、成本低、壽命長(zhǎng)、增強(qiáng)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、可回收利用、可承受高噸位的船舶下水。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
一種船舶下水纖維増強(qiáng)橡膠氣囊及成型工藝
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及船舶下水領(lǐng)域，尤其涉及一種船舶下水纖維增強(qiáng)橡膠氣囊成型工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]船舶下水氣囊是由我國(guó)首創(chuàng)的船舶下水技術(shù)，目前的船舶下水氣囊都是以橡膠為基礎(chǔ)材料和增強(qiáng)纖維構(gòu)成的復(fù)雜多層柔性層合結(jié)構(gòu)。隨著船舶技術(shù)的發(fā)展，船體噸位的不斷上升，對(duì)于下水氣囊提出了更高的品質(zhì)要求。然而，目前的橡膠氣囊成型技術(shù)主要采用多層橡膠結(jié)構(gòu)且多為手工鋪放多層簾子布再經(jīng)硫化形成，生產(chǎn)環(huán)境惡劣，勞動(dòng)強(qiáng)度大，生產(chǎn)效率低，其成型制品質(zhì)量差，使用可靠性低，受力不均勻，結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定。
[0003]CN101708769A公開(kāi)了一種高強(qiáng)度船用氣囊，氣囊體自外而內(nèi)分別由耐磨層、磨損警告層、外骨架增強(qiáng)層、氣密層及內(nèi)骨架增強(qiáng)層構(gòu)成，其層結(jié)構(gòu)與本發(fā)明內(nèi)層為橡膠層、中層為纖維增強(qiáng)層和外層為保護(hù)層的層結(jié)構(gòu)不同；生產(chǎn)工藝為耐磨層內(nèi)含網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的抗撕裂纖維，外骨架增強(qiáng)層和內(nèi)骨架增強(qiáng)層均由多層簾子線(xiàn)組合而成，并非使用干纖維紗纏繞，其工藝與本發(fā)明工藝亦存在明顯不同；囊頭非等應(yīng)力結(jié)構(gòu)，承載高噸位船舶會(huì)迫使囊頭各點(diǎn)受力不均，導(dǎo)致氣囊破裂。
[0004]CN1059875A公開(kāi)了一種搭載成型式高強(qiáng)度船用氣囊的制造方法，囊身的制造是將帶有棉綸簾線(xiàn)的膠板根據(jù)囊體尺寸進(jìn)行裁剪拼接，用粘合劑粘為一體、壓實(shí)進(jìn)行卷繞搭接，并將接縫粘合。其工藝與本發(fā)明使用橡膠帶纏繞到芯模形成橡膠層，使用干纖維紗纏繞形成纖維增強(qiáng)層，使用橡膠帶多層纏繞于纖維增強(qiáng)層表面形成保護(hù)層，之后進(jìn)行硫化、脫模的成型工藝存在明顯不同，其囊身制造勞動(dòng)強(qiáng)度大、生產(chǎn)效率低，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)承載能力不均。
[0005]CN1666924A公開(kāi)了一種高強(qiáng)度氣囊及其生產(chǎn)工藝，氣囊身由內(nèi)套層、外面由里往外環(huán)繞交叉貼敷數(shù)層掛膠簾子布組成，生產(chǎn)工藝是將氣囊身的掛膠簾子布層縱向排列，兩邊粘合卷成桶狀作為內(nèi)套，然后貼敷數(shù)層硅膠簾子布。其囊體采用掛膠簾子布鋪放成型，并非橡膠帶、干纖維紗纏繞成型，簾子布相互交疊處厚度不均，嚴(yán)重影響氣囊承載能力，此外人工鋪放勞動(dòng)強(qiáng)度大、生產(chǎn)效率低，難于滿(mǎn)足目前船舶下水領(lǐng)域氣囊需求。
