纤维缠绕规律是研究绕丝嘴与芯模之间相对运动关系的规律，使纱带能均匀排布在芯模表面。国外虽在杂志上有照片报道，但没有如何能缠绕出规律线型的文字资料。1965年我国揭示了纤维缠绕规律，提出了两种计算方法，即“切点法”和“标准线法”。

    缠绕规律是保证纤维缠绕制品质量的技术关键，是制品强度设计和缠绕机运动机构设计的依据。根据纤维在芯模上的排列状况，缠绕线型归纳为环向缠绕、纵向缠绕和螺旋缠绕三种。

    （1）环向缠绕   环向缠绕是芯模绕自身轴线匀速旋转，绕丝嘴沿芯模简体轴线平行方向移动，芯模每转一周，绕丝嘴移动——个纱片宽度，如此循环下去，直到纱片均匀地布满芯模简体段表面为止。环向缠绕线型如图3-12所示。环向缠绕只能在筒身段进行，只提供环向强度。环向缠绕的缠绕角（纤维方向与芯模轴夹角）通常在85°～90°之间，环向缠绕参数关系图如图3-13所示，其计算公式如下：

W=πDcotα

B=πDcosα

    式中  W———纱片螺距；

          b———纱片宽度；

          D———芯模直径；

          α———缠绕角。从图3-13中得出，当缠绕角小于70°时，纱片的宽度要求比芯模直径还大，这是不可能的，因此环向缠绕时，缠绕角必须大于85°，小于90°。

 

 

    （2）纵向缠绕   纵向缠绕又称平面缠绕。缠绕时，缠绕机的绕丝嘴在固定的平面内做均匀速圆周运动，芯模绕自身轴线慢速旋转，绕丝嘴每转一周，芯模旋转一个微小角度，相当于芯模表面上一个纱片宽度。纱片与芯模轴的夹角称为缠绕角，其值小于25°。纱片依次连续缠绕到芯模上，各纱片均与两极孔相切，各纱片依次紧挨而不相交。纤维缠绕轨道近似为一个平面单圆封闭曲线。平面缠绕基本线型如图3-14所示。由图3-14可知，缠绕角。为

 

 

    式中，r₁，r₂，为两封头的极孔半径；L_c为筒身长度；L_e1，L_e2为两封头高度。

    若两封头极孔相同（即r₁=r₂=r），封头高度相等（即L_e1=L_e2=L_e）则

 

 

    平面缠绕的速比i_纵为芯模转速Zm和单位时间绕丝嘴旋转次数n的比值，若纱片宽为b，缠绕角为α，则速比为

 

 

    平面缠绕适用于球形、椭球形及长径比小于1的短粗筒形容器生产。平面缠绕容器头部纤维有严重架空现象，为了减少纤维架空对制品质量的影响，一般在缠绕不同层次时，使缠绕角α值在一定范围内变化，以分散纤维在端头部的堆积。

 

 

    （3）螺旋缠绕   螺旋缠绕的特点是：芯模绕自身轴线均匀转动，绕丝嘴沿芯模轴线方向按缠绕角所需要的速度往复运动。螺旋缠绕的基本线型是由封头上的空间曲线和圆筒段的螺旋线所组成（见图3-15）。螺旋缠绕纤维在封头上提供经纬两个方向的强度，在筒身段提供环向和纵向两个方向的强度。

    缠绕纤维与芯模旋转轴线相交的夹角，称为缠绕角。，当缠绕角近90°时，实际上完成的是环向缠绕，亦称高缠绕角螺旋缠绕。一般螺旋缠绕的缠绕角控制在15°～85°之间，此时绕丝嘴完成一个单程后的纱带与下一单程缠绕的纱带不再相切，而留下很大缝隙。要使纤维均匀布满芯模表面，就必须让绕丝嘴多次往复移动（纱带的轨迹是单头或多头螺旋线），才能填满这些缝隙。往复的螺旋线缠绕纱带，在芯模上相互交叉，当纤维均匀布满芯模表面时，就构成了双层平衡纤维壳，所以螺旋缠绕的层数总是偶数。

    从连续纤维螺旋缠绕规律中发现，纤维绕过极孔圆时，要与极孔圆相切，而在筒身段，同一层中的纤维，有交叉现象。因此，可以通过用出现在封头极孔圆上的切点数和出现在筒身段部分的交叉点及交叉点连线（亦称交带）的数用来表征螺旋缠绕的线型特点和规律。分析螺旋缠绕规律的方法有“切点法”和“标准线法”两种。切点法是通过缠绕线型在极孔圆上对应切点的分布规律，找出芯模转角、线型和速比之间的关系。标准线法是从芯模表面的标准线出发，找出制品尺寸与绕丝嘴及芯模相对运动的关系，两种方法可以得出完全一致的结果。

