CN102380957A - 大丝束碳纤维、玻璃纤维复合材料预浸设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种大丝束碳纤维、玻璃纤维复合材料预浸设备，依次包括纤维纱筒架、纤维排序装置、纤维薄层化处理装置、牵引装置、有纬布放卷装置、树脂胶膜产生装置、热复合压辊装置、热板、冷却板、整形处理装置及成品收卷装置，特征是：薄层化处理装置由电机、传动轴、曲柄滑块机构和花轴构成，将大丝束碳纤维上下交替缠绕在花轴上，电机启动后，花轴带动大丝束作上下交替振动，使其被薄层化；热复合压辊装置采用六组热复合压辊，并利用两光栅尺准确反映两压辊之间的间隙，调整定位机构调整两压辊的间隙，以便按工艺要求完成所需间隙尺寸的调整；操作简单、省力、精度可靠；可为制作风能叶片提供了制作500g/㎡～1650g/㎡大克重玻璃纤维预浸料和碳纤维预浸料的预浸设备。

Description

大丝束碳纤维、玻璃纤维复合材料预浸设备

技术领域

本发明属于纤维复合材料加工技术领域，特别是涉及大丝束碳纤维、玻璃纤维复合材料预浸设备。 

背景技术

随着风能技术的发展和海上风力发电的开发，风力发电机的叶片向大型化发展，5WM以上的叶片必须使用大丝束碳纤维预浸料，这种预浸料要求750g/㎡，必须用大型、重型的预浸设备来制备。碳纤维是一种力学性能优异复合新材料，在各种规格的碳纤维中，24K以上大丝束碳纤维相对讲价格便宜，但其内部浸润性差，单丝容易产生空隙等缺陷，在成形过程中出现纤维弯曲及铺层角度错位的可能性增加，导致力学性能不能满足结构设计要求。为了增强其力学性能，一般是将碳纤维经过预浸机被树脂浸渍，使每根碳纤维表面均包覆一层树脂。公知技术中的预浸机其预浸料幅宽最大为48英寸，幅宽为1000mm为多数，所制备的预浸料只能在200g/㎡以下，这就限制了传统设备不能为风能叶片提供500g/㎡以上的预浸料。 

在碳纤维预浸设备中需要配置几个乃至几百个纤维纱筒，如此多的纤维纱筒释放纤维时，其张力要保持一致。目前，传统纱筒架上的每个纤维纱筒放纱张力要单独调节，具体的，在每个纤维纱筒芯的一端配置刹车盘，刹车带挂在刹车盘上，刹车盘的一端固定在纱架上，另一端悬挂重物，通过增加或减少重物重量来调节放纱张力。上述放纱张力调节方式操作起来费时费力，工作效率低，且多个纤维纱筒放纱张力的一致性很难保证。 

将大丝束碳纤维进行薄层化处理可提高其力学性能和内部浸润型。目前，关于大丝束薄层化技术的研究主要有超声波方法和压缩空气气吹两种法，超声波方法是对大丝束碳纤维施加一定效率的超声波，使其展开而薄层化，压缩空气气吹法将纤维束吹散而实现薄层化。上述两种方法目前还处于理论研究阶段，未形成产业化的设备。 

在大丝束碳纤维复合材料预浸过程中，需要将树酯胶膜加热熔化浸渍入增强碳纤维中去，这个过程需要通过多对热复合压辊装置来完成。在预浸料设备过程中，树脂浸渍入纤维的过程中一般需要三对热压辊完成热复合，传统的热压辊装置多采用杠杆加压方式。其结构为下热压辊通过轴承固定在机架上，上热压通过辊轴承支撑安装在杠杆臂上，杠杆臂一端与绞链连接，另一端连接气缸或液压缸。气缸活塞杆向下运动时，上热压辊与下热压辊之间间隙减小，在本身加热状态下，树脂膜与纤维在两辊之间通过，完成浸渍过程。由于热压辊之间的间隙决定树脂浸渍纤维的质量，因此在浸渍过程中需要精密地测量两热压辊之间的间隙，且两辊间隙的变化反映圆弧的变化。树脂浸渍纤维后，反映纤维厚度上的变化需要在垂直于纤维方向上测量其厚度，上述结构测量到的圆弧变化存在着测量上的误差。目前，在检测手段上大多采用数字光栅尺，而数字光栅尺只能检测直线距离，无法检测圆弧距离。 

