CN108726230B - 一种复合材料纤维丝束与隔离膜的分离装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种复合材料纤维丝束与隔离膜的分离装置。该装置包括丝束料卷安装机构、丝束牵引机构和隔离膜收集机构，其中，丝束料卷安装机构包括丝束料卷安装轴和丝束带轮，丝束料卷安装轴的一端用于安装丝束料卷，另一端与丝束带轮刚性连接；纤维丝束的分离端头安装在丝束牵引机构上，丝束牵引机构提供作用于纤维丝束上的牵引力，用于将纤维丝束与隔离膜分离；隔离膜收集机构包括隔离膜收料辊、可调节扭矩差动机构和隔离膜带轮，隔离膜带轮与丝束带轮通过皮带连接，隔离膜带轮、可调节扭矩差动机构和隔离膜收料辊在动力传递方向上依次连接；丝束带轮比隔离膜带轮的直径大，可调节扭矩差动机构用于调节其输出的扭矩。

Description

一种复合材料纤维丝束与隔离膜的分离装置

技术领域

本发明涉及复合材料丝束铺放技术领域，特别是涉及一种复合材料纤维丝束与隔离膜的分离装置。

背景技术

在复合材料丝束铺放工艺中，复合材料纤维丝束料卷作为原材料，其表面上经过覆膜工艺，在使用时需要将复合材料纤维丝束料卷上的隔离膜进行分离。稳定的将复合材料纤维丝束料卷上的隔离膜进行分离对于丝束铺放的产品质量具有重要的作用。

复合材料纤维丝束在通过外力牵引的作用在进入执行机构之前，需要将附在其表面上的隔离膜进行分离。纤维丝束上的隔离膜需要达到一定的力才能将其从复合材料丝束上分离，与此同时，若分离的力过大，同样会造成隔离膜在分离的过程中断裂。目前，现有技术的复合材料丝束铺放装置中，大多采用伺服电机，采用气动非接触差动传动的方式,复合材料纤维丝束料卷隔离膜分离机构比较复杂，可靠性低，制造成本高，无法满足复合材料丝束进行高效高速铺放的要求。

因此，发明人提供了一种复合材料纤维丝束与隔离膜的分离装置。

发明内容

针对上述问题，本发明实施例提供了一种复合材料纤维丝束与隔离膜的分离装置，解决了复合材料纤维丝束铺放时丝束与其隔离膜不能有效分离的问题，避免了丝束带隔离膜进行丝束铺放的不良状态。

本发明的实施例提出了一种复合材料纤维丝束与隔离膜的分离装置，该装置包括丝束料卷安装机构、丝束牵引机构和隔离膜收集机构，其中，

丝束料卷安装机构包括丝束料卷安装轴和丝束带轮，所述丝束料卷安装轴的一端用于安装丝束料卷，另一端与所述丝束带轮刚性连接，其中，丝束料卷包括复合材料的纤维丝束与其上覆盖的隔离膜；所述纤维丝束的分离端头安装在所述丝束牵引机构上，所述丝束牵引机构提供作用于所述纤维丝束上的牵引力，用于将纤维丝束表面与隔离膜分离；隔离膜收集机构包括隔离膜收料辊、可调节扭矩差动机构和隔离膜带轮，所述隔离膜收料辊用于将分离后的隔离膜缠绕收集，所述隔离膜带轮与所述丝束带轮通过皮带连接，所述隔离膜带轮、所述可调节扭矩差动机构和所述隔离膜收料辊在动力传递方向上依次连接；其中，所述丝束带轮比所述隔离膜带轮的直径大，所述可调节扭矩差动机构用于调节其输出给所述隔离膜收料辊的扭矩，使所述可调节扭矩差动机构的输出扭矩恒定，且大于所述隔离膜收料辊的最大负载，使所述纤维丝束与所述隔离膜的分离，以及使所述隔离膜处于张紧且不会拉断的状态。

