一种高效的碳纤维生产专用收丝机
技术领域
本发明属于碳纤维生产设备领域,特别是一种高效的碳纤维生产专用收丝机。
背景技术
碳纤维,是一种含碳量在95%以上的高强度、高模量纤维的新型纤维材料。它是由片状石墨微晶等有机纤维沿纤维轴向方向堆砌而成,经碳化及石墨化处理而得到的微晶石墨材料。碳纤维“外柔内刚”,质量比金属铝轻,但强度却高于钢铁,并且具有耐腐蚀、高模量的特性,在国防军工和民用方面都是重要材料。它不仅具有碳材料的固有本征特性,又兼备纺织纤维的柔软可加工性,是新一代增强纤维。碳纤维具有许多优良性能,碳纤维的轴向强度和模量高,密度低、比性能高,无蠕变,非氧化环境下耐超高温,耐疲劳性好,比热及导电性介于非金属和金属之间,热膨胀系数小且具有各向异性,耐腐蚀性好,X射线透过性好。良好的导电导热性能、电磁屏蔽性好等。
碳纤维收丝是碳纤维加工的最后一道工序,需将已经制备好的碳纤维进行绕卷到卷筒上,达到收丝的目的。现有技术中存在如下技术缺陷:碳纤维收丝设备中未设有减压装置,当丝束收卷过程中如遇到特殊情况,导致收卷筒收卷速度拨动,或者收卷丝束传输速度拨动,易导致丝束收卷的乱丝、卡死,甚至断丝现象,影响收卷质量和生产效率。
发明内容
为了解决上述存在的问题,本发明公开了一种高效的碳纤维生产专用收丝机,其具体技术方案如下:一种高效的碳纤维生产专用收丝机,包括收丝机构和导丝机构;所述收丝机构包括收丝工作台、收丝电机、收丝电机支架、转盘、滚轮轴承、滚轮、卷筒电机支架、卷筒电机、卷筒底板、卷筒轴、卷筒、卷筒连接板,所述收丝电机设置于所述收丝工作台表面一侧,所述收丝电机支架底端通过紧固件实现与收丝工作台上表面固定连接,所述收丝电机支架顶端通过紧固件实现与收丝电机固定连接;所述转盘呈圆盘状结构,所述转盘设置于所述收丝电机一侧,所述转盘一侧面与所述收丝电机垂直固定连接;所述滚轮轴承数量为两个,每个所述滚轮轴承设置于所述转盘另一侧面两端,每个所述滚轮轴承一端与所述转盘垂直固定连接;所述滚轮设置于所述滚轮轴承另一端,所述滚轮与所述滚轮轴承通过轴转动连接;所述卷筒电机支架设置于收丝工作台底面一侧,所述卷筒电机支架与所述收丝工作台通过紧固件固定连接;所述卷筒电机设置于所述卷筒电机支架上表面,所述卷筒电机通过紧固件实现与所述卷筒电机支架固定连接,所述卷筒底板呈圆盘状结构,所述卷筒底板上表面设有卷筒底板凸块,所述卷筒轴垂直设置于所述卷筒底板上表面中心,呈一体式结构,所述卷筒底板设置于所述收丝工作台上表面,所述卷筒电机顶端穿过所述收丝工作台与所述卷筒底板下表面垂直固定连接;所述卷筒数量为两个,所述卷筒中心呈中空结构,形成卷筒通孔,所述卷筒顶面和底面周向设有卷筒连接孔;所述卷筒设置于所述卷筒底板上,所述卷筒轴贯穿所述卷筒通孔,且通过卷筒连接孔卡入所述卷筒底板凸块,实现卷筒与所述卷筒底板固定连接;所述卷筒连接板呈圆盘状结构,所述卷筒连接板中心设有卷筒连接板轴孔,所述卷筒连接板上表面和下表面设有卷筒连接板凸块;所述卷筒通过卷筒连接孔卡入所述卷筒连接板凸块,实现与所述卷筒连接板固定连接;