[0006]200510042556.8提出了一種高強(qiáng)度氣囊及其生產(chǎn)工藝和200520080668.8提出了一種船用高強(qiáng)度氣囊，其工藝都采用整體手工貼敷多層簾子布并硫化成型，自動(dòng)化程度低、加工效率低、加工成本高且無(wú)法實(shí)現(xiàn)大批量生產(chǎn);手工貼敷的精度低，會(huì)造成最終硫化的氣囊制品質(zhì)量差、結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，從而在使用時(shí)受力不均勻、影響整個(gè)氣囊的強(qiáng)度和使用壽命。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有船用氣囊成型工藝存在勞動(dòng)強(qiáng)度大、生產(chǎn)效率低、承載能力差、使用壽命短及加工環(huán)境惡劣等問(wèn)題，提供一種船舶下水增強(qiáng)橡膠氣囊及其成型工藝，其工藝將柔性橡膠、纖維紗兩種材料兩種纏繞工藝有效地結(jié)合，充分發(fā)揮材料和纏繞工藝各自特性，還可實(shí)現(xiàn)一機(jī)自動(dòng)加工;其產(chǎn)品柔性好、質(zhì)量輕、成本低、壽命長(zhǎng)、增強(qiáng)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、可回收利用、加工環(huán)境優(yōu)，同等規(guī)格產(chǎn)品中其產(chǎn)品可實(shí)現(xiàn)更高噸位的船舶下水。
[0008]一種船舶下水增強(qiáng)橡膠氣囊，它由囊體(I)和囊嘴(5)構(gòu)成，其中囊體具有三層結(jié)構(gòu)，由內(nèi)到外依次為橡膠層、纖維增強(qiáng)層和保護(hù)層；
一種船舶下水增強(qiáng)橡膠氣囊成型工藝，首先由纏繞裝置將橡膠帶環(huán)向纏繞于芯模表面，完全布滿(mǎn)芯模形成橡膠層;其次纏繞裝置采用特定測(cè)地線(xiàn)纏繞工藝將干纖維紗多層纏繞并布滿(mǎn)橡膠層表面形成纖維增強(qiáng)層;然后將橡膠帶多層纏繞于纖維增強(qiáng)層表面形成保護(hù)層;最后將纏繞后的橡膠氣囊進(jìn)行硫化和脫模。
[0009]所述的芯模由中間芯模柱段(2)和兩端芯模囊頭段(3)組成，芯模囊頭段為等應(yīng)力結(jié)構(gòu)(實(shí)現(xiàn)測(cè)地線(xiàn)纏繞);芯模封頭兩端各與一囊嘴連接，囊嘴與鐵質(zhì)圓管連接，囊嘴位于封頭與鐵質(zhì)圓管之間；圓管可由卡盤(pán)卡住，卡盤(pán)旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)芯模旋轉(zhuǎn)，用以纏繞成型；
所述的特定測(cè)地線(xiàn)纏繞工藝，為根據(jù)指定規(guī)格的橡膠氣囊，確定纏繞角度(如45° )、纏繞層數(shù)(如40層)、纏繞方式(如環(huán)向、交叉纏繞)和纏繞張力(如恒張力50N)工藝參數(shù);其纏繞角度、纏繞層數(shù)、纏繞方式和纏繞張力四種工藝參數(shù)相互作用，確保纖維增強(qiáng)橡膠氣囊各點(diǎn)承壓能力相同；不同規(guī)格的橡膠氣囊選擇不同的測(cè)地線(xiàn)纏繞工藝；
所述橡膠層、纖維增強(qiáng)層和保護(hù)層各層的層數(shù)可根據(jù)橡膠氣囊規(guī)格來(lái)設(shè)定，三層結(jié)構(gòu)可由一臺(tái)纏繞設(shè)備實(shí)現(xiàn)橡膠帶纏繞和纖維干法纏繞;所述保護(hù)層提高橡膠氣囊耐壓能力的同時(shí)，還保護(hù)橡膠氣囊的纖維增強(qiáng)層。
[0010]本發(fā)明的有益效果:由于橡膠芯模囊頭段等應(yīng)力結(jié)構(gòu)及圓柱段的結(jié)構(gòu)可實(shí)現(xiàn)橡膠帶和纖維紗的測(cè)地線(xiàn)纏繞，從而可獲得更穩(wěn)定的增強(qiáng)結(jié)構(gòu)，即可承受更大噸位的船舶下水。由橡膠帶纏繞得到橡膠層、干纖維紗纏繞得到纖維增強(qiáng)層以及多層橡膠帶纏繞形成保護(hù)層，可采用一機(jī)自動(dòng)加工，其加工效率比鋪放橡膠簾子布高、增強(qiáng)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性較鋪放橡膠簾子布好。保護(hù)層不僅實(shí)現(xiàn)對(duì)橡膠氣囊的增強(qiáng)，也實(shí)現(xiàn)纖維增強(qiáng)層的保護(hù)。本發(fā)明船舶下水纖維增強(qiáng)橡膠氣囊成型工藝可實(shí)現(xiàn)一機(jī)自動(dòng)加工，加工環(huán)境優(yōu)、勞動(dòng)強(qiáng)度小、生產(chǎn)效率高，其產(chǎn)品柔性好、質(zhì)量輕、成本低、使用壽命長(zhǎng)、增強(qiáng)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、可回收利用，可承受更高噸位的船舶下水。
【附圖說(shuō)明】
[0011 ]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明:
圖1是本發(fā)明的芯模結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是本發(fā)明的纏繞后結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3是本發(fā)明的斷層結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012]圖中:1.囊體，2.芯模柱段，3.芯模囊頭段，4.封頭，5.囊嘴，6.鐵質(zhì)圓管，7.干纖維紗，8.橡膠層，9.纖維增強(qiáng)層，10.保護(hù)層，11.纖維增強(qiáng)層纖維紗，12.橡膠層橡膠帶，13.芯模。
【具體實(shí)施方式】
[0013]下面結(jié)合附圖1-3與【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明:
一種船舶下水增強(qiáng)橡膠氣囊，它包括囊體I和囊嘴5兩部分;囊體具有三層結(jié)構(gòu):橡膠層
8、纖維增強(qiáng)層9和保護(hù)層10，所述芯模為中間柱段2、兩端囊頭段3結(jié)構(gòu)，所述芯模囊頭段3為等應(yīng)力結(jié)構(gòu)且囊頭4設(shè)置一囊嘴5，所述囊嘴5粘連鐵質(zhì)圓管6，所述鐵質(zhì)圓管6由卡盤(pán)卡住，所述纖維紗7滿(mǎn)鋪放在橡膠層表面，所述纖維增強(qiáng)層纖維紗11是按照特定的測(cè)地線(xiàn)纏繞工藝布滿(mǎn)于橡膠層表面，所述橡膠層橡膠帶12為橡膠氣囊的內(nèi)襯增強(qiáng)結(jié)構(gòu)。
[0014]實(shí)施例:如圖所示，芯模圓柱段及兩囊頭段為等應(yīng)力結(jié)構(gòu)，可實(shí)現(xiàn)芯模的整體測(cè)地線(xiàn)纏繞，封頭處囊嘴粘連的鐵質(zhì)圓管由卡盤(pán)卡住，便于橡膠氣囊的抓取并進(jìn)行橡膠帶、干纖維的纏繞;對(duì)橡膠層、纖維增強(qiáng)層和多層橡膠帶纏繞于纖維增強(qiáng)層表面的保護(hù)層進(jìn)行硫化，從而實(shí)現(xiàn)橡膠氣囊承受應(yīng)力的增強(qiáng)，進(jìn)而可以用于更高噸位的船舶下水。在應(yīng)用時(shí)，使用多個(gè)橡膠氣囊墊于船體下，對(duì)船體施加推力即可實(shí)現(xiàn)更方便的船體下水。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種船舶下水纖維增強(qiáng)橡膠氣囊及成型工藝，其特征在于纖維增強(qiáng)橡膠氣囊囊體具有三層結(jié)構(gòu)，由內(nèi)到外依次為橡膠層(8)、纖維增強(qiáng)層(9)和保護(hù)層(10); 纖維增強(qiáng)橡膠氣囊成型工藝可由一臺(tái)纏繞設(shè)備自動(dòng)完成，橡膠層由橡膠帶纏繞布滿(mǎn)于芯模表面所形成，纖維增強(qiáng)層由干纖維紗(7)纏繞布滿(mǎn)于橡膠層表面所形成;保護(hù)層由橡膠帶多層纏繞于纖維增強(qiáng)層表面所形成;將纏繞后具有三層結(jié)構(gòu)的橡膠氣囊進(jìn)行硫化、脫模獲得纖維增強(qiáng)橡膠氣囊。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的芯模，其特征在于芯模兩端囊頭采用等應(yīng)力結(jié)構(gòu)；芯模封頭(4)兩端各連接一囊嘴(5)，囊嘴粘連鐵質(zhì)圓管(6);所述的纖維增強(qiáng)層，其特征在于應(yīng)用纏繞裝置將干纖維紗以特定的測(cè)地線(xiàn)纏繞工藝(纏繞角、纏繞層數(shù)、纏繞方式、張力等)鋪滿(mǎn)橡膠層表面，不同規(guī)格的橡膠氣囊選擇不同的纏繞工藝。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三層結(jié)構(gòu)，其特征在于橡膠層、纖維增強(qiáng)層和保護(hù)層的層數(shù)根據(jù)橡膠氣囊規(guī)格而定，三層結(jié)構(gòu)可由一臺(tái)纏繞設(shè)備纏繞實(shí)現(xiàn)。
【文檔編號(hào)】B29D22/02GK105836072SQ201610174570
【公開(kāi)日】2016年8月10日
【申請(qǐng)日】2016年3月25日
【發(fā)明人】許家忠, 楊海, 劉美軍, 尤波, 喬明, 王義文
【申請(qǐng)人】哈爾濱理工大學(xué)