CN109230860A - 一种用于改善碳纤维丝束展幅的收丝机改进型兔子头装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于改善碳纤维丝束展幅的收丝机改进型兔子头装置，其包含导丝辊及导丝辊支座；导丝辊通过轴承用螺栓固定在导丝辊支座上。导丝辊在纤维的带动下可自由转动，导丝辊表面经过表面处理呈桔面形态，导丝辊表面硬度为7度。本申请的用于改善碳纤维丝束展幅的收丝机新型兔子头装置，通过对兔子头导丝辊创新改造、增大碳纤维产品丝束幅宽，消除生产过程因设备原因被动加捻等因素。
Description
技术领域
本发明涉及碳纤维设备生产技术领域，具体的说，是一种用于改善碳纤维丝束展幅的收丝机改进型兔子头装置。
背景技术
随着国内碳纤维技术水平的不断提升，以及下游复合材料领域的推动，国产碳纤维产品规格也发生了很大的变化，国产碳纤维研发初期产品都是以1K、3K、6K规格为主，且主要应用特殊领域，而民用领域碳纤维大部分依赖于进口，近十年，在民用领域应用需求的推动下，各碳纤维厂家不仅升级了装置规模，从产品规格角度也陆续推出了12K、24K以及48K等规格产品。相比于以往研究人员和生产企业将各项性能指标的突破作为攻关重点，现阶段国产碳纤维的性能指标已经趋于稳定，如何能够在应用过程中更好地发挥出碳纤维作为增强材料的作用成了用户及生产企业共同关注的方向。
碳纤维产品的工艺性是指在下游用户使用过程中产品的易加工、易制作、能够更好地配合复合材料工艺等，纤维丝束的展幅就是评判纤维工艺性好坏的指标之一，随着纤维丝束中单丝根数的不断增大，原来1K、3K时不曾考虑的丝束展幅问题，现在成了评判一家碳纤维生产企业生产水平的一个参照，除了用户的特殊要求以及加捻碳纤维之外，碳纤维产品最大程度的提高展幅并且展幅均匀是碳纤维生产人员需要攻关的目标。虽然碳纤维展幅问题已经受到了碳纤维生产人员和研发人员的关注，但实施效果并不尽如人意，拿12KT700级碳纤维为例，日本东丽公司T700产品展幅控制在7-8毫米，而国产碳纤维仅能达到5-7毫米，且波动较大。部分碳纤维厂家通过对整个纤维运行过程进行防捻控制，进行相应的络筒机进行改造或者在络筒前使用热辊干燥尽可能提高碳纤维展幅，但效果并不能达到预期，针对络筒机的改造虽然能够有一定的改善，但因为行程较短，运行速度快，展幅效果体现并不明显，而使用热辊干燥也能够达到一定的展幅效果，但因为碳纤维已完成上浆工序，在与热辊接触的过程，未完全干燥的上浆剂随着生产的运行在热辊上粘结，易形成新的毛丝，对产品外观及工艺性都有较大影响。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种用于改善碳纤维丝束展幅的收丝机新型兔子头装置，通过对兔子头导丝辊创新改造、增大碳纤维产品丝束幅宽，消除生产过程因设备原因被动加捻等因素。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
一种用于改善碳纤维丝束展幅的收丝机改进型兔子头装置，其包含导丝辊及导丝辊支座；导丝辊支座与导丝辊用螺栓连接，导丝辊支座用螺丝固定在底座上。导丝辊在纤维的带动下可自由转动。导丝辊表面呈桔面形态，导丝辊表面经过表面处理呈桔面形态，导丝辊表面硬度为7度。
导丝辊支座为不锈钢材质，导丝辊支座与导丝辊用螺栓连接，导丝辊支座用螺丝固定在底座上。第一导丝辊支座用螺丝固定在底座上，第二导丝辊支座用螺丝与第一导丝辊支座连接固定，第二导丝辊支座应用面与第二导丝辊支座应用面的夹角为135°，导丝辊从上到下依次安装在第一导丝辊支座和第二导丝辊支座上。
导丝辊中包含一组导入导丝辊2根，转向导丝辊2根，定型导丝辊3根，从上至下依次安装，导入导丝辊与定型导丝辊轴向垂直，转向导丝辊轴向均与导入导丝辊和定型导丝辊轴向呈45°夹角。
定型导丝辊中包括1-2根鼓型辊。鼓型辊有异于其他导丝辊横向剖面边缘是直线的特征，鼓型辊横向剖面为圆弧形状。利用鼓型辊的形状特点，将纤维丝束进一步展宽。
导丝辊支座为不锈钢材质，与导丝辊用螺栓连接，导丝辊支座用螺丝固定在底座上。
兔子头装置通过底座连接在收丝机往复横动装置上，络筒机横动装置往复运行，带动兔子头往复运行，保证纤维按照一定的缠绕轨迹收丝络筒。