所述导丝机构包括壳体、柱脚、气压杆底座、气压杆、辊筒轴筒、轨道轮、活动辊筒、活动辊筒轴承、固定辊筒、导丝辊筒、导丝电机、导丝电机支架,所述壳体呈长方体形状,为中空结构;所述柱脚数量为四个,每个所述柱脚设置于所述壳体底面四角,每个所述柱脚与所述壳体底面垂直固定连接;所述壳体两侧面设有壳体孔,所述壳体孔数量为四个,每个所述壳体孔呈长方形结构,每个所述壳体孔设置壳体一侧,所述壳体孔两侧内壁呈凹槽状结构,形成壳体孔轨道;所述气压杆底座设置于所述壳体外壁两侧,所述气压杆数量为四个,每个所述气压杆分别设置于所述气压杆底座上表面和下表面,每个所述气压杆与气压杆底座通过紧固件实现垂直固定连接;所述辊筒轴筒设置于每个所述气压杆一端,所述所述辊筒轴筒外壁与所述气压杆垂直固定连接;所述轨道轮设置于所述辊筒轴筒外侧,所述辊筒轴筒通过轨道轮卡入所述壳体孔轨道实现滑动连接;所述活动辊筒数量为两个,所述活动辊筒设置于所述壳体内部,所述活动辊筒两端伸入两侧辊筒轴筒内,每个所述活动辊筒一侧与所述一侧辊筒轴筒通过活动辊筒轴承实现转动连接;所述固定辊筒数量为两个,每个所述固定辊筒设置于所述壳体内壁中间两端,每个所述固定辊筒两端通过轴承实现与壳体转动连接;所述导丝电机支架设置于所述壳体外壁一侧,所述导丝电机通过紧固件实现与所述导丝电机支架固定连接,所述导丝电机一端伸入壳体与所述导丝辊筒一端固定连接,所述导丝辊筒两端与壳体通过轴承实现转动连接。
进一步的,所述卷筒底板凸块数量为四个,每个所述卷筒底板凸块周向设置于所述卷筒底板上表面,每个卷筒底板凸块与所述卷筒底板垂直固定连接,呈一体式结构。
进一步的,所述卷筒连接板每侧的所述卷筒连接板凸块数量为四个,每个所述卷筒连接板凸块周向设置于所述卷筒连接板表面;
进一步的,所述卷筒底板凸块位置与所述卷筒连接孔位置相适应,每侧所述卷筒连接板凸块位置与所述卷筒连接孔位置相适应。
进一步的,两个所述卷筒的高度与所述两个滚轮间距相适应。
进一步的,每个所述辊筒轴筒上设置的轨道轮数量为四个,每个所述轨道轮周向设置于所述每个辊筒轴筒外壁;每个所述轨道轮宽度与所述壳体孔轨道宽度相适应。
进一步的,每个所述活动辊筒设有活动辊筒凹槽,每个活动辊筒上所述活动辊筒凹槽数量为两个,所述活动辊筒凹槽周向设置于所述活动辊筒两端。
本发明的工作原理是:
本发明的导丝机构工作时,一根碳纤维丝通过导丝辊筒的传动作用,经过上端的固定辊筒后,最后通过下端的活动辊筒的一侧活动辊筒凹槽传出壳体;另一根碳纤维丝通过导丝辊筒的传动作用,经过下端的固定辊筒后,最后通过上端的活动辊筒的另一侧活动辊筒凹槽传出壳体。
本发明收丝机构工作时,两根碳纤维丝通过导丝机构传送到收丝机构,滑过滚轮后,经卷筒电机的转动作用收卷到上下两侧卷筒上。调整好收丝电机和卷筒电机的转速配合。当收丝电机转动,带动转盘转动到如附图2所述位置时,滚轮在转盘的上下两端,收丝电机转动带动着转盘缓慢旋转,同时配合着卷筒电机转动,碳纤维丝滑过滚轮,两根碳纤维丝在各自的卷筒上,自上下两端匀速的向中间收卷。当转盘转动到如附图3所述位置时,滚轮在转盘的左右两端,两根碳纤维丝收卷到两个卷筒的中间位置,完成卷筒上一层碳纤维丝的均匀收卷;接着收丝电机继续旋转,两根碳纤维丝在各自的卷筒上,自中间向上下两端匀速的收卷。收丝电机的旋转运动,带动两根碳纤维收丝的往复运动,完成在卷筒上一层层均匀收丝。