发明内容

本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种纤维分散均匀、浸润完全、空隙率低、减小热复合压辊工作状态时的变形，提高复合材料预浸质量的大丝束碳纤维、玻璃纤维复合材料预浸设备。 

本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是： 

大丝束碳纤维、玻璃纤维复合材料预浸设备，该设备依次包括纤维纱筒架、纤维排序装置、纤维薄层化处理装置、牵引装置、有纬布放卷装置、树脂胶膜产生装置、热复合压辊装置、热板、冷却板、整形处理装置以及成品收卷装置，其特征在于：

所述纤维纱筒架包括：设置在纤维纱筒芯一端的刹车盘及一端固定在纱架上另一端连接拉簧的刹车带，在每排纱筒芯的一侧平行设有一组纵向张力框架，所述纵向张力框架由平行设置的上下两横梁、设在横梁两端的垂直方向的连接梁及设在横梁中部的垂直方向的支撑梁构成，所述拉簧的另一端固定连接在横梁上，数组纵向张力框架的支撑梁通过横向拉杆固连，在横向拉杆的端部设有丝杆螺母结构，所述螺母固定在横向拉杆上，所述丝杠通过轴承转动安装在纱架上，丝杆的端部固装有手轮，所述纤维纱筒架还包括数组纵向张力框架的支撑导向结构；

所述纤维薄层化处理装置包括：机架、安装在机架下端的变频电机、通过轴支座平行安装在机架上的数个动力轴，设置在机架上方的与动力轴一一对应的数个花轴，所述动力轴与花轴之间设有由曲柄盘、连杆和第一滑块构成的曲柄滑块机构，在机架上端固定安装有支架，所述支架与第一滑块通过直线导轨副连接；所述曲柄盘固装在动力轴的端部；所述花轴由两端圆盘、同圆等分固定在两端圆盘上的数根金属杆，及同轴固定在两端圆盘外的伸出轴构成，所述伸出轴转动安装在第一滑块上；所述变频电机与相邻的动力轴之间设有传动机构，数个动力轴之间设有同步传动机构；

所述热复合压辊装置采用六组热复合压辊，其每组热复合压辊包括：安装在机架上的下压辊固定板、上压辊、下压气缸及安装在下压辊固定板上的下压辊，所述下压辊固定板两侧分别安装有导轴，导轴上端与下压气缸座固定，在导轴上通过导套连接有上压辊安装板，所述上压辊安装板上装有上压辊，所述下压气缸活塞杆与上压辊安装板固接，在上压辊与下压辊之间还设有调整定位机构，在下压辊的固定板上设有光栅定尺，在上压辊的安装板上设有光栅动尺。

本发明还可以采用如下技术方案： 

所述直线导轨副为一组，其设置在花轴的正下方。

所述直线导轨副为两组，其对称设置在花轴的两侧。 

在所述支架上与花轴的伸出轴相对应的位置设有垂直方向的开槽。 

所述动力轴为4根。 

所述两端圆盘上的金属杆为4-12根。 

所述传动机构为固装在变频电机输出轴上的主动轮，固装在相邻动力轴上的从动轮及连接主动轮和从动轮的传送带。 

所述同步传动机构为固装在各动力轴上的链轮及连接各链轮的链条，所述各链轮的齿数相等。 

所述调整定位机构包括安装在下压辊固定板上的底板，在底板上固定螺母支撑，螺母支撑上穿装螺杆和与螺杆连接的旋转手柄，所述螺杆另一端连接下斜铁，在下斜铁上设有与上压辊安装板连接的上斜铁。 