本发明的主要特点是利用鼓型辊对纤维起到展幅作用，其作用体现在两个方面：一是在张力作用下，鼓型辊特殊的形状结构能够使运行中的纤维丝束分散展开，经最后一个定型导丝辊后保持展开状态完成卷绕，二是因为转向导丝辊与定型导丝辊呈45°角的原因，纤维丝束在运行过程中，不能与第一个定型导丝辊完全接触，导致丝束中部分纤维张力不均，容易形成丝束收窄，而鼓型辊通过其形状的特点，能够使得纤维丝束与定型导丝辊完全接触。
与现有技术相比，本发明的积极效果是：
本申请创新性地使用了异型辊改善丝束形态的方法，起到更好的展幅效果，通过鼓型导丝辊的使用，能够将前部工序因被动加捻或是张力作用导致的纤维丝束缩窄作用进行消除，方便快捷，纤维丝束被展宽后直接收丝络筒，消除了其他后续影响因素。
附图说明
图1本申请的结构示意图；
附图中的标记为：1、碳纤维丝束；2、第一导入导丝辊；3、第二导入导丝辊；4、第一转向导丝辊；5、第二转向导丝辊；6、第一定型导丝辊；7第二定型导丝辊；8、第三定型导丝辊；9、第一导丝辊支座；10、底座；11、第二导丝辊支座。
具体实施方式
以下提供本发明一种用于改善碳纤维丝束展幅的收丝机改进型兔子头装置的具体实施方式。
实施例1
一种用于改善碳纤维丝束展幅的收丝机改进型兔子头装置，其包含导丝辊及导丝辊支座；导丝辊通过轴承用螺栓固定在导丝辊支座上。导丝辊在纤维的带动下可自由转动。导丝辊表面呈桔面形态，导丝辊表面经过表面处理呈桔面形态，导丝辊表面硬度为7度。
导丝辊支座为不锈钢材质，与导丝辊用螺栓连接，导丝辊支座用螺丝固定在底座10上。第一导丝辊支座9用螺丝固定在底座10上，第二导丝辊支座11用螺丝与第一导丝辊支座9连接固定，第二导丝辊支座应用面与第二导丝辊支座应用面的夹角为135°，导丝辊从上到下依次安装在第一导丝辊支座9和第二导丝辊支座11上。
对12K 7微米直径的碳纤维进行了使用效果的对比，使用时，从收丝工序前面来的幅宽为6.0mm左右的纤维丝束1依次通过导入第一导入导丝辊2、第二导入导丝辊3，第一转向导丝辊4、第二转向导丝辊5，第一定型导丝辊6、第二定型导丝辊7、第三定型导丝辊8，完成络筒。丝束运行过程中，通过转向导丝辊的作用完成转向。
未使用鼓型辊改造的兔子头装置在使用过程中，因为运行过程中的转向，丝束两边缘张力存在较大差异，丝束出现明显的缩窄，且转向辊与定型辊之间行程较短，缩窄的幅宽无法恢复，导致最终络筒幅宽小于纤维原始幅宽，平均幅宽为5.49mm。而更换鼓型辊之后，运行过程中因转向导致的丝束两边缘张力不均的情况被鼓型辊突出部位所弥补，未造成幅宽缩窄，此外，丝束在鼓型辊上运行，因为鼓型辊中间高两边低的形状特点，丝束在张力作用下会出现边运行边分散的，丝束会有一个明显的展幅效果，最终纤维丝束幅宽为7.23mm，展幅效果明显。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围内。
Claims (5)
1.一种用于改善碳纤维丝束展幅的收丝机改进型兔子头装置，其特征在于，其包含导丝辊及导丝辊支座；导丝辊支座与导丝辊用螺栓连接，导丝辊支座用螺丝固定在底座上。
2.如权利要求1所述的一种用于改善碳纤维丝束展幅的收丝机改进型兔子头装置，其特征在于，导丝辊表面呈桔面形态，导丝辊表面硬度为7度。
3.如权利要求1所述的一种用于改善碳纤维丝束展幅的收丝机改进型兔子头装置，其特征在于，导丝辊中包含一组导入导丝辊两根，转向导丝辊两根，定型导丝辊三根，从上至下依次安装，导入导丝辊与定型导丝辊轴向垂直，转向导丝辊轴向均与导入导丝辊和定型导丝辊轴向呈45°夹角。
4.如权利要求3所述的一种用于改善碳纤维丝束展幅的收丝机改进型兔子头装置，其特征在于，定型导丝辊中包括1-2根鼓型辊；鼓型辊有异于其他导丝辊横向剖面边缘是直线的特征，鼓型辊横向剖面为圆弧形状。
5.如权利要求1所述的一种用于改善碳纤维丝束展幅的收丝机改进型兔子头装置，其特征在于，导丝辊支座为不锈钢材质，第一导丝辊支座用螺丝固定在底座上，第二导丝辊支座用螺丝与第一导丝辊支座连接固定，第二导丝辊支座应用面与第二导丝辊支座应用面的夹角为135°，导丝辊从上到下依次安装在第一导丝辊支座和第二导丝辊支座上。
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