本发明收丝机的工作原理为,当收丝电机转动,带动转盘转动,卷筒保持匀速收卷,当收丝机构由附图7工作状态到附图6工作状态时,碳纤维丝由松开状态到收紧状态,此时,导丝机构中两侧的气压杆自然收缩,将由转盘转动导致产生的碳纤维丝收缩量,经气压杆的收缩作用泄压,使碳纤维丝处于保持较松弛状态;收丝机构有附图6工作状态到附图7工作状态时,碳纤维丝由收紧状态到松弛状态,导丝机构两侧的气压杆自然复原,将由转盘转动导致产生的碳纤维丝松弛量,经气压杆的复原作用,使碳纤维丝处于保持较紧绷状态;两根碳纤维丝始终卡入两个活动辊筒的两侧的活动辊筒凹槽,始终保持两根碳纤维丝不乱丝。
本发明的有益效果是:
本发明设计了一种新型收丝机,可保持同时收卷两根碳纤维丝,收卷效率高。收卷设备中设有减压装置,始终保持收丝机匀速收卷,保证系统稳定运行的同时,防止乱丝、卡丝、断丝的现象发生,收卷质量高、系统稳定性强,生产效率高。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是本发明的剖视结构示意图。
图3是本发明活动辊筒处的剖视结构示意图。
图4是本发明活动辊筒处局部结构示意图。
图5是本发明收丝结构的结构示意图。
图6是本发明收丝结构处于第一种工作状态时的结构示意图。
图7是本发明收丝结构处于第二种工作状态时的结构示意图。
图8是本发明卷筒的安装结构示意图。
附图标记列表:收丝工作台1、收丝电机2、收丝电机支架3、转盘4、滚轮轴承5、滚轮6、卷筒电机支架7、卷筒电机8、卷筒底板9、卷筒底板凸块9-1、卷筒轴10、卷筒11、卷筒通孔11-1、卷筒连接孔11-2、卷筒连接板12、卷筒连接板凸块12-1、卷筒连接板轴孔12-2、壳体13、壳体孔13-1、壳体孔轨道13-2、柱脚14、气压杆底座15、气压杆16、辊筒轴筒17、轨道轮18、活动辊筒19、活动辊筒凹槽19-1、活动辊筒轴承20、固定辊筒21、导丝辊筒22、导丝电机23、导丝电机支架24。
具体实施方式
为使本发明的技术方案更加清晰明确,下面结合附图对本发明进行进一步描述,任何对本发明技术方案的技术特征进行等价替换和常规推理得出的方案均落入本发明保护范围。本实施例中所提及的固定连接,固定设置、固定结构均为混凝土一次浇筑成型、焊接等本领域技术人员所知晓的公知技术。本发明中所提及的收丝电机采用普通的直流力矩伺服电机,可实现低速旋转;卷筒电机采用采用由上海耐坚减速机有限公司生产,型号为R17斜齿轮减速机;均为市场上可直接购买的物品,其工作原理为该领域人员所熟知的公知技术,在本发明中不对其进行赘述。
结合附图可见,一种高效的碳纤维生产专用收丝机,包括收丝机构和导丝机构;所述收丝机构包括收丝工作台1、收丝电机2、收丝电机支架3、转盘4、滚轮轴承5、滚轮6、卷筒电机支架7、卷筒电机8、卷筒底板9、卷筒轴10、卷筒11、卷筒连接板12,所述收丝电机3设置于所述收丝工作台1表面一侧,所述收丝电机支架2底端通过紧固件实现与收丝工作台1上表面固定连接,所述收丝电机支架2顶端通过紧固件实现与收丝电机3固定连接;所述转盘4呈圆盘状结构,所述转盘4设置于所述收丝电机3一侧,所述转盘4一侧面与所述收丝电机3垂直