CN110006770A - 碳纤维起毛吸附装置、碳纤维耐磨性检测系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种碳纤维起毛吸附装置、碳纤维耐磨性检测系统。所述碳纤维起毛吸附装置，包括相对设置的第一海绵、第二海绵，还包括施力组件，所述施力组件与所述第一海绵、第二海绵之中的任意一个固定连接，当所述施力组件运行时，所述第一海绵与所述第二海绵能够产生相向运动，以改变所述第一海绵与所述第二海绵之间的挤压力。根据本发明的一种碳纤维起毛吸附装置、碳纤维耐磨性检测系统，结构简单、对海绵的施力可靠稳定。
Description
技术领域
本发明属于碳纤维耐磨性检测技术领域，具体涉及一种碳纤维起毛吸附装置、碳纤维耐磨性检测系统。
背景技术
碳纤维在生产加工过程中经机械摩擦容易产生毛丝、单丝断裂等现象，使得碳纤维的强度降低。同时，过多的毛丝存在使基体树脂不能充分润湿碳纤维，在复合材料加工中易产生孔隙，影响复合材料的力学性能。因此，有必要对碳纤维材料的耐磨性能进行相应的测试测量。目前，业内已出现了对碳纤维丝束的耐磨性进行测试的相应工序，具体的，采用供丝部件与收丝部件驱动丝束以一定的速度在起毛装置中运动，最终通过检测起毛装置的质量变化，获取丝束的起毛量，进而形成对碳纤维丝束的评价结果。目前的起毛装置多采用两个叠置的海绵，海绵一方面能够与运动的丝束之间产生摩擦使丝束起毛，另一方面还能够将丝束产生的毛丝吸附进而能够通过测量前后的质量差得到碳纤维的起毛量，也即能够评估碳纤维的耐磨性能。而两个叠置的海绵与碳纤维丝束之间的摩擦力则通过在海绵上增加砝码的方式实现(依靠砝码的自重施加摩擦力)，这种通过砝码改变前述摩擦力的方式存在如下问题：
(1)需要准备各种规格的砝码(例如1g、5g、10g等)并对他们进行组合，方能实现对于各种摩擦力大小的调整、控制，这在需要施加较大摩擦力时显得尤其不方便，因此，目前的起毛装置多应用在需要摩擦力较小的情况下，对于摩擦力较大情况下的碳纤维耐磨性能的检测不适用；
(2)多个砝码放置在处于上部的海绵上，当碳纤维丝束中的张力发生波动或者运行轨迹发生偏移时，砝码极容易坠落，导致丝束空跑，碳纤维耐磨性结果不可靠。
发明内容
因此，本发明要解决的技术问题在于提供一种碳纤维起毛吸附装置、碳纤维耐磨性检测系统，结构简单、对海绵的施力可靠稳定。
为了解决上述问题，本发明提供一种碳纤维起毛吸附装置，包括相对设置的第一海绵、第二海绵，还包括施力组件，所述施力组件与所述第一海绵、第二海绵之中的任意一个固定连接，当所述施力组件运行时，所述第一海绵与所述第二海绵能够产生相向运动，以改变所述第一海绵与所述第二海绵之间的挤压力。
优选地，所述施力组件包括静止件、运动件，所述第一海绵与所述静止件固定连接，所述第二海绵与所述运动件固定连接。
优选地，所述静止件上构造有支撑平台，所述第一海绵放置于所述支撑平台上，所述运动件上构造有施力平台，所述施力平台与所述支撑平台之间夹设所述第一海绵、第二海绵。
优选地，所述碳纤维起毛吸附装置还包括传动丝杆，所述传动丝杆的杆体与所述运动件螺纹连接，所述传动丝杆的第一端与所述静止件枢接。
优选地，所述碳纤维起毛吸附装置还包括旋转运动驱动装置，所述旋转运动驱动装置的动力输出端与所述传动丝杆的第一端连接。
优选地，所述旋转运动驱动装置包括电机。
优选地，所述碳纤维起毛吸附装置还包括压力检测器件，所述压力检测器件安装于所述支撑平台上，且所述压力检测器件的压力检测端与所述第一海绵接触。
优选地，所述碳纤维起毛吸附装置还包括控制部件，所述控制部件与所述压力检测器件电连接，所述控制部件还与所述电机电连接。
优选地，所述施力平台与所述支撑平台之间还设置有运动导向件。
本发明还提供一种碳纤维耐磨性检测系统，包括上述的碳纤维起毛吸附装置。
本发明提供的一种碳纤维起毛吸附装置、碳纤维耐磨性检测系统，采用所述施力组件对所述第一海绵及第二海绵之间的力的大小进行调整，而不再采用现有技术中的多种规格的砝码进行组合并依靠自重施力，结构简单、对海绵的施力可靠稳定。
附图说明
图1为本发明实施例的碳纤维起毛吸附装置的结构示意图；
图2为本发明另一实施例的碳纤维起毛吸附装置的结构示意图；
图3为本发明再一实施例的碳纤维起毛吸附装置的结构示意图；
图4为本发明又一实施例的碳纤维耐磨性检测系统的结构示意图。
附图标记表示为：
