CN109991030B - 一种碳纤维复丝线密度测试的取样方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种碳纤维复丝线密度测试的取样方法,调节好放丝阻尼,再将试样丝筒安在放丝头上,纤维复丝的自由端先由V型导轮(2)上部绕过,然后由圆柱(31)后侧根部开始缠绕,由下至上将纤维复丝的自由端缠绕在圆柱(31)上;然后用夹子夹住缠有纤维复丝的圆柱(31)以将纤维复丝的自由端在圆柱上固定好;启动收丝电机(32),收丝圆筒(3)转动,当收丝圆筒(3)转动450°±20°,关掉收丝电机(32),纤维复丝在收丝圆筒(3)上缠绕有一又四分之一圈的长度,其中四分之一圈是重叠的,并且处在一定张力拉伸的静置状态;在重叠部分的中间位置一刀切断纤维复丝,一整圈纤维会自然松弛掉落,即可得到精确的1m长纤维复丝用于称量。
Description
技术领域
本发明申请为申请日2016年07月18日,申请号为:201610564879.1,名称为“一种碳纤维复丝线密度测试的取样装置和取样方法”的发明专利申请的分案申请。本发明属于碳纤维复丝的线密度测试技术领域,具体涉及一种碳纤维复丝线密度测试的取样装置和取样方法。
背景技术
碳纤维复丝线密度测试的关键步骤是截取高精度的1m长度的纤维试样用于称量,在GB/T 3362—2005碳纤维复丝拉伸性能试验方法中,纤维线密度的取样是将纤维复丝拉直后截取3根1m长的复丝为准,取样时张力计量和控制不够精确,截取试样通常都是目测,测量长度精精确到±0.5 mm即可,长度精度要求低,操作时至少需要两个人切割纤维的两个位置以取得1m长度的纤维,操作麻烦,而且在操作过程中反复触碰和按压纤维容易产生断丝,得到的数据精度差。
发明内容
本发明设计了一种碳纤维复丝线密度测试的取样装置和取样方法,解决了现行国标中碳纤维复丝线密度的取样方法粗糙,取样张力控制和长度精度都较差的问题。
为了解决上述存在的技术问题,本发明采用了以下方案:
一种碳纤维复丝线密度测试的取样装置,其特征在于:包括可调阻尼旋转放丝架(1)、V型导轮(2)和收丝圆筒(3),V型导轮(2)设置在可调阻尼旋转放丝架(1)和收丝圆筒(3)之间,收丝圆筒(3)表面固定安装有竖直的圆柱(31),收丝圆筒(3)上表面与V型导轮(2)的上部槽底在同一高度的水平面上,圆柱(31)后边缘与V型导轮(2)槽底前底角顶点在同一个垂直于收丝圆筒(3)中心轴线的铅垂面内。
进一步,可调阻尼旋转放丝架(1)包括放丝头(11)和阻尼调节装置,放丝头(11)通过立柱设置在平台(4)上以用于固定试样丝筒。
进一步,阻尼调节装置包括靠近放丝头(11)根部的两个相互平行且与放丝头(11)轴向垂直的圆环挡圈(12)和横梁(13),横梁(13)放置在两个圆环挡圈(12)之间,横梁(13)的一端通过铰链固定在可调阻尼旋转放丝架(1)的立柱上,横梁(13)的另一端间隔分布有若干圆环以挂砝码(14),通过改变砝码(14)的重量和悬挂位置来调节放丝阻尼。
进一步,横梁(13)的横截面是方形或矩形结构。
进一步,阻尼调节装置包括靠近放丝头(11)根部的两个相互平行且与放丝头(11)轴向垂直的圆环挡圈(12)、耐磨带(15)、弹簧(16)和固定块(17),固定块(17)设置在可调阻尼旋转放丝架(1)的立柱上;耐磨带(15)一端水平固定于可调阻尼旋转放丝架(1)的立柱上,耐磨带(15)的另一端在两个圆环挡圈(12)中间绕过后与弹簧(16)连接,弹簧(16)的另一端与螺栓(18)连接,螺栓(18)穿过带孔的固定块(17)后, 由螺母固定;通过拧动螺母改变弹簧(16)的松紧以调节调节放丝阻尼。