固定连接;所述滚轮轴承5数量为两个,每个所述滚轮轴承5设置于所述转盘4另一侧面两端,每个所述滚轮轴承5一端与所述转盘4垂直固定连接;所述滚轮6设置于所述滚轮轴承5另一端,所述滚轮6与所述滚轮轴承5通过轴转动连接;所述卷筒电机支架7设置于收丝工作台1底面一侧,所述卷筒电机支架7与所述收丝工作台1通过紧固件固定连接;所述卷筒电机8设置于所述卷筒电机支架7上表面,所述卷筒电机8通过紧固件实现与所述卷筒电机支架7固定连接,所述卷筒底板9呈圆盘状结构,所述卷筒底板9上表面设有卷筒底板凸块9-1,所述卷筒轴10垂直设置于所述卷筒底板9上表面中心,呈一体式结构,所述卷筒底板9设置于所述收丝工作台1上表面,所述卷筒电机8顶端穿过所述收丝工作台1与所述卷筒底板9下表面垂直固定连接;所述卷筒11数量为两个,所述卷筒11中心呈中空结构,形成卷筒通孔11-1,所述卷筒11顶面和底面周向设有卷筒连接孔11-2;所述卷筒11设置于所述卷筒底板9上,所述卷筒轴10贯穿所述卷筒通孔11-1,且通过卷筒连接孔11-2卡入所述卷筒底板凸块9-1,实现卷筒11与所述卷筒底板9固定连接;所述卷筒连接板12呈圆盘状结构,所述卷筒连接板12中心设有卷筒连接板轴孔12-2,所述卷筒连接板12上表面和下表面设有卷筒连接板凸块12-1;所述卷筒12通过卷筒连接孔11-2卡入所述卷筒连接板凸块12-1,实现与所述卷筒连接板12固定连接;
所述导丝机构包括壳体13、柱脚14、气压杆底座15、气压杆16、辊筒轴筒17、轨道轮18、活动辊筒19、活动辊筒轴承20、固定辊筒21、导丝辊筒22、导丝电机23、导丝电机支架24,所述壳体13呈长方体形状,为中空结构;所述柱脚14数量为四个,每个所述柱脚14设置于所述壳体13底面四角,每个所述柱脚14与所述壳体13底面垂直固定连接;所述壳体13两侧面设有壳体孔13-1,所述壳体孔13-1数量为四个,每个所述壳体孔13-1呈长方形结构,每个所述壳体孔13-1设置壳体13一侧,所述壳体孔13-1两侧内壁呈凹槽状结构,形成壳体孔轨道13-2;所述气压杆底座15设置于所述壳体13外壁两侧,所述气压杆16数量为四个,每个所述气压杆16分别设置于所述气压杆底座15上表面和下表面,每个所述气压杆16与气压杆底座15通过紧固件实现垂直固定连接;所述辊筒轴筒17设置于每个所述气压杆16一端,所述所述辊筒轴筒17外壁与所述气压杆16垂直固定连接;所述轨道轮18设置于所述辊筒轴筒17外侧,所述辊筒轴筒17通过轨道轮18卡入所述壳体孔轨道13-2实现滑动连接;所述活动辊筒19数量为两个,所述活动辊筒19设置于所述壳体13内部,所述活动辊筒19两端伸入两侧辊筒轴筒17内,每个所述活动辊筒119一侧与所述一侧辊筒轴筒17通过活动辊筒轴承20实现转动连接;所述固定辊筒21数量为两个,每个所述固定辊筒21设置于所述壳体13内壁中间两端,每个所述固定辊筒21两端通过轴承实现与壳体13转动连接;所述导丝电机支架24设置于所述壳体13外壁一侧,所述导丝电机23通过紧固件实现与所述导丝电机支架24固定连接,所述导丝电机23一端伸入壳体13与所述导丝辊筒22一端固定连接,所述导丝辊筒22两端与壳体13通过轴承实现转动连接。
