CN102409450B - 一种碳纤维加捻装置 - Google Patents

Abstract

一种碳纤维加捻装置，电机固定在底架的中部，多个纱筒转子位于电机的两侧，并沿底架的两个长边对称排布。导丝杆一端有陶瓷导眼，另一端通过固定在纱筒转子的轴承座一侧。第一导丝板的陶瓷导眼位于导丝杆上的陶瓷导眼的下方，并且第一导丝板上的陶瓷导眼的中心线与导丝杆上的陶瓷导眼的中心线重合。第二导丝板的陶瓷导眼的中心线与支杆的中心线重合。本发明中第一导丝板的陶瓷导眼在竖直方向上位于纱筒的中部，使得纱筒上的纤维在整个退丝过程中与纱筒上的纤维摩擦力较小。本发明解决了加捻装置运行过程中更换纱筒过程复杂的不足，克服了现有技术中存在的由于大批量纤维同时加捻而占用空间较大、加工成本较高的不足。

Description

一种碳纤维加捻装置

技术领域

本发明涉及高性能碳纤维生产领域，具体是一种碳纤维加捻装置。

背景技术

现有的碳纤维生产线用加捻机多是由主轴的旋转通过伞齿轮带动立轴及与立轴连接的纱筒支撑架转动，纱筒支撑架的轴线与立轴轴线垂直，纱筒上的纤维受到牵引时，纱筒绕纱筒支撑架轴线旋转，同时又随着纱筒支撑架转动从而实现加捻放丝。该种放丝加捻机的缺点在于：1.纤维受到的张力较大且无法调节；2.纤维在加捻过程中与纱筒上纤维间摩擦力较大；3.占用空间较大，且不适用于纱筒过长或过重的情况；4.难以实现大批量的纤维加捻。吉林炭素厂在公开号为CN2052408U的专利中公开了一种放丝加捻装置，该装置由主轴的旋转通过伞齿轮带动立轴及装在立轴上的纱筒支撑架转动，纱筒支撑架的轴线与立轴及主轴的轴线平行，立轴上端设置放丝装置，该放丝装置由轴承、轴承套、联结板、放丝钩组成，联结板与轴承套之间、联结板与放丝钩之间分别采用螺栓连接，放丝装置的上端设置有张力调节装置。该加捻装置解决了多数加捻机在使用过程中纤维张力较大且无法调节，不适用于纱筒过长或者过重的问题，但是该装置无法解决纱筒过长时，纤维在加捻过程中与纱筒上纤维间的摩擦力较大；运行过程中更换纱筒过程复杂；实现大批量放丝加捻时，占用的空间相对较大，加工成本也相对较高等问题。

发明内容

为克服现有放丝加捻机在加捻过程中纤维与纱筒上纤维间摩擦力较大、装置运行时更换纱筒过程复杂、占用空间较大、加工成本相对较高的缺点，本发明提出了一种碳纤维加捻装置。

本发明包括底架、电机、纱筒转子、同步带、张紧轮和导丝板。电机固定在底架的中部，多个纱筒转子位于电机的两侧，并沿底架的两个长边对称排布。张紧轮分布在纱筒转子之间，用于调整同步带的张紧度。同步带穿过张紧轮和各纱筒转子上的纱筒同步带轮。

导丝板包括第一导丝板和第二导丝板。导丝杆一端有陶瓷导眼，另一端通过固定在纱筒转子的轴承座一侧。第一导丝板一端套装并固紧在导丝杆上，第一导丝板的另一端有陶瓷导眼。第二导丝板一端固定在轴承座另一侧，第二导丝板另一端有陶瓷导眼。装配后，所述第一导丝板的陶瓷导眼位于导丝杆上的陶瓷导眼的下方，并且第一导丝板上的陶瓷导眼的中心线与导丝杆上的陶瓷导眼的中心线重合。第二导丝板的陶瓷导眼的中心线与支杆的中心线重合。

纱筒转子包括纱筒转子底板、轴、纱筒同步带轮、定位套、压盖、支杆、支板、轴承座、摩擦环、导丝杆、第一导丝板和第二导丝板。纱筒转子底板固定在底架上。轴的一端通过螺纹安装在纱筒转子底板上。纱筒同步带轮通过角接触轴承套装在轴上。压盖固定在纱筒同步带轮上表面，定位套套装在压盖与纱筒同步带轮的外圆周上，并且所述定位套与压盖和纱筒同步带轮外圆表面之间间隙配合。支杆的螺杆端安装在压盖的中心螺纹孔内，支杆的另一端安装有深沟球轴的轴承座。支板套装并固定在支杆上，位于轴承座下方。