所述纤维纱筒架的支撑导向结构为设在所述连接梁与纱筒架之间的直线导轨副。 

本发明具有的优点和积极效果是：本发明与现有技术相比，通过采用由电机、传动轴、曲柄滑块机构和花轴构成的薄层化处理装置，可将大丝束碳纤维上下交替缠绕在花轴上，当电机启动后，花轴带动大丝束作上下交替振动，移动的大丝束被薄层化。通过本设备纤维纱筒架将拉簧的另一端连接在纵向张力框架的横梁上，可通过转动丝杆端部的手轮来同时调节纱架上所有纤维纱筒的放纱张力，一方面简化操作、提高工作效率，另一方面确保纤维纱筒放纱张力的一致性；丝杆螺母结构保证张力调节的连续性和可靠性；设在纵向张力框架与砂架之间的直线导轨副进一步保证张力调整的稳定性。所述热复合压辊装置采用六组热复合压辊，并利用两光栅尺准确反映了两压辊之间的间隙，然后通过调整定位机构来调整两压辊的间隙，即预浸料厚度所需求的两压辊之间的间隙，以便于操作者按工艺要求完成所需要的间隙尺寸的调整，为提高预浸料的质量创造好的条件。此外，上压辊安装板沿两根足够刚度的直线导轴运动，保证了刚度和强度，使上压辊在一个足够刚度的框架下工作，进而减小了上压辊工作状态时产生的变形，提高预浸机的质量。本装置在多台不同规模的预浸机上得到验证，实际使用中给操作者带来了方便，操作简单，省力，光栅尺数字显示清晰，精度可靠。本发明针对48×1000根为一束的碳纤维共计156束，即156×48×1000根碳纤维经过预浸机树脂浸渍，使每根纤维表面均包覆一层树脂，其树脂的含量误差在3%克以内，进而可为制作风能叶片提供了制作500g/㎡ ～1650g/㎡大克重玻璃纤维预浸料和碳纤维预浸料的预浸设备。 

附图说明

图1是本发明的结构原理示意图； 

图2是本发明的纤维纱筒架结构示意图；

图3是图2的俯视图；

图4是图2中纵向张力框架的结构；

图5是本发明的纤维薄层化处理装置结构示意图；

图6是图5的左视图；

图7是图5中花轴的运动状态参考图；

图8是本发明的一组热复合压辊结构示意图；

图9是图8的A-A视图；

图10是图8中调整定位机构的结构示意图。

图中：1、纤维纱筒架；1-1、刹车盘； 1-2、纱架； 1-3、拉簧； 1-4、刹车带； 1-5、纵向张力框架； 1-5-1、横梁； 1-5-2、连接梁；1- 5-3、支撑梁； 1-6、横向拉杆；1-7、螺母； 1-8、丝杆； 1-9、手轮； 1-10、导轨； 1-11、滑块； 2、纤维排序装置； 3、纤维薄层化处理装置； 3-1、机架； 3-1-1、下层横梁； 3-1-2、中层横梁； 3-1-3、上层横梁； 3-2、变频电机； 3-3、轴支座； 3-4、动力轴； 3-5、花轴； 3-5-1、圆盘； 3-5-2、金属杆； 3-5-3、伸出轴； 3-6、曲柄盘； 3-6-1、偏心轴； 3-7、连杆； 3-8、第一滑块； 3-8-1、铰轴； 3-9、支架； 3-10、导轨； 3-11、第二滑块； 3-12、开槽； 3-13、主动轮； 3-14、从动轮； 3-15、传送带； 3-16、链轮； 3-17、链条； 4、牵引装置； 5、有纬布放卷装置； 6、树脂胶膜产生装置； 7、热复合压辊装置； 7-1、下压辊固定板； 7-2、上压辊安装板； 7-3、导轴； 7-4、下压气缸座； 7-5、调整定位机构； 7-5-1、螺母支撑； 7-5-2、螺杆； 7-5-3、底板； 7-5-4、下斜铁； 7-5-5、上斜铁； 7-5-6、旋转手柄； 7-6、上压辊； 7-7、下压辊； 7-8、光栅定尺； 7-9、光栅动尺； 7-10、下压气缸； 7-11、导套； 8、热板； 9、冷却板； 10、整形处理装置； 11、成品收卷装置； 12、大丝束碳纤维。 

具体实施方式

为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下： 

请参阅图1-图10，一种大丝束碳纤维、玻璃纤维复合材料预浸设备，该设备依次包括纤维纱筒架1、纤维排序装置2、纤维薄层化处理装置3、牵引装置4、有纬布放卷装置5、树脂胶膜产生装置6、热复合压辊装置7、热板8、冷却板9、整形处理装置10以及成品收卷装置11；