进一步的,所述卷筒底板凸块9-1数量为四个,每个所述卷筒底板凸块9-1周向设置于所述卷筒底板9上表面,每个卷筒底板凸块9-1与所述卷筒底板9垂直固定连接,呈一体式结构。
进一步的,所述卷筒连接板12每侧的所述卷筒连接板凸块12-1数量为四个,每个所述卷筒连接板凸块12-1周向设置于所述卷筒连接板12表面;
进一步的,所述卷筒底板凸块9-1位置与所述卷筒连接孔11-2位置相适应,每侧所述卷筒连接板凸块12-1位置与所述卷筒连接孔11-2位置相适应。
进一步的,两个所述卷筒11的高度与所述两个滚轮6间距相适应。
进一步的,每个所述辊筒轴筒17上设置的轨道轮18数量为四个,每个所述轨道轮18周向设置于所述每个辊筒轴筒17外壁;每个所述轨道轮18宽度与所述壳体孔轨道13-2宽度相适应。
进一步的,每个所述活动辊筒19设有活动辊筒凹槽19-1,每个活动辊筒19上所述活动辊筒凹槽19-1数量为两个,所述活动辊筒凹槽19-1周向设置于所述活动辊筒19两端。
本发明的工作原理是:
本发明的导丝机构工作时,一根碳纤维丝通过导丝辊筒22的传动作用,经过上端的固定辊筒21后,最后通过下端的活动辊筒19的一侧活动辊筒凹槽19-1传出壳体13;另一根碳纤维丝通过导丝辊筒22的传动作用,经过下端的固定辊筒21后,最后通过上端的活动辊筒19的另一侧活动辊筒凹槽19-1传出壳体13。
本发明收丝机构工作时,两根碳纤维丝通过导丝机构传送到收丝机构,滑过滚轮6后,经卷筒电机8的转动作用收卷到上下两侧卷筒11上。调整好收丝电机2和卷筒电机8的转速配合。当收丝电机2转动,带动转盘4转动到如附图6所述位置时,滚轮6在转盘4的上下两端,收丝电机2转动带动着转盘4缓慢旋转,同时配合着卷筒电机8转动,碳纤维丝滑过滚轮6,两根碳纤维丝在各自的卷筒11上,自上下两端匀速的向中间收卷。当转盘4转动到如附图7所述位置时,滚轮6在转盘4的左右两端,两根碳纤维丝收卷到两个卷筒11的中间位置,完成卷筒11上一层碳纤维丝的均匀收卷;接着收丝电机2继续旋转,两根碳纤维丝在各自的卷筒11上,自中间向上下两端匀速的收卷。收丝电机2的旋转运动,带动两根碳纤维收丝的往复运动,完成在卷筒11一层层均匀收丝。
本发明收丝机的工作原理为,当收丝电机2转动,带动转盘4转动,卷筒11保持匀速收卷,当收丝机构由附图7工作状态到附图6工作状态时,碳纤维丝由松开状态到收紧状态,此时,导丝机构中两侧的气压杆16自然收缩,将由转盘4转动导致产生的碳纤维丝收缩量,经气压杆16的收缩作用泄压,使碳纤维丝处于保持较松弛状态;收丝机构有附图6工作状态到附图7工作状态时,碳纤维丝由收紧状态到松弛状态,导丝机构两侧的气压杆16自然复原,将由转盘4转动导致产生的碳纤维丝松弛量,经气压杆16的复原作用,使碳纤维丝处于保持较紧绷状态;两根碳纤维丝始终卡入两个活动辊筒19的两侧的活动辊筒凹槽19-1,始终保持两根碳纤维丝不乱丝。
本发明的有益效果是:
本发明设计了一种新型收丝机,可保持同时收卷两根碳纤维丝,收卷效率高。收卷设备中设有减压装置,始终保持收丝机匀速收卷,保证系统稳定运行的同时,防止乱丝、卡丝、断丝的现象发生,收卷质量高、系统稳定性强,生产效率高。