所述摩擦环位于轴承座端面的安装槽内，并与支杆间隙配合。在支杆上套装有两个螺母，并且该螺母位于摩擦环的端面上。

所述轴承座一端表面有安装摩擦环的凹槽，另一端表面有安装轴承的凹槽。轴承座两侧对称的开有固定导丝杆和第二导丝板的螺纹孔。

所述支杆的一端与轴承座的中心孔配合，并且该端端头处有外螺纹。支杆的另一端为螺杆。

运行前，将纱筒套在纱筒转子上，退丝方向与纱筒转子运转方向一致，将纤维穿过导丝杆与导丝板上的陶瓷导眼，纤维通过其他装置进行牵引。运行时，启动电机，电机带动电机同步带轮运转，电机同步带轮运转带动同步带运转，同步带通过各纱筒转子上的同步带轮带动纱筒转子的运转，实现纤维在运行过程中加捻的目的。

由于本发明增加了第一导丝板，并且第一导丝板的陶瓷导眼在竖直方向上位于纱筒的中部，使得纱筒上的纤维在整个退丝过程中与纱筒上的纤维摩擦力较小；由于本发明的导丝杆与轴承座之间通过螺纹连接，解决了装置运行过程中更换纱筒过程复杂的问题；由于本发明采用了皮带传动，解决了大批量纤维同时加捻时存在的占用空间较大与加工成本较高的问题。

附图说明

附图1为碳纤维加捻装置的结构示意图；

附图2为加捻机纱筒转子的结构示意图；

附图3为加捻机纱筒转子剖面图。其中：

1.底架        2.电机支座    3.电机            4.电机同步带轮    5.同步带

6.张紧轮      7.纱筒转子    8.纱筒转子底板    9.纱筒同步带轮    10.定位套

11.压盖       12.支杆       13.支板           14.挡套           15.轴承座

16.摩擦环     17.导丝杆     18.陶瓷导眼       19.第一导丝板     20.第二导丝板

21.轴

具体实施方式

本实施例是一种碳纤维加捻装置，包括底架1、电机支座2、电机3、电机同步带轮4、同步带5、张紧轮6和纱筒转子7。

底架1是本实施例的载体，为矩形框架结构，沿该底架两侧长边有纱筒转子底板8、张紧轮6和张紧板的安装板，在该底架中部有电机支座2的安装板。

本实施例中，电机3通过电机支座2固定在底架1的中部，16个纱筒转子7对称的排布在底架1两侧长边，并固定在各纱筒转子底板8上；所述的纱筒转子7均匀分布在电机3两侧。四个张紧轮6分布在16个纱筒转子7之间。电机同步带轮4安装在电机3的输出轴上；同步带5套在电机同步带轮4上，并装入各纱筒转子7上的纱筒同步带轮9内。

张紧轮6包括张紧轮底板、张紧轮轴和转套。张紧轮底板为正方体，与附图3中纱筒转子底板8的结构相同，四角分布有四个螺纹孔，各边中部分布四个用于安装螺钉限定底板高低的螺纹孔，加捻机底座上焊接有张紧轮支撑板，支撑板为长方体，两端各分布四个螺纹孔，位置与张紧轮底板上的螺纹孔对应，通过内六角圆柱头螺栓将加捻机底座上的张紧轮支撑板与两个张紧轮底板连接；张紧轮轴的结构与附图3中轴21的结构相同，一端为螺杆形状，一端为阶梯状圆柱体，螺杆状一端与张紧轮底板中心的螺纹孔通过螺纹连接，阶梯状圆柱体直径较大的圆柱部分的作用是支撑与直径较小的圆柱部分连接的角接触轴承7206ac；直径较小的圆柱部分最上端与最下端与角接触轴承7206ac连接，中间部分与中空圆柱形的轴套连接，角接触轴承7206ac的外侧与中空圆柱形转套连接，中空圆柱形转套上端均布有四个螺纹孔，用于与轴承盖的连接，轴承盖的形状与附图3中压盖的结构相同，通过螺纹孔与转套连接。