所述纤维纱筒架1包括：设置在纤维纱筒芯一端的刹车盘1-1及一端固定在纱架1-2上另一端连接拉簧1-3的刹车带1-4，在每排纱筒芯的一侧平行设有一组纵向张力框架，所述纵向张力框架1-5由平行设置的上下两横梁1-5-1、设在横梁两端的垂直方向的连接梁1-5-2及设在横梁中部的垂直方向的支撑梁1-5-3构成，支撑梁可通过螺栓或焊接的方式与上下两横梁固定连接；所述拉簧的另一端固定连接在横梁上，具体的，设在上层纱筒芯上的拉簧固定连接在上横梁上，设在下层纱筒芯上的拉簧固定连接在下横梁上；数组纵向张力框架的支撑梁通过横向拉杆1-6固连；在横向拉杆的端部设有丝杆螺母结构，所述螺母1-7固定在横向拉杆上，所述丝杠1-8通过轴承转动安装在纱架1-2上，丝杆的端部固定安装有手轮1-9；所述张力调节装置还包括数组纵向张力框架的支撑导向结构。在本实施例中，所述支撑导向结构为设在连接梁与纱筒架之间的直线导轨副，具体的，直线导轨副中的导轨1-10固定在砂架上，与横向拉杆平行设置，导轨副中的滑块1-11固定安装在连接梁的外侧面上，在每组纵向张力框架的两侧连接梁上均设有滑块。

综上， 本纤维纱筒架将拉簧的另一端连接在纵向张力框架的横梁上，可通过转动丝杆端部的手轮来同时调节纱架上所有纤维纱筒的放纱张力，一方面简化操作、提高工作效率，另一方面确保纤维纱筒放纱张力的一致性；丝杆螺母结构保证张力调节的连续性和可靠性；设在纵向张力框架与砂架之间的直线导轨副进一步保证张力调整的稳定性。 

纤维排序装置2：碳纤维由纤维纱筒架放卷引出，每束纱间隔比较大，预浸设备仅有效宽度1.4m，则按工艺要求将每束纤维与每束纤维排列整齐，即每束纤维占7.9487mm，应收拢在1.24m范围内。 

所述纤维薄层化处理装置3包括：机架3-1、安装在机架下端的变频电机3-2、通过轴支座3-3平行安装在机架上的数个动力轴3-4、设在机架上方的与动力轴一一对应的数个花轴3-5，花轴由两端的圆盘3-5-1、同圆等分固定在两端圆盘上的数根金属杆3-5-2、及同轴固定在两端圆盘外的伸出轴3-5-3构成。从生产实践角度考虑，花轴上的金属杆以4-12根为宜；上述动力轴与花轴之间设有由曲柄盘3-6、连杆3-7和第一滑块3-8构成的曲柄滑块机构，具体的，连杆的一端通过轴承与曲柄盘上的偏心轴3-6-1连接，在第一滑块3-8的外端面固定安装铰轴3-8-1，连杆的另一端通过轴承安装在铰轴上，上述曲柄盘上偏心轴的偏心量的大小决定了花轴上下振动的幅度。上述花轴的伸出轴3-5-3通过轴承转动安装在第一滑块3-8上。在所述机架上端固定安装有支架3-9，所述支架与第一滑块通过直线导轨副连接，具体的，直线导轨副中的导轨3-10固定安装在支架上3-9，与导轨配合的第二滑块3-11固定安装在上述第一滑块上，上述直线导轨副可为一组，设在花轴3-5的正下方，也可以为两组，对称设在花轴的两侧。为减小上述支架和第一滑块在垂直方向的尺寸，使整体结构更紧凑，可在支架上与花轴的伸出轴相对应的位置设置垂直方向的开槽3-12，当曲柄滑块机构带动花轴运动时，花轴的伸出轴在开槽内上下移动。上述变频电机与相邻的动力轴3-4之间设有传动机构，具体的，该传动机构为固定安装在变频电机输出轴上的主动轮3-13、固定安装在就近动力轴上的从动轮3-14及连接主动轮和从动轮的传送带3-15，上述主动轮、从动轮可采用链轮也可以采用同步带轮，传送带3-15相应为链条或同步带轮，通过采用上述传动结构，即可将变频电机动力输送到相邻的动力轴上。上述的数个动力轴3-4之间设有同步传动机构，该同步转动机构可采用齿轮结构也可采用链轮传动结构，在本实施例中，同步传动机构优选为固定安装在各动力轴上的链轮3-16及连接各链轮的链条3-17，所述各链轮的齿数相等。上述机架可由角钢或方钢组焊成型，具体的，包括上、中、下三层横梁结构，上述变频电机固定安装在下层横梁3-1-1上；轴支座固定安装在中层横梁3-1-2上，轴支座与动力轴通过轴承连接；上述支架9固定安装在机架的上层横梁3-1-3上。采用上述处理装置实现大丝束碳纤维的薄层化，需要大丝束碳纤维前行过程中受到上下振动，具体到上述结构，即在曲柄滑块的作用下，相邻的花轴上、下交替运动，因此花轴的数量至少为2根，从薄层化装置的成本及实践效果两方面考虑，花轴3-5的数量优选为4根。与花轴一一对应的动力轴3-4也相应为4根。 