进一步地，所述可调节扭矩差动机构包括可调节的磁性联轴器，所述磁性联轴器的外磁体与所述隔离膜带轮连接，所述磁性联轴器的内磁体与所述隔离膜收料辊的一端连接，所述隔离膜收料辊的另一端用于将分离后的隔离膜缠绕收集。

进一步地，所述可调节扭矩差动机构还包括收料辊安装法兰，所述收料辊安装法兰套接在所述隔离膜带轮与所述隔离膜收料辊的外周。

进一步地，所述可调节扭矩差动机构还包括磁性联轴器支撑轴承，所述磁性联轴器支撑轴承设置在所述隔离膜带轮与所述收料辊安装法兰之间。

进一步地，所述可调节扭矩差动机构还包括收料辊支撑轴承和第一轴承隔套，所述第一轴承隔套设置在两组所述收料辊支撑轴承之间，所述第一轴承隔套和两组所述收料辊支撑轴承均安装在所述隔离膜收料辊与所述收料辊安装法兰之间的连接部位。

进一步地，在缠绕所述隔离膜的所述隔离膜收料辊的部位与所述收料辊安装法兰之间设有收料辊后固定环和收料辊后挡片。

进一步地，所述丝束料卷安装机构还包括气动刹车盘和气动刹车安装轴，所述气动刹车盘套装在所述气动刹车安装轴外，所述气动刹车安装轴与所述丝束料卷安装轴连接。

进一步地，所述丝束料卷安装机构还包括设在所述气动刹车盘与所述丝束料卷安装轴之间的气刹车安装座，所述气刹车安装座安装在所述气动刹车安装轴的外周。

进一步地，所述丝束料卷安装机构还包括刹车轴承和第二轴承隔套，所述第二轴承隔套设在两组所述刹车轴承之间，所述第二轴承隔套和两组所述刹车轴承均安装在所述气刹车安装座与所述气动刹车安装轴之间的安装部位。

进一步地，所述丝束料卷安装机构还包括止动垫圈，所述止动垫圈设置在所述刹车轴承与所述气动刹车盘之间，所述止动垫圈紧密套接在所述气动刹车安装轴上，所述止动垫圈与所述气动刹车盘之间预留有间隙。

综上，本发明的复合材料纤维丝束与隔离膜的分离装置，通过丝束料卷安装机构安装尚待分离的纤维丝束料卷，通过丝束牵引机构提供分离纤维丝束与隔离膜的牵引力，通过隔离膜收集机构收集分离后的隔离膜，各个机构协调配合作用能够高效完成纤维丝束与隔离膜的分离，由于丝束带轮比隔离膜带轮的直径大，实现了丝束料卷安装机构与隔离膜收集机构的定传动比。此外，在隔离膜收集机构中设置了可调节扭矩差动机构，随着纤维丝束料卷中的纤维丝束与隔离膜不断分离，通过可调节扭矩差动机构能够实现带轮和转轴的差动传动，在纤维丝束与隔离膜的分离进程中，以适应隔离膜收集机构的负载和张紧力的强度要求。解决了丝束铺放工艺中，复合材料纤维丝束隔离膜与复合材料纤维丝束分离的问题。使复合材料纤维丝束隔在分离过程中隔离膜不会发生断裂以及无法分离的情况。保证了丝束铺放过程中复合材料纤维丝束不会粘带隔离膜，提高了丝束铺放产品的质量。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是一种复合材料纤维丝束与隔离膜的分离装置整体示意图。

图2是纤维丝束与隔离膜的分离原理示意图。

图中：

1-隔离膜收料辊；2-收料辊后固定环；3-收料辊后挡片；4-收料辊安装法兰；5-第一轴承隔套；6-收料辊支撑轴承；7-磁性联轴器支撑轴承；8-磁性联轴器；9-隔离膜带轮；10-皮带；11-丝束带轮；12-气动刹车盘；13-气动刹车安装轴；14-止动垫圈；15- 刹车轴承；16- 第二轴承隔套；17-气刹车安装座；18-丝束料卷安装轴；19-丝束料卷；20-纤维丝束；21-隔离膜；100-丝束料卷安装机构；200-丝束牵引机构；300-隔离膜收集机构。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例的详细描述和附图用于示例性地说明本发明的原理，但不能用来限制本发明的范围，即本发明不限于所描述的实施例，在不脱离本发明的精神的前提下覆盖了零件、部件和连接方式的任何修改、替换和改进。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参照附图并结合实施例来详细说明本申请。