进一步,螺母是蝶型螺母(19)。
进一步,收丝圆筒(3)通过支架(33)设置在平台(4)上,收丝圆筒(3)的一端和收丝电机(32)连接。
进一步,收丝圆筒(3)的周长是1m。
进一步,V型导轮(2)通过立杆设置在平台(4)上。
进一步,还包括夹子(6),夹子(6)将纤维复丝的自由端固定在圆柱(31)上。
进一步,夹子(6)是圆弧形的。
一种碳纤维复丝线密度测试的取样方法,其特征在于:首先, 调节好放丝阻尼,再将试样丝筒安在放丝头(11)上,纤维复丝的自由端先由V型导轮(2)上部绕过,然后由圆柱(31)后侧根部开始缠绕,由下至上将纤维复丝的自由端缠绕在圆柱(31)上;然后用夹子(6)夹住缠有纤维复丝的圆柱(31)以将纤维复丝的自由端在圆柱(31)上固定好;
其次,启动收丝电机(32),收丝圆筒(3)转动,当收丝圆筒(3)转动450°±20°,关掉收丝电机(32),纤维复丝在收丝圆筒(3)上缠绕有一又四分之一圈的长度,其中四分之一圈是重叠的,并且处在一定张力拉伸的静置状态;
最后,在重叠部分的中间位置一刀切断纤维复丝,一整圈纤维会自然松弛掉落,即可得到精确的1m长纤维复丝用于称量。
进一步,圆弧形的夹子(6)的夹子柄冲外,以避免旋转绕丝时夹子(6)与纤维复丝触碰。
该碳纤维复丝线密度测试的取样装置和取样方法具有以下有益效果:
(1)本发明取样装置简单,取样精确。
(2)本发明的取样装置可以调节取样张力,保证不同规格的纤维复丝拉伸松紧度相同。纤维复丝缠绕于周长1m的圆筒上,在纤维重叠部分一刀切断纤维的两头,就可以得到准确的1m长的式样用于称量,纤维复丝线密度的数据更精确可靠。克服了现有的碳纤维线密度取样时将纤维拉直,截取1m长的复丝,没有的张力控制,长度截取靠目测,精度差的缺点。
附图说明
图1:本发明碳纤维复丝线密度测试的取样装置的结构示意图;
图2:本发明碳纤维复丝线密度测试的取样装置的右视图;
图3:本发明碳纤维复丝线密度测试的取样装置的正视图(局部);
图4:本发明取样时碳纤维复丝的走向示意图;
图5:本发明取样时夹子固定纤维的俯视图;
图6:本发明取样时收丝圆筒转动方向示意图;
图7:本发明取样时纤维缠绕静置状态俯视示意图;
图8:本发明取样时纤维切断位置正视示意图;
图9:本发明中可调阻尼旋转放丝架的主视图(方案一);
图10:本发明中可调阻尼旋转放丝架的俯视图(方案一);
图11:本发明中可调阻尼旋转放丝架的主视图(方案二);
图12:本发明中可调阻尼旋转放丝架的俯视图(方案二)。
附图标记说明:
1—可调阻尼旋转放丝架;11—放丝头;12—圆环挡圈;13—横梁;14—砝码;15—耐磨带;16—弹簧;17—固定块;18—螺栓;19—蝶型螺母;2—V型导轮;3—收丝圆筒;31—圆柱;32—收丝电机;33—支架;4—平台;5—纤维复丝;6—夹子;
A—前后位置基准面;B—水平位置基准面。
具体实施方式
下面结合附图,对本发明做进一步说明:
图1至图8示出了一种碳纤维复丝线密度测试的取样装置,包括可调阻尼旋转放丝架1、V型导轮2、收丝圆筒3和平台4。可调阻尼旋转放丝架1、V型导轮2和收丝圆筒3依次设置在平台4上。可调阻尼旋转放丝架1包括放丝头11,放丝头11通过立柱设置在平台4一端,放丝架的旋转阻尼是可调节的,放丝头11用于固定取样纤维的丝筒。收丝圆筒3通过支架33设置在平台4另一端,收丝圆筒3圆柱面上设置有圆柱31,收丝圆筒3的一端和收丝电机32连接。收丝圆筒3经过精密机械加工保证周长是高精度的1m(直径318.31 mm),V型导轮2通过立杆设置在平台4上并位于可调阻尼旋转放丝架1和收丝圆筒3之间。收丝圆筒3表面固定安装了竖直圆柱31,安装中要确保收丝圆筒3水平,收丝圆筒3上表面与V型导轮2的槽底部在同一高度的水平面上,如图3所示,并且圆柱31后边缘与V型导轮2靠前底角顶点在同一个垂直于收丝圆筒3中心轴线的垂直面上,如图2所示,图2和图3中分别标出来了前后位置基准面A和水平位置基准面B。
取样时,首先如图4所示,将试样丝筒安在放丝头11上,纤维复丝5先由V型导轮2上部绕过,然后由圆柱31后侧根部开始缠绕,由下至上将纤维复丝5缠绕在圆柱31上。再如图5所示,用圆弧形的夹子6夹住缠有纤维复丝5的圆柱31。
其次,纤维复丝5在圆柱31上固定好后,启动收丝电机32,收丝圆筒3转动方向如图6中箭头所示。圆弧形的夹子6要合适,而且夹子把冲外,以避免旋转绕丝时夹子6与纤维复丝5触碰。当收丝圆筒3转动450○左右,关掉收丝电机32,如7所示,纤维复丝5在收丝圆筒3上缠绕有一又四分之一圈的长度,其中四分之一圈是重叠的,并且处在一定张力拉伸的静置状态。
最后,如图8所示,在重叠部分的中间位置一刀切断纤维复丝,一整圈纤维会自然松弛掉落,即可得到精确的1m长纤维复丝用于称量。
可调阻尼旋转放丝架1,就是给放丝头11施加压力产生旋转摩擦阻力,通过改变压力的大小调节摩擦阻力,也就控制了放丝张力的大小。图9和图10示出了一种可调阻尼旋转放丝架,在靠近放丝头11的根部加工有两个相互平行且与放丝头11轴向垂直的圆环挡圈12,在两个圆环挡圈12之间放置一个方形横梁13,横梁13的一端通过铰链固定在可调阻尼旋转放丝架的立柱上,横梁13的另一端间隔着固定有若干圆环,圆环上可以挂砝码14,通过改变砝码14的重量和悬挂位置来调节放丝张力。
图11和图12示出了可调阻尼旋转放丝架的另外一个方案,在靠近放丝头11的根部加工有两个相互平行且与放丝头11轴向垂直的圆环挡圈12,耐磨带15一端水平固定于可调阻尼旋转放丝架的立柱上,耐磨带15的另一端在两个圆环挡圈12中间绕过后与弹簧16连接,弹簧16的另一端与一根螺栓18连接,螺栓18穿过带孔的固定块17后, 由一个蝶型螺母19固定。通过拧蝶型螺母19,改变弹簧16的松紧,最终调节放丝阻尼。
本发明将样品丝筒固定在可调节旋转阻尼的放丝架上,通过V 型导轮后固定在周长1m收丝圆筒表面的垂直圆柱上,启动电机,圆筒旋转使纤维复丝缠绕在圆筒上,当圆筒转动450○后关闭电机,在此状态下,用刀在纤维重叠部位将纤维切断,纤维松弛自然掉落,就可以得到精确的1m长的复丝用于称量。取样装置简单,取样精确。
本发明的取样装置可以调节取样张力,保证不同规格的纤维复丝拉伸松紧度相同。举例如下:如3K纤维(一束纤维复丝有3000根单丝)的取样时张力为3N,那么6K纤维(一束纤维复丝有6000根单丝)的取样张力就通过调节阻尼控制在6N,12K纤维(一束纤维复丝有12000根单丝)的取样张力就调节为12N。纤维复丝缠绕于周长1m的圆筒上,在纤维重叠部分一刀切断纤维的两头,就可以得到准确的1m长的式样用于称量,纤维复丝线密度的数据更精确可靠。克服了现有的碳纤维线密度取样时将纤维拉直,截取1m长的复丝,没有的张力控制,长度截取靠目测,精度差的缺点。
上面结合附图对本发明进行了示例性的描述,显然本发明的实现并不受上述方式的限制,只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种改进,或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的,均在本发明的保护范围内。