    （4）切点法缠绕规律

    ①线型   是连续纤维缠绕在芯模表面上的排布形式。用切点法描述螺旋纤维缠绕规律，就是研究线型与切点数和分布规律。

    a.纤维在芯模表面均匀布满的条件

    （a）一个完整循环的纤维螺旋缠绕概念，在缠绕过程中，纤维由芯模上的某点开始，经过若干次往复缠绕后，又缠回到起始点上，这样在芯模上完成的一次（不重复）布线，就是一个完整循环。一个完整循环的纤维轨迹，称为标准线。要使纤维均匀地布满芯模表面，需要若干条连续纤维缠绕形成的标准线构成。标准线的排布形式，包括切点、交叉点、交带及分布规律，充分反映了全部缠绕纤维的排布规律。

    （b）切点数和分布规律。螺旋缠绕的纱片，在完成一个完整循环时，在芯模极孔圆周上只有一个切点，称单切点。而在一个完整循环中有两个以上切点的，称多切点。由于芯模匀速旋转，绕丝嘴每次往返时间相同，故在极孔圆周上的各切点，将等分极孔圆周。单切点与双切点的排布如图3-16所示。

 

 

    当切点数，n≥3时，在与起始切点位置紧挨的切点出现以前，在极孔圆周上已出现，n≥3个切点。多切点线型在完成一个标准线型缠绕期间，相继出现的任意两个切点，可以依次排列，也可以间隔排列。当n=3、n=4、n=5时，其切点排列顺序如图3-17所示。

    （c）缠绕纤维在芯模表面均布的条件。由于芯模上的每条纱片都对应着极孔圆上一个切点，所以只要满足以下两个条件就可以经若干个完整缠绕循环，使纱片一片挨一片的均布芯模表面：一个完整循环的诸切点等分芯模转过的角度，即各切点均布在极孔圆周上；前一个完整循环与相继的后一个完整循环所对应的纱片，在筒身段应错开一个纱片宽度距离。

 

 

    b.芯模转角（即缠绕中心角）与线型关系。用θ表示一个完整循环缠绕的芯模转角。绕丝嘴往返一次，芯模转角用θn表示，绕丝嘴走完一个单程，芯模转角用久表示，则

θn=2θt=θ/n                            （3-5）

    不同切点线型的芯模转角θn不同。

    单切点芯模转角θ1至少为360°±△θ，或者再加上360°的整数倍。即

θ1=（1+N）360°±△θ

    式中，△θ为微小增量，由纱片宽度决定。

    两切点线型的θ2为360°/2±△θ，或再加上360°的整数倍，即

 

 

    两切点为一个完整循环中绕丝嘴往返两次，错过一个/X0，绕丝嘴往返一次时，则错开△θ/2。以此类推，其他切点的芯模转角：

 

 

    当n≥3时，各切点位置排布顺序与时序并不一致，如图3-15所示。因此

 

 

    式中，k为正整数，k/n为最简真分数，（k/n+N）值表示不同线型，它代表某特定标准线，△α/n表示芯模转角微调量，它保证纱片既不离缝，又不重叠。

    ②转速比和线型关系

    a.转速比   单位时间内，芯模转数m与绕丝嘴往返次数n之比，称为转速比，即完成一个完整缠绕循环，芯模转数与绕丝嘴往返次数之比。即

 

 

    式中   i———实际转速比；

          m——一个完整循环的芯模转数；

          △θ———芯模转角增量（微调量）；

          n——一个完整循环中，绕丝嘴往返数（即切点数）。

    b.转速比与线型关系   线型是指纤维在芯模表面的排布形式，而转速比是芯模与绕丝嘴相对运动的关系。它们是全然不同的概念，但是不同线型严格对应着不同的转速比i，所以我们认为线型△S₀在数值上等于转速比。

I=S₀

 

 

    缠绕成型工艺通常分为于法和湿法及半于法三种，选择成型方法时，要根据制品设计要求、设备条件、原材料性能及制品批量大小等因素综合考虑后确定。

    缠绕成型工艺设计内容包括：

    ①根据设计要求，技术质量指标，进行缠绕线型和芯模设计；

    ②选择原材料；

    ③根据产品强度要求，原材料性能及缠绕线型进行层数计算；

    ④根据选定的工艺方法，制定工艺流程及工艺参数；

    ⑤根据缠绕线型选择缠绕设备。

    缠绕成型中的主要工艺参数是：纤维烘于处理温度及时间、浸胶方式及含胶量、胶纱烘干温度及时间、缠绕张力、缠绕规律、固化制度、脱模方法及脱模力等。

    （1）纤维处理   缠绕成型用的玻璃纤维一般都选用Tex1200、Tex12400和Tex14800缠绕专用纱，这种缠绕用玻璃纤维粗纱都是采用增强型浸润剂，但使用前应进行烘干，除去存放中纤维表面吸附的水分。芳纶纤维的烘干处理时间应更长些。