图1是本发明实施例的一种复合材料纤维丝束与隔离膜的分离装置整体示意图。由于复合材料纤维丝束铺放要求使用的复合材料纤维丝束与粘附在其表面的隔离膜分离。丝束传送装置中需要安装这样一个复合材料纤维丝束与隔离膜的分离装置，能够保证丝束在铺放的过程中复合材料纤维丝束与隔离膜分离功能可以实现。该装置至少包括了丝束料卷安装机构100、丝束牵引机构200和隔离膜收集机构300，其中，丝束料卷安装机构100包括丝束料卷安装轴18和丝束带轮11，丝束料卷安装轴18的一端用于安装丝束料卷19，另一端与丝束带轮11刚性连接，其中，丝束料卷19包括复合材料的纤维丝束20与其表面上覆盖的隔离膜21。纤维丝束20的分离端头安装在丝束牵引机构200上，丝束牵引机构200提供作用于纤维丝束20上的牵引力，用于将纤维丝束20与隔离膜21分离。隔离膜收集机构300包括隔离膜收料辊1、可调节扭矩差动机构和隔离膜带轮9，隔离膜收料辊1用于将分离后的隔离膜21缠绕收集，隔离膜带轮9与丝束带轮11通过皮带10连接，隔离膜带轮9、可调节扭矩差动机构和隔离膜收料辊1在动力传递方向上依次连接。其中，丝束带轮11比隔离膜带轮9的直径大，可调节扭矩差动机构用于调节其输出给隔离膜收料辊1的扭矩，使该可调节扭矩差动机构的输出扭矩恒定，并且大于隔离膜收料辊1的最大负载，从而能使隔离膜收料辊1缠绕收集隔离膜21与丝束料卷安装轴18的转动相适应，并满足纤维丝束20与隔离膜21的分离，以及使隔离膜21处于张紧且不会拉断的状态。

纤维丝束20与隔离膜21的分离原理如图2所示，结合图1和图2，本发明通过将复合材料纤维丝束端头部的纤维丝束20与隔离膜21分离，将隔离膜21安装在隔离膜收集机构300的隔离膜收料辊1上，分离隔离膜21后的纤维丝束20安装在丝束牵引机构200上。丝束牵引机构200通过一定的力牵引纤维丝束20，复合材料的纤维丝束20受到牵引力的作用，施加给丝束料卷19一定扭矩。由于丝束料卷19固定在丝束料卷安装机构100上，因此带动该丝束料卷安装机构100转动。丝束料卷安装机构100继而带动丝束带轮11转动。该丝束带轮11通过皮带10带动隔离膜带轮9传动，将其产生的扭矩传递给隔离膜带轮9。隔离膜带轮9通过可调节扭矩差动机构将扭矩传递给隔离膜收集机构300，根据实际的情况，调节可调节扭矩差动机构，使该可调节扭矩差动机构输出的扭矩的大小恒定，并满足纤维丝束20与隔离膜21分离以及隔离膜张紧且不会拉断的状态。可调节扭矩差动机构输出的扭矩能使隔离膜收集机构300转动，并能缠绕收集隔离膜21。由于可调节扭矩差动机构的差动作用，使隔离膜收集机构300缠绕隔离膜21与丝束料卷19的转动相适应，不受到传送皮带10和带轮转动速度的影响，从而完成复核材料纤维丝束与隔离膜分离。

进一步地，可调节扭矩差动机构包括可调节的磁性联轴器8，该磁性联轴器8的外磁体与隔离膜带轮9连接，磁性联轴器8的内磁体与隔离膜收料辊1的一端连接，隔离膜收料辊1的另一端用于将分离后的隔离膜21缠绕收集。可调节扭矩差动机构还包括收料辊安装法兰4，该收料辊安装法兰4套接在隔离膜带轮9与隔离膜收料辊1的外周。采用磁性联轴器除了具有弹性联轴器缓冲吸振的功能外，其最大的特点在于它打破传统联轴器的结构形式，采用全新的磁耦合原理，实现主动轴与从动轴之间不通过直接接触便能进行力与力矩的传递，并可将动密封化为静密封，实现零泄漏。