Claims (7)
1.一种碳纤维复丝线密度测试的取样方法,取样方法使用了取样装置,包括可调阻尼旋转放丝架(1)、V型导轮(2)和收丝圆筒(3),V型导轮(2)设置在可调阻尼旋转放丝架(1)和收丝圆筒(3)之间,收丝圆筒(3)表面固定安装有竖直的圆柱(31),收丝圆筒(3)上表面与V型导轮(2)的上部槽底在同一高度的水平面上,圆柱(31)后边缘与V型导轮(2)槽底前底角顶点在同一个垂直于收丝圆筒(3)中心轴线的铅垂面内;
可调阻尼旋转放丝架(1)包括放丝头(11)和阻尼调节装置,放丝头(11)通过立柱设置在平台(4)上以用于固定试样丝筒;
阻尼调节装置包括靠近放丝头(11)根部的两个相互平行且与放丝头(11)轴向垂直的圆环挡圈(12)、耐磨带(15)、弹簧(16)和固定块(17),固定块(17)设置在可调阻尼旋转放丝架(1)的立柱上;耐磨带(15)一端水平固定于可调阻尼旋转放丝架(1)的立柱上,耐磨带(15)的另一端在两个圆环挡圈(12)中间绕过后与弹簧(16)连接,弹簧(16)的另一端与螺栓(18)连接,螺栓(18)穿过带孔的固定块(17)后由螺母固定;通过拧动螺母改变弹簧(16)的松紧以调节放丝阻尼;
或者,阻尼调节装置包括靠近放丝头(11)根部的两个相互平行且与放丝头(11)轴向垂直的圆环挡圈(12)和横梁(13),横梁(13)放置在两个圆环挡圈(12)之间,横梁(13)的一端通过铰链固定在可调阻尼旋转放丝架(1)的立柱上,横梁(13)的另一端间隔分布有若干圆环以挂砝码(14),通过改变砝码(14)的重量和悬挂位置来调节放丝阻尼;
该取样方法包括以下步骤:
首先,调节好放丝阻尼,再将试样丝筒安在放丝头(11)上,纤维复丝的自由端先由V型导轮(2)上部绕过,然后由圆柱(31)后侧根部开始缠绕,由下至上将纤维复丝的自由端缠绕在圆柱(31)上;然后用夹子(6)夹住缠有纤维复丝的圆柱(31)以将纤维复丝的自由端在圆柱(31)上固定好;
其次,启动收丝电机(32),收丝圆筒(3)转动,当收丝圆筒(3)转动450°±20°,关掉收丝电机(32),纤维复丝在收丝圆筒(3)上缠绕有一又四分之一圈的长度,其中四分之一圈是重叠的,并且处在一定张力拉伸的静置状态;
最后,在重叠部分的中间位置一刀切断纤维复丝,一整圈纤维会自然松弛掉落,收丝圆筒(3)的周长是1m,即可得到精确的1m长纤维复丝用于称量。
2.根据权利要求1所述的碳纤维复丝线密度测试的取样方法,其特征在于:收丝圆筒(3)通过支架(33)设置在平台(4)上,收丝圆筒(3)的一端和收丝电机(32)连接。
3.根据权利要求1或2所述的碳纤维复丝线密度测试的取样方法,其特征在于:V型导轮(2)通过立杆设置在平台(4)上。
4.根据权利要求1或2所述的碳纤维复丝线密度测试的取样方法,其特征在于:还包括夹子(6),夹子(6)将纤维复丝的自由端固定在圆柱(31)上。
5.根据权利要求3所述的碳纤维复丝线密度测试的取样方法,其特征在于:还包括夹子(6),夹子(6)将纤维复丝的自由端固定在圆柱(31)上。
6.根据权利要求4所述的碳纤维复丝线密度测试的取样方法,其特征在于:夹子(6)是圆弧形的。
7.根据权利要求5所述的碳纤维复丝线密度测试的取样方法,其特征在于:夹子(6)是圆弧形的。
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