本发明专利技术磁悬式消除大长径比圆柱型芯模弯曲变形的装置及方法，属于芯模制造技术领域；该装置芯轴主体、模内电磁铁、拉力永磁铁、浮力永磁铁及直线度传感器，模内电磁铁置于芯模主体内部，并使芯模主体中部的外壁成为磁极，在芯模主体正上方拉力永磁铁吸引力和芯模主体正下方浮力永磁铁排斥力作用下，辅以模内电磁铁在直线度传感器检测信号指导下，实时调整磁场力大小，自适应矫正大长径比圆柱芯模的弯曲变形，即使在生产过程中缠绕、覆盖的材料加大了芯模重量也不会有多余的变形量产生，最大程度提高了芯模精度，进而提高了产品的质量和精度。
【技术实现步骤摘要】
磁悬式消除大长径比圆柱型芯模弯曲变形的装置及方法
本专利技术属于芯模制造
，特别涉及磁悬式消除大长径比圆柱型芯模弯曲变形的装置及方法。
技术介绍
因纤维缠绕成型制得产品相比传统加工产品具有强度高、重量轻、可靠性高、产品质量稳定（芯模精度越高，产品质量越高）、成本低（在同一产品上，可合理配选若干种材料使其再复合，达到最佳的技术经济效果）等特点，现众多产品，如压力容器、导弹发射管、飞机机体等都采用芯模缠绕成型的方法。根据纤维缠绕成型时树脂基体的物理化学状态不同，分为干法缠绕、湿法缠绕和半干法缠绕三种，其中，又以湿法缠绕水平芯模应用最为普遍。而其中一些特殊的长圆柱型产品因其体积庞大，其芯模体型相应也十分庞大，故结构刚性很难保证。目前，为减小芯模水平工作时因自重产生的挠度对产品质量和性能、以及拔模难度的影响，多采用增加芯模壁厚进而提高芯模刚度进而减小其变形量的方法，其缺点也很明显：1、壁厚增加质量增加，成本增加，且芯模变得十分笨重；2、壁厚增加自重增加，壁厚增大对减小弯曲变形的收益愈加的不明显，故只能在一定程度上减小弯曲变形；3、在生产中随着缠绕、覆盖材料的增加，芯模会继续产生多余的变形量。4、这种大型芯模，即使通过各种手段将芯模弯曲变形量降到足够小，也会因为长时间水平放置产生永久的弯曲变形，严重影响芯模的使用寿命。
技术实现思路
本专利技术鉴于以上问题而完成。本专利技术的目的在于提供一种主动调整芯模变形程度，消除大长径比圆柱型芯模弯曲变形的装置及方法。为了解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：一种磁悬式消除大长径比圆柱型芯模弯曲变形的装置，包括芯模主体、直线度传感器和控制模块，芯模主体内壁环绕设置有模内电磁铁，芯模主体的上方和/或下方设有永磁铁；直线度传感器用于测量芯模主体的弯曲方向及程度，并将测量结果传输给控制模块；控制模块用于根据芯模主体的弯曲方向及程度，调节输入模内电磁铁中的电流的大小，通过磁力调节对芯模主体的作用力从而消除弯曲变形。进一步的，所述芯模主体的上方设有拉力永磁铁，所述芯模主体的下方设有浮力永磁铁。进一步的，所述拉力永磁铁和所述浮力永磁铁分别与所述芯模主体同心，并弧形对称环抱于所述芯模主体的上下两侧。进一步的，所述拉力永磁铁和所述浮力永磁铁的圆心角不大于120°。进一步的，所述拉力永磁铁和所述浮力永磁铁的内径弧面与外径弧面分别为磁场的两级，所述浮力永磁铁的内径弧面与所述拉力永磁铁的内径弧面的磁极相反，所述浮力永磁铁的内径弧面与所述模内电磁铁的外径弧面磁极相同。进一步的，所述模内电磁铁由若干电磁铁模块排列组成圆环形，内径环面与外径环面分别为磁场两极，其内部磁场方向沿直径方向，外径环面与所述芯模主体的内壁贴合，所述模内电磁铁以一个完整圆环为一组，所述模内电磁铁设置的组数至少为一组。一种磁悬式消除大长径比圆柱型芯模弯曲变形的方法，其特征在于包括以下步骤：在芯模主体的内壁环绕设置至少一组模内电磁铁，在芯模主体的上方和/或下方设有永磁铁；获取芯模主体的直线度；响应于芯模主体的直线度至超出设定的直线度阈值，调节电磁铁中线圈的电流，改变电磁铁对芯模主体的作用力，进而消除芯模主体的弯曲变形。本专利技术与现有技术相比具有以下有益效果。本专利技术能够利用磁力自适应矫正大长径比圆柱芯模的弯曲变形，即使在生产中缠绕、覆盖的材料加大了芯模重量也不会有多余的变形量产生，最大程度提高了芯模精度，进而提高了产品的质量和精度。且若芯模为可被磁化的材料，在芯模不工作时，可通过在模内电磁铁中短时通入反向电流的方式消除被磁化的芯模本体，防止芯模表面吸附异物，保证芯模表面洁净。附图说明图1为本专利技术一个实施例涉及的装置主视图。图2为本专利技术一个实施例涉及的装置沿轴径向的剖视图。图中，1-封头，2-芯模主体，3-拉力永磁铁，4-模内电磁铁，5-转轴，6-浮力永磁铁，7-直线度传感器。具体实施方式下面结合附图对本专利技术做进一步的说明。