需要说明的是，为了保证复合材料丝束实现稳定的分离，可调节型的磁性联轴器8输出的扭矩的大小恒定且大于收料辊的最大负载，即丝束料卷上的隔离膜全部分离并缠绕在收料辊上时，收料辊仍然可以转动缠绕隔离膜且隔离膜张紧不被拉断。因此，磁性联轴器8应始终处于打滑的状态，即在复合材料纤维丝束料卷再被使用完的整个过程中，可调节型磁性联轴节始终处于打滑的状态。根据纤维丝束隔离膜的状态，调节可调性磁性联轴器8的输出扭矩，具体是可以通过增加耦合磁体轴向的长度，使其输出的扭矩的大小满足纤维丝束和隔离膜的分离。

作为一种可选实施例，可调节扭矩差动机构还包括磁性联轴器支撑轴承7，磁性联轴器支撑轴承7设置在隔离膜带轮9与收料辊安装法兰4之间。通过磁性联轴器支撑轴承7能够在动力传动过程中更好的固定磁性联轴器8并能减小载荷摩擦系数，使可调节扭矩差动机构的动力传递效率更高，同时在调节输出扭矩时更准确。

作为另一种可选实施例，可调节扭矩差动机构还包括收料辊支撑轴承6和第一轴承隔套5，第一轴承隔套5设置在两组收料辊支撑轴承6之间，第一轴承隔套5和两组收料辊支撑轴承6均安装在隔离膜收料辊1与收料辊安装法兰4之间的连接部位。通过设置相应的收料辊支撑轴承6，使隔离膜收料辊1的轴体转动过程中更灵活。

作为其他可选实施例，在缠绕隔离膜21的隔离膜收料辊1的部位与收料辊安装法兰4之间设有收料辊后固定环2和收料辊后挡片3。用于将收集的隔离膜阻挡在一定的范围内，不致与其他机构发生碰撞干涉问题。

丝束料卷安装机构100还包括气动刹车盘12和气动刹车安装轴13，该气动刹车盘12套装在气动刹车安装轴13外，该气动刹车安装轴13与丝束料卷安装轴18连接。丝束料卷安装机构100还包括设在气动刹车盘12与丝束料卷安装轴18之间的气刹车安装座17，该气刹车安装座17安装在气动刹车安装轴13的外周。通过设置刹车盘12等相应的刹车结构，能够使装置在预警或者突发状况时立即响应柔性暂停。

作为其他可选实施例，丝束料卷安装机构100还包括刹车轴承15和第二轴承隔套16，第二轴承隔套16设在两组刹车轴承15之间，第二轴承隔套16和两组刹车轴承15均安装在气刹车安装座17与气动刹车安装轴13之间的安装部位。

此外，束料卷安装机构还包括止动垫圈14，该止动垫圈14设置在刹车轴承15与气动刹车盘12之间，止动垫圈14紧密套接在气动刹车安装轴13上，止动垫圈14与气动刹车盘12之间预留有间隙。通过设置止动垫圈14更好的保证了刹车状态时的柔性急停和刹车稳定性。

需要明确的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同或相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。本发明并不局限于上文所描述并在图中示出的特定步骤和结构。并且，为了简明起见，这里省略对已知方法技术的详细描述。

以上所述仅为本申请的实施例而已，并不限制于本申请。在不脱离本发明的范围的情况下对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围内。

Claims (10)

1.一种复合材料纤维丝束与隔离膜的分离装置，其特征在于，包括：

丝束料卷安装机构，包括丝束料卷安装轴和丝束带轮，所述丝束料卷安装轴的一端用于安装丝束料卷，另一端与所述丝束带轮刚性连接，其中，丝束料卷包括复合材料的纤维丝束与其表面上覆盖的隔离膜；