电机部分由电机支座2、电机3与电机同步带轮4组成。电机支座2通过螺钉连接固定在底架1中间部分的电机支座支撑板上，电机3与电机支座2之间通过内六角圆柱头螺钉连接。电机同步带轮4与电机3之间通过键连接。

如图2所示，纱筒转子7包括纱筒转子底板8、轴21、同步带轮9、定位套10、压盖11、支杆12、支板13、挡套14、轴承座15、摩擦环16、导丝杆17、第一导丝板19和第二导丝板20。纱筒转子底板8四周分布四个螺纹孔，与固定在底架1两侧长边上安装板的对应螺纹孔通过内六角圆柱头螺栓连接，纱筒转子底板8各边中部分布四个用于安装螺钉限定底板高低的螺纹孔，纱筒转子底板8与轴21的螺杆一端通过螺纹连接，轴21与同步带轮9之间通过角接触轴承7206ac连接，压盖11通过内六角圆柱头螺钉与同步带轮9上表面连接，定位套10与同步带轮9阶梯状的最上部外表面及压盖11的外表面通过间隙配合连接，支杆12的螺杆状与压盖11的中心螺纹孔通过螺纹连接。支杆12中间靠上部位装有支板13和两个挡套14，所述支板13通过分别位于该支板13上表面和下表面的挡套14固定在支杆12上，用于限制该支板13的轴向位置。挡套14通过螺钉固定在支杆12上。支杆顶端装有带轴承座15的深沟球轴承d15，轴承座15两侧对称的开有固定导丝杆17和第二导丝板20的螺纹孔，导丝杆17和第二导丝板20对称的安装轴承座15两侧。

摩擦环16位于轴承座15端面的安装槽内，并与支杆12间隙配合。在支杆12上套装有两个螺母，并且该螺母位于摩擦环16的端面上。通过调节所述螺母的位置调节轴承座与摩擦环16之间的摩擦力，从而可以调节纤维张力的大小。

所述的同步带轮9为内径一致，外径由下至上呈阶梯状的中空圆柱体。该同步带轮9的内径与安装在同步带轮轴21上的角接触轴承的外径相同。该同步带轮9的外表面上部的外径与定位套10的内径相同，下部为同步带的安装面。

定位套10为圆环状，其内径与同步带轮9一端的外径相同。定位套10的外圆周表面为阶梯状。

轴承座15为中空回转体。在该轴承座15一端表面有安装摩擦环16的凹槽，另一端表面有安装轴承的凹槽。轴承座15的中心有贯通的支杆过孔，所述支杆12装入该过孔并且两者之间滑动配合。

支杆12为阶梯杆件。支杆12的一端与轴承座15的中心孔配合，并且该端端头处有外螺纹，用于安装固定螺母；支杆12的另一端为螺杆状，用于与压盖中心的螺纹孔通过螺纹连接。

压盖11的外径与同步带轮9阶梯状最上部的外径相同；压盖11端面的外缘处均匀分布有四个螺纹孔，用于将该压盖与同步带轮固定连接；压盖11的中心布有一螺纹孔，用于将该压盖与支杆的连接。

轴21一端为螺杆形状，一端为阶梯状圆柱体，螺杆状一端用于与纱筒转子底板中心的螺纹孔连接，阶梯状圆柱体直径较大的圆柱部分的作用是支撑与直径较小的圆柱部分连接的角接触轴承7206ac；直径较小的圆柱部分最上端与最下端与角接触轴承7206ac连接，中间部分与中空圆柱形的轴套连接，角接触轴承7206ac的外侧与纱筒同步带轮9连接，同步带轮9为阶梯状中空圆柱体，圆柱体的外径由下至上依次减小，最下端用于与同步带的连接，中间部分与最上部中空圆柱体之间形成的台阶用于定位套10的支撑，最上部中空圆柱体的上表面分布有四个螺纹孔，与压盖11上表面均布的四个螺纹孔通过内六角圆柱头螺栓连接。

挡套14为中空圆柱体，外表面有一螺钉孔，用于固定挡套。

导丝杆17一端开孔，在孔内粘有陶瓷导眼18，另一端为螺纹。导丝杆17的螺纹端固定在轴承座15一侧的螺纹孔内。第一导丝板19为“Z”字形。第一导丝板19一端的竖直板与水平板之间的夹角为直角；在所述的竖直板的端头处有通孔，通过该通孔，将第一导丝板19套装在导丝杆17的螺纹端上，并通过螺母固紧。第一导丝板19另一端的竖直板的端头有陶瓷导眼，装配后，所述的陶瓷导眼位于导丝杆17上的陶瓷导眼18的下方，并且第一导丝板19上的陶瓷导眼的中心线与导丝杆17上的陶瓷导眼18的中心线重合。