在启动电机前首先调整各动力轴，使固定在各动力轴上的曲柄盘的偏心轴均位于同一水平面上，此时各花轴的轴心也位于同一水平面上，将大丝束碳纤维12上下交替缠绕在花轴的金属杆上，为保证电机启动后，相邻的花轴上下交替运动，上述相邻曲柄盘的偏心轴的相位差为180°。做好上述准备工作后，启动变频电机，电机带动动力轴运转，各动力轴通过相应的曲柄滑块机构带动花轴做一定频率的上下振动，移动的碳纤维在相邻花轴的上下交替振动下被薄层化。 

牵引装置4：在碳纤维浸渍树脂之前，需经过牵引装置以便于纤维保持恒定的张力，牵引装置的作用是保证156束纤维所标的张力一致，并实现树脂要完全浸透纤维。 

有纬布放卷装置5：当需要制备有纬布预浸料时，需通过本发明的有纬布放卷装置，所述有纬布放卷装置由三部分组成：采用伺服电机主动放卷的 

放卷轴；设置在放卷部分的纠偏机构，用于保障收卷效果；张力检测机构；在预浸过程中，树脂应浸透有纬布，有纬布同样要保持在一定的张力条件下，才能实现上述要求要求。有纬布在放卷与树脂热复合之间保持恒定的张力，张力产生的方法控制主动放卷的速度，对张力大小进行检测，通过张力传感器将检测信号送入PLC 控制器，即可掌握放卷张力的大小。

树脂胶膜产生装置6：本发明预浸机属于一步法预浸料工艺方法，树脂胶膜产生装置分为上层树脂胶膜和下层树脂胶膜两部分，胶膜产生后，要转移到胶膜纸上，脱膜纸放卷装置来提供脱膜纸。树脂胶膜产生包括：计量辊、上胶辊、硅胶辊三辊组成，乳胶状的树脂经上胶辊上产生的树脂膜，当脱膜纸进入上胶辊与硅胶辊之间时，经过硅胶辊的旋转与施压，树脂胶膜转移到脱膜纸上。计量辊、上胶辊、硅胶辊均采用伺服电机为主驱动。上层脱膜纸的下面设有胶膜，下层脱膜纸上面设有胶膜，156束纤维在上层胶膜与下层胶膜之间进入热复合压辊实现热复合，即进行浸渍。脱膜纸放卷：与前述有纬布放卷一样，采用伺服电机主动驱动放卷，同样脱膜纸放卷设有电子纠偏器，控制脱膜纸走向。同时，脱膜纸也要保持一定的张力，必须对放卷张力进行检测，由PLC控制器来控制脱膜纸放卷速度。与上层或下层树脂装置相对应，同样设置上层脱膜纸放卷和下层脱膜纸放卷装置。 

所述热复合压辊装置7采用六组热复合压辊，其每组热复合压辊包括：安装在机架上的下压辊固定板7-1、上压辊7-6、下压气缸7-10及安装在下压辊固定板7-1上的下压辊7-7，所述下压辊固定板两侧分别安装有导轴7-3，导轴上端与下压气缸座7-4固定，在导轴上通过导套7-11连接有上压辊安装板7-2，所述上压辊安装板上装有上压辊7-6，所述下压气缸活塞杆与上压辊安装板固接，在上压辊与下压辊之间还设有调整定位机构7-5，在下压辊固定板上设有光栅定尺7-8，在上压辊安装板7-2上设有光栅动尺7-9。所述调整定位机构7-5包括安装在下压辊固定板上的底板7-5-3，在底板上固定螺母支撑7-5-1，螺母支撑上穿装螺杆7-5-2和与螺杆连接的旋转手柄7-5-6，所述螺杆另一端连接下斜铁7-5-4，在下斜铁上设有与上压辊安装板连接的上斜铁7-5-5。每组上压辊7-6和下压辊7-7均为中空结构，由导热油加热系统注入循环导热油，分别加热两个压辊，使其表面温度达到热复合树脂所要求的温度。156束碳纤维或有纬布要从两层胶膜之间进入热复合压辊，目的是使胶膜熔化，树脂胶浸入纤维束中，熔化的树脂由脱膜纸上再转移到每根纤维表面上去。对两个压辊要施加压力，采用气动装置使上、下压辊之间产生张力。在上压辊和下压辊之间还要保持一定间隙，间隙大小的检测采用数显光栅尺来检测与显示。 