丝束牵引机构，所述纤维丝束的分离端头安装在所述丝束牵引机构上，所述丝束牵引机构提供作用于所述纤维丝束上的牵引力，用于将纤维丝束与隔离膜分离；

隔离膜收集机构，包括隔离膜收料辊、可调节扭矩差动机构和隔离膜带轮，所述隔离膜收料辊用于将分离后的隔离膜缠绕收集，所述隔离膜带轮与所述丝束带轮通过皮带连接，所述隔离膜带轮、所述可调节扭矩差动机构和所述隔离膜收料辊在动力传递方向上依次连接；

其中，所述丝束带轮比所述隔离膜带轮的直径大，所述可调节扭矩差动机构用于调节其输出给所述隔离膜收料辊的扭矩，使所述可调节扭矩差动机构的输出扭矩恒定，且大于所述隔离膜收料辊的最大负载，使所述纤维丝束与所述隔离膜的分离，以及使所述隔离膜处于张紧且不会拉断的状态。

2.根据权利要求1所述的复合材料纤维丝束与隔离膜的分离装置，其特征在于，所述可调节扭矩差动机构包括可调节的磁性联轴器，所述磁性联轴器的外磁体与所述隔离膜带轮连接，所述磁性联轴器的内磁体与所述隔离膜收料辊的一端连接，所述隔离膜收料辊的另一端用于将分离后的隔离膜缠绕收集。

3.根据权利要求2所述的复合材料纤维丝束与隔离膜的分离装置，其特征在于，所述可调节扭矩差动机构还包括收料辊安装法兰，所述收料辊安装法兰套接在所述隔离膜带轮与所述隔离膜收料辊的外周。

4.根据权利要求3所述的复合材料纤维丝束与隔离膜的分离装置，其特征在于，所述可调节扭矩差动机构还包括磁性联轴器支撑轴承，所述磁性联轴器支撑轴承设置在所述隔离膜带轮与所述收料辊安装法兰之间。

5.根据权利要求3所述的复合材料纤维丝束与隔离膜的分离装置，其特征在于，所述可调节扭矩差动机构还包括收料辊支撑轴承和第一轴承隔套，所述第一轴承隔套设置在两组所述收料辊支撑轴承之间，所述第一轴承隔套和两组所述收料辊支撑轴承均安装在所述隔离膜收料辊与所述收料辊安装法兰之间的连接部位。

6.根据权利要求3所述的复合材料纤维丝束与隔离膜的分离装置，其特征在于，在缠绕所述隔离膜的所述隔离膜收料辊的部位与所述收料辊安装法兰之间设有收料辊后固定环和收料辊后挡片。

7.根据权利要求1所述的复合材料纤维丝束与隔离膜的分离装置，其特征在于，所述丝束料卷安装机构还包括气动刹车盘和气动刹车安装轴，所述气动刹车盘套装在所述气动刹车安装轴外，所述气动刹车安装轴与所述丝束料卷安装轴连接。

8.根据权利要求7所述的复合材料纤维丝束与隔离膜的分离装置，其特征在于，所述丝束料卷安装机构还包括设在所述气动刹车盘与所述丝束料卷安装轴之间的气刹车安装座，所述气刹车安装座安装在所述气动刹车安装轴的外周。

9.根据权利要求8所述的复合材料纤维丝束与隔离膜的分离装置，其特征在于，所述丝束料卷安装机构还包括刹车轴承和第二轴承隔套，所述第二轴承隔套设在两组所述刹车轴承之间，所述第二轴承隔套和两组所述刹车轴承均安装在所述气刹车安装座与所述气动刹车安装轴之间的安装部位。

10.根据权利要求9所述的复合材料纤维丝束与隔离膜的分离装置，其特征在于，所述丝束料卷安装机构还包括止动垫圈，所述止动垫圈设置在所述刹车轴承与所述气动刹车盘之间，所述止动垫圈紧密套接在所述气动刹车安装轴上，所述止动垫圈与所述气动刹车盘之间预留有间隙。