如图1、图2所示，本专利技术一种磁悬式消除大长径比圆柱型芯模弯曲变形的装置，包括芯模主体2、直线度传感器7和控制模块，芯模主体2内壁环绕设置有模内电磁铁4，芯模主体2的上方和/或下方设有永磁铁；直线度传感器7用于测量芯模主体2的弯曲方向及程度，并将测量结果传输给控制模块；控制模块用于根据芯模主体2的弯曲方向及程度，调节输入模内电磁铁4中的电流的大小，通过磁力调节对芯模主体2的作用力从而消除弯曲变形。芯模主体2的上方设有拉力永磁铁3，芯模主体2的下方设有浮力永磁铁6。拉力永磁铁3和浮力永磁铁6分别与芯模主体2同心，并弧形对称环抱于芯模主体2的上下两侧。拉力永磁铁3和浮力永磁铁6的内径弧面与外径弧面分别为磁场的两级，浮力永磁铁6的内径弧面与拉力永磁铁3的内径弧面的磁极相反，浮力永磁铁6的内径弧面与模内电磁铁4的外径弧面磁极相同。模内电磁铁4由若干电磁铁模块排列组成圆环形，内径环面与外径环面分别为磁场两极，其内部磁场方向沿直径方向，外径环面与芯模主体2的内壁贴合，模内电磁铁4以一个完整圆环为一组，模内电磁铁4设置的组数至少为一组。本专利技术还提供一种磁悬式消除大长径比圆柱型芯模弯曲变形的方法，包括以下步骤：在芯模主体的内壁环绕设置至少一组模内电磁铁，在芯模主体的上方和/或下方设有永磁铁；获取芯模主体的直线度；响应于芯模主体的直线度至超出设定的直线度阈值，调节电磁铁中线圈的电流，改变电磁铁对芯模主体的作用力，进而消除芯模主体的弯曲变形。本实施例中，芯模主体2采用常规芯轴结构，壁面较常规芯轴减薄，壁面材料优选导磁性较高材料或强度高、刚度大、质量轻的复合材料，比如可以采用导磁性好、强度高、刚度大的Q345钢。芯模主体2的上方和下方都设有永磁铁，且与芯模主体2保持一定距离。一对封头1装设在芯模主体2两端。封头1的两端还连接有转轴5。模内电磁铁4由若干电磁铁环形阵列构成，假设模内电磁铁4通电后内径环面与外径环面分别为磁场两极，且内径环面为磁场N极，外径环面为磁场S极，则在模内电磁铁4产生的磁场的影响下，芯模主体2外边面表现为磁场的S极。与此同时，位于芯模主体2正上方和正下方，且与芯模主体2同心的拉力永磁铁3和和浮力永磁铁6的小径弧面分别为磁场N极和S极，分别表现出对芯模主体2的吸引力和排斥力，在拉力永磁铁3的拉力和浮力永磁铁6的浮力共同作用下可显著减小大长径比芯轴因自重产生的弯曲变形。直线度传感器7布置于芯轴主体正下方或正上方。直线度传感器7通过测量芯模主体2的弯曲方向、弯曲程度，进而反馈给控制模块，控制模块自动、精确、迅速的调节输入模内电磁铁4的电流，进而改变模内电磁铁4产生磁力的大小，进而改变拉力永磁铁3和浮力永磁铁6与芯模主体2之间的磁场力，进而改变、消除芯模主体2的弯曲变形。例如：直线度传感器7检测芯模主体2任有较大向下挠度，这一信号反馈给控制模块，控制模块不断增大模内电磁铁4的输入电流，磁场力不本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种磁悬式消除大长径比圆柱型芯模弯曲变形的装置，其特征在于：包括芯模主体（2）、直线度传感器（7）和控制模块，芯模主体（2）内壁环绕设置有模内电磁铁（4），芯模主体（2）的上方和/或下方设有永磁铁；/n直线度传感器（7）用于测量芯模主体（2）的弯曲方向及程度，并将测量结果传输给控制模块；控制模块用于根据芯模主体（2）的弯曲方向及程度，调节输入模内电磁铁（4）中的电流的大小，通过磁力调节对芯模主体（2）的作用力从而消除弯曲变形。/n
【技术特征摘要】
1.一种磁悬式消除大长径比圆柱型芯模弯曲变形的装置，其特征在于：包括芯模主体（2）、直线度传感器（7）和控制模块，芯模主体（2）内壁环绕设置有模内电磁铁（4），芯模主体（2）的上方和/或下方设有永磁铁；
直线度传感器（7）用于测量芯模主体（2）的弯曲方向及程度，并将测量结果传输给控制模块；控制模块用于根据芯模主体（2）的弯曲方向及程度，调节输入模内电磁铁（4）中的电流的大小，通过磁力调节对芯模主体（2）的作用力从而消除弯曲变形。
2.根据权利要求1所述的磁悬式消除大长径比圆柱型芯模弯曲变形的装置，其特征在于：所述芯模主体（2）的上方设有拉力永磁铁（3），所述芯模主体（2）的下方设有浮力永磁铁（6）。
3.根据权利要求2所述的磁悬式消除大长径比圆柱型芯模弯曲变形的装置，其特征在于：所述拉力永磁铁（3）和所述浮力永磁铁（6）分别与所述芯模主体（2）同心，并弧形对称环抱于所述芯模主体（2）的上下两侧。
4.根据权利要求3所述的磁悬式消除大长径比圆柱型芯模弯曲变形的装置，其特征在于：所述拉力永磁铁（3）和所述浮力永磁铁（6）的圆心角不大于120°。<...
【专利技术属性】
技术研发人员：张栋，沈兴全，武涛，董振，罗世通，石上瑶，张方超，
申请(专利权)人：中北大学，
类型：发明
国别省市：山西;14
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