两压辊之间的间隙大小由光栅定尺8和光栅动尺9来检测，两光栅尺真实的反映了上压辊与下压辊之间的间隙，然后通过调整定位机构7-5调整上压辊与下压辊之间间隙，即预浸料厚度所需求的两压辊之间的间隙，便于操作者按工艺要求完成所需要的间隙尺寸的调整，为提高预浸料的质量创造好的条件。此外，上压辊安装板沿两根足够刚度的直线导轴运动，保证了刚度和强度，使上压辊在一个足够刚度的框架下工作，减小了上压辊工作状态时产生的变形，提高了预浸机的质量。本发明在多台不同规模的预浸机上得到验证，实际使用中给操作者带来了方便，操作简单，省力，光栅尺数字显示清晰，精度可靠。 

热板8：为实现脱膜纸上的胶膜融化，浸透入纤维束之中，每次热复合之前，两层脱膜纸与中间所夹碳纤维必须要经过热板对其加热，由于热板的加热使脱膜纸上的胶膜熔化，再经过热辊的热压，促使树脂浸透纤维。本发明中设置五套相同的热板8，即在每套热复合之前，必须经过热板的预加热。 

冷却板9：上、下两层脱膜纸上的胶膜经过五套热板、六套热复合压辊之后，完全溶入在纤维上，即制备大丝束碳纤维预浸料，接下来要对预浸料收卷保存，则必须在收卷之前对预浸料进行降温定型，使预浸料温度处于在10℃以下，两层脱膜纸夹着预浸料在冷却板上缓慢滑过之后，冷板内注入循环冷水，使其温度下降，接近10℃左右，则预浸料处于定型不黏结状态，便于对预浸料的收卷与保存。 

整形处理装置10：两层脱膜纸夹着预浸料经过冷却板降温处理后，最后收卷保存，在这个过程中，要经过五个步骤进行整形小压辊处理，每个小压辊均注入循环冷水使小压辊表面低温，实现对预浸料的冷却处理。下层脱膜纸回收：脱膜纸可以再利用，必须对脱膜纸进行回收。首先收卷下层脱膜纸，在经过第一道整形下压辊后，开始回收下层脱膜纸，为使脱膜纸再利用，必须对回收过程进行张力调解，实现恒张力收卷，收卷驱动也为伺服电机驱动方式。下层PE膜放卷：回收下层脱膜纸后，必须尽快补上PE膜，防止在预浸料收卷时预浸料的粘连，这个过程在第二道整形小压辊上完成。PE膜放卷为伺服电机驱动的主动放卷，同样进行张力检测放卷，PE膜铺入预浸料下层。 

上层脱膜纸收卷：回收上层脱膜纸在第三道整形小压辊上完成，为使回收脱膜纸再利用，同样对回收下来的脱膜纸在收卷之前进行张力检测，实现恒张力收卷，以备下次重新使用。上层PE膜放卷：在第四道整形小压辊上完成PE膜放入，采取主动驱动放卷，同时采用张力检测器，完成放卷过程。分切部分：在用PE膜上、下层的脱膜纸后，进行第五道整形。预浸料穿过第五道整形小压辊后进行分切（按照用户要求也可不进行分切）。 

成品收卷装置11：大丝束碳纤维预浸料制备完后需要进行最后收卷，采用交流伺服电机驱动实现主动收卷，采用电子纠偏装置，实现收卷边缘整齐、规范。然后通过张力传感器检测，实现恒张力收卷。 

本预浸设备均采用交流伺服电机精密驱动，欧姆龙PLC为控制中心，配置大尺寸的触摸屏，实现人机对话，人性化的控制图案，非常便于操作者使用。 

Claims (10)