第二导丝板20为“L”形。在第二导丝板20竖直板的一端有与轴承座15连接的通孔，通过螺钉将第二导丝板20固定在轴承座15上。在第二导丝板20的水平板的一端有陶瓷导眼，并且该陶瓷导眼的中心线与支杆12的中心线重合。

本实施例在运行前，将纱筒套在纱筒转子7上，退丝方向与纱筒转子运转方向一致。将纤维先后穿过导丝板2、导丝杆17与第一导丝板19上的陶瓷导眼，纤维通过牵引装置进行牵引。运行时，启动电机3，电机3带动电机同步带轮4运转，电机同步带轮4运转带动同步带5运转，同步带5通过各纱筒转子上的同步带轮带动纱筒转子的运转，实现纤维在运行过程中加捻的目的。

Claims (4)

1.一种碳纤维加捻装置，包括底架(1)、纱筒转子(7)、同步带(5)和导丝板；所述纱筒转子(7)包括纱筒转子底板(8)、轴(21)、支杆(12)和导丝杆(17)；其特征在于：所述碳纤维加捻装置还包括电机(3)和张紧轮(6)，碳纤维加捻装置的纱筒转子(7)还包括纱筒同步带轮(9)、定位套(10)、压盖(11)、支板(13)、轴承座(15)、摩擦环(16)、第一导丝板(19)和第二导丝板(20)；其中，电机(3)固定在底架(1)的中部，多个纱筒转子(7)位于电机(3)的两侧，并沿底架(1)的两个长边对称排布；张紧轮(6)分布在纱筒转子(7)之间，用于调整同步带(5)的张紧度；同步带(5)穿过张紧轮(6)和各纱筒转子(7)上的纱筒同步带轮(9)；

导丝板包括第一导丝板(19)和第二导丝板(20)；导丝杆(17)一端有陶瓷导眼(18)，另一端通过固定在纱筒转子(7)的轴承座(15)一侧；第一导丝板(19)一端套装并固紧在导丝杆(17)上，第一导丝板(19)的另一端有陶瓷导眼；第二导丝板(20)一端固定在轴承座(15)另一侧，第二导丝板(20)另一端有陶瓷导眼；装配后，所述第一导丝板(19)的陶瓷导眼位于导丝杆(17)上的陶瓷导眼(18)的下方，并且第一导丝板(19)上的陶瓷导眼的中心线与导丝杆(17)上的陶瓷导眼(18)的中心线重合；第二导丝板(20)的陶瓷导眼的中心线与支杆(12)的中心线重合；

纱筒转子底板(8)固定在底架(1)上；轴(21)的一端通过螺纹安装在纱筒转子底板(8)上；纱筒同步带轮(9)通过角接触轴承套装在轴(21)上；压盖(11)固定在纱筒同步带轮(9)上表面，定位套(10)套装在压盖(11)与纱筒同步带轮(9)的外圆周上，并且所述定位套(10)与压盖(11)和纱筒同步带轮(9)外圆表面之间间隙配合；支杆(12)的螺杆端安装在压盖(11)的中心螺纹孔内，支杆(12)的另一端安装有深沟球轴的轴承座(15)；支板(13)套装并固定在支杆(12)上，位于轴承座(15)下方。

2.如权利要求1所述一种碳纤维加捻装置，其特征在于，摩擦环(16)位于轴承座(15)端面的安装槽内，并与支杆(12)间隙配合；在支杆(12)上套装有两个螺母，并且该螺母位于摩擦环(16)的端面上。

3.如权利要求1所述一种碳纤维加捻装置，其特征在于，轴承座(15)一端表面有安装摩擦环(16)的凹槽，另一端表面有安装轴承的凹槽；轴承座(15)两侧对称的开有固定导丝杆(17)和第二导丝板(20)的螺纹孔。

4.如权利要求1所述一种碳纤维加捻装置，其特征在于，支杆(12)的一端与轴承座(15)的中心孔配合，并且该端端头处有外螺纹；支杆(12)的另一端为螺杆。

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