    纤维烘于处理制度视其含水量和纱筒大小而定，一般用的玻璃纤维无捻粗纱是在60～80℃温度下烘干24h，用烘干纱缠绕的制品强度比未经烘干纱的强度高4%。

    （2）浸胶和含胶量   含胶量对制品的性能影响很大，表现在：

    ①影响制品的质量和厚度；

    ②含胶量过高能使制品强度降低，气密性提高；

    ③含胶量过低会使制品中空隙率增加，气密性、耐老化性及剪切强度下降。

    在浸胶过程中，必须严格控制纤维纱的含胶量，保证整个缠绕过程前后含胶量均匀。缠绕制品的结构层含胶量，一般控制在17%～25%，而以20%为最佳。

    浸胶过程影响含胶量的因素很多，如胶液黏度、缠绕张力和浸渍时间等。温度对胶液黏度影响很大，因此应在浸胶槽上装设恒温水浴，水浴温度高低要视树脂种类而定。一般控制在20～40℃范围。

    为了保证纤维纱被树脂浸透、含胶量均匀以及纱片中尽量不含气泡，胶液的黏度应控制在0.35～1.0Pa·s范围之内。加热或加入稀释剂，都可以达到降低黏度的目的，但同时也会带来一定的负作用，必须选择得当。

 

 

    浸胶方式主要有两种：①沉浸式浸胶（见图3-18）；②表面带胶式浸胶（见图3-19）。沉浸式浸胶是通过调整挤胶辊来控制胶含量。带胶式浸胶则是通过调节刮刀间隙来控制含胶量。

    （3）缠绕张力   缠绕张力是指在缠绕过程中，纤维所受的张紧力。张力大小、各束纤维中的张力均匀性，以及各缠绕层之间纤维的张力均匀性，对制品质量影响很大。

 

 

    缠绕张力的大小，可通过计算确定，根据经验，一般初张力可按纤维强度的5%～10%选取。张力过小，纤维取向不佳，制品不致密，与内衬粘接不牢，同时还会使制品强度和耐疲劳性能降低。张力过大，纤维在缠绕过程中磨损增大，同样会使制品强度降低。

    各纤维束之间的张力均匀性对制品力学性能影响很大，各束纤维束受到的张力越不均匀，制品的强度降低越大。因此，在缠绕过程中，要尽量保持纤维束间和纤维束内各股纱的张力均匀。选用无捻或低捻缠绕纤维纱，保持纱片内各纤维平行，是保证纤维张力均匀的有效方法之一。

    各纤维层间张力对制品的力学性能亦有影响。如果缠绕张力始终保持一致，则会使制品各缠绕层之间出现内松外紧现象，使内层纤维张力降低，甚至松弛，造成纤维皱褶。固化后，纤维初始应力不均匀状态会大大降低制品强度和疲劳性能。

    为了避免出现内松外紧现象，可以采用逐层纤维张力递减的方法，尽可能使各层纤维在缠绕完成后所受的张力相等。纤维缠绕时的张力递减值可以通过计算确定，根据经验，一般取每层递减5～10N。每层递减比较麻烦，可简化为每2～3层递减一次，递减值等于逐层递减之和。实践证明，采用缠绕张力递减法制成的容器爆破强度比未采用张力递减法的容器高10%以上。施加张力的方法，对干法缠绕是通过纱团转动的摩擦阻力，对于湿法缠绕，则是通过纤维浸胶的张力辊施加，张力辊的直径应大于50mm。

 

 

    （4）缠绕速度   纱带缠绕到芯模上的线速度称为缠绕速度，它反映缠绕过程的生产率。缠绕速度由芯模旋转和绕丝嘴运动线速度决定，其关系如图3-20所示。在湿法缠绕中，缠绕速度受到浸胶时间和设备能力限制，缠绕速度过快，纤维浸胶时间短，不易浸透，缠绕速度慢，则生产率低。在湿法生产过程中，缠绕速度最大不能超过0.9m/s。

    （5）固化制度   缠绕成型的固化工艺分加热固化和常温固化两种。不论是采用哪一种固化方法，制品在固化过程中均需缓慢转动，以保证制品受热均匀和防止流胶。

    缠绕成型聚酯玻璃钢用大型容器（如直径为2～4m），建议采用常温固化。

    酚醛爱游戏老版本下载 缠绕制品，或大批量生产的制品，则需要选用加热固化，这是因为加热固化能保证产品质量，提高模具周转率和降低成本。

    对于厚壁缠绕制品，应采用分层缠绕固化法。此法是在模具上缠绕一定厚度后，使其固化，冷却至室温，打磨再缠绕第二层，依次循环，直至达到设计厚度。分层缠绕固化的优点是：纤维位置及时得到固定，不致发生皱折和松散；树脂不易在层间渗透，提高容器内外层质量均匀性。分层固化的缺点是：工艺复杂，能耗较大。