1. 一种大丝束碳纤维、玻璃纤维复合材料预浸设备，该设备依次包括纤维纱筒架、纤维排序装置、纤维薄层化处理装置、牵引装置、有纬布放卷装置、树脂胶膜产生装置、热复合压辊装置、热板、冷却板、整形处理装置以及成品收卷装置，其特征在于：

所述纤维纱筒架包括：设置在纤维纱筒芯一端的刹车盘及一端固定在纱架上另一端连接拉簧的刹车带，在每排纱筒芯的一侧平行设有一组纵向张力框架，所述纵向张力框架由平行设置的上下两横梁、设在横梁两端的垂直方向的连接梁及设在横梁中部的垂直方向的支撑梁构成，所述拉簧的另一端固定连接在横梁上，数组纵向张力框架的支撑梁通过横向拉杆固连，在横向拉杆的端部设有丝杆螺母结构，所述螺母固定在横向拉杆上，所述丝杠通过轴承转动安装在纱架上，丝杆的端部固装有手轮，所述纤维纱筒架还包括数组纵向张力框架的支撑导向结构；

所述纤维薄层化处理装置包括：机架、安装在机架下端的变频电机、通过轴支座平行安装在机架上的数个动力轴，设置在机架上方的与动力轴一一对应的数个花轴，所述动力轴与花轴之间设有由曲柄盘、连杆和第一滑块构成的曲柄滑块机构，在机架上端固定安装有支架，所述支架与第一滑块通过直线导轨副连接；所述曲柄盘固装在动力轴的端部；所述花轴由两端圆盘、同圆等分固定在两端圆盘上的数根金属杆，及同轴固定在两端圆盘外的伸出轴构成，所述伸出轴转动安装在第一滑块上；所述变频电机与相邻的动力轴之间设有传动机构，数个动力轴之间设有同步传动机构；

所述热复合压辊装置采用六组热复合压辊，其每组热复合压辊包括：安装在机架上的下压辊固定板、上压辊、下压气缸及安装在下压辊固定板上的下压辊，所述下压辊固定板两侧分别安装有导轴，导轴上端与下压气缸座固定，在导轴上通过导套连接有上压辊安装板，所述上压辊安装板上装有上压辊，所述下压气缸活塞杆与上压辊安装板固接，在上压辊与下压辊之间还设有调整定位机构，在下压辊的固定板上设有光栅定尺，在上压辊的安装板上设有光栅动尺。

2.根据权利要求1所述的大丝束碳纤维、玻璃纤维复合材料预浸设备，其特征在于：所述直线导轨副为一组，其设置在花轴的正下方。

3.根据权利要求1所述的大丝束碳纤维、玻璃纤维复合材料预浸设备，其特征在于：所述直线导轨副为两组，其对称设置在花轴的两侧。

4.根据权利要求2或3所述的大丝束碳纤维、玻璃纤维复合材料预浸设备，其特征在于：在所述支架上与花轴的伸出轴相对应的位置设有垂直方向的开槽。

5.根据权利要求1所述的大丝束碳纤维、玻璃纤维复合材料预浸设备，其特征在于：所述动力轴为4根。

6.根据权利要求1所述的大丝束碳纤维、玻璃纤维复合材料预浸设备，其特征在于：所述两端圆盘上的金属杆为4-12根。

7.根据权利要求1所述的大丝束碳纤维、玻璃纤维复合材料预浸设备，其特征在于：所述传动机构为固装在变频电机输出轴上的主动轮，固装在相邻动力轴上的从动轮及连接主动轮和从动轮的传送带。

8.根据权利要求1所述的大丝束碳纤维、玻璃纤维复合材料预浸设备，其特征在于：所述同步传动机构为固装在各动力轴上的链轮及连接各链轮的链条，所述各链轮的齿数相等。

9.根据权利要求1所述的大丝束碳纤维、玻璃纤维复合材料预浸设备，其特征在于：所述调整定位机构包括安装在下压辊固定板上的底板，在底板上固定螺母支撑，螺母支撑上穿装螺杆和与螺杆连接的旋转手柄，所述螺杆另一端连接下斜铁，在下斜铁上设有与上压辊安装板连接的上斜铁。

10.根据权利要求1所述的大丝束碳纤维、玻璃纤维复合材料预浸设备，其特征在于：所述纤维纱筒架的支撑导向结构为设在所述连接梁与纱筒架之间的直线导轨副。

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