1、第一海绵；2、第二海绵；31、静止件；311、支撑平台；32、运动件；321、施力平台；33、传动丝杆；4、旋转运动驱动装置；41、电机；42、手轮；5、压力检测器件；6、控制部件；7、运动导向件；8、支架；100、碳纤维起毛吸附装置；101、丝束卷绕装置；102、丝束退绕装置；103、张力产生装置；104、丝束展开装置；105、碳纤维丝束。
具体实施方式
结合参见图1至图4所示，根据本发明的实施例，提供一种碳纤维起毛吸附装置，包括相对设置的第一海绵1、第二海绵2，还包括施力组件，所述施力组件与所述第一海绵1、第二海绵2之中的任意一个固定连接，当所述施力组件运行时，所述第一海绵1与所述第二海绵2能够产生相向运动，以改变所述第一海绵1与所述第二海绵2之间的挤压力也即改变所述第一海绵1及第二海绵2与碳纤维丝束105之间的摩擦力。该技术方案中，采用所述施力组件对所述第一海绵1及第二海绵2之间的力的大小进行调整，而不再采用现有技术中的多种规格的砝码进行组合并依靠自重施力，结构简单、对海绵的施力可靠稳定，而进一步的是，该技术方案中使所述第一海绵1与第二海绵2的相对位置设置更加灵活(例如第一海绵1及第二海绵2可以沿着水平方向依次设置，而无需如现有技术中那样必须上下叠放设置)。前述的第一海绵1、第二海绵2例如可以采用聚醚海绵制作。
可以理解的是，所述施力组件由能够产生相向运动的两个任意部件即可实现其施力的功能，而作为所述施力组件的一种具体实施方式，优选地，所述施力组件包括静止件31、运动件32，所述第一海绵1与所述静止件31固定连接，所述第二海绵2与所述运动件32固定连接，该技术方案中，由于静止件31与运动件32两者之间的配合能够在实现施力目的的前提下，保证在实际运用时，所述碳纤维丝束105相对于静止件31的相对位置的稳定性。具体的，当所述施力组件的组成部件皆运动时，其与所述碳纤维丝束105的相对位置难以确定。
进一步地，所述静止件31上构造有支撑平台311，所述第一海绵1放置于所述支撑平台311上，所述运动件32上构造有施力平台321，所述施力平台321与所述支撑平台311之间夹设所述第一海绵1、第二海绵2。该技术方案中通过支撑平台311形成对所述第一海绵1的一侧施力止位，通过施力平台321形成对所述第二海绵2的一侧施力。最好的，所述支撑平台311及施力平台321上设置有多个插针，所述插针的伸出长度不应大于所述第一海绵1或第二海绵2中变形量的最小值，以保证在应用过程中，所述第一海绵1及第二海绵2的位置稳定性，尤其是在所述第一海绵1及第二海绵2的布置方式并非出于高度方向的叠放方式时。
更进一步的，所述碳纤维起毛吸附装置还包括传动丝杆33，所述传动丝杆33的杆体与所述运动件32螺纹连接，所述传动丝杆33的第一端与所述静止件31枢接。如图1所示，优选地，所述传动丝杆33的第一端与所述静止件31枢接，例如，所述传动丝杆33的第一端与所述静止件31之间通过轴承连接为一体，而所述传动丝杆33的第二端(所述第二端为与所述传动丝杆33的第一端相对的另一端)则连接有手轮42，更为具体的，所述运动件32构造成为一个套筒，所述套筒的内壁设置有内螺纹，此时的所述传动丝杆33则螺接于所述套筒中，当手动旋转所述手轮42时，由于传动丝杆33与所述套筒之间的螺纹连接作用，所述套筒将带动其上的施力平台321朝向所述支撑平台311一侧运动，也即实现了对所述第一海绵1及第二海绵2的施力作用，这种方式的实现成本较低，可以理解的是，可以依据所述手轮42的旋转圈数对施力大小进行控制，当然，这需要前期的经验计算(例如，在所述传动丝杆33的杆体上设置施力起始点标记，从该点开始计算手轮42的旋转圈数)。
如前所述，所述手轮42可以理解为一种人工方式的旋转运动驱动装置4，而更为优选地是，所述旋转运动驱动装置4的动力输出端与所述传动丝杆33的第一端连接，具体的，所述旋转运动驱动装置4可以为液压马达或者气马达，而最好的是为电机41，这能够使所述碳纤维起毛装置的结构更加紧凑且便于控制。
采用上述的手轮42或者电机41对所述摩擦力进行调整可以如前所述的经验方式实现，但是其在控制精度及便利性上存在诸多不足，因此，作为一种更加优选的实施方式，所述碳纤维起毛吸附装置还包括压力检测器件5例如惯常采用的压力传感器，所述压力检测器件5安装于所述支撑平台311上，且所述压力检测器件5的压力检测端与所述第一海绵1接触，此时可以依靠所述压力检测器件5对所述第一海绵1及第二海绵2对所述碳纤维丝束105施加的力进行实时检测，而更为重要的是，此时可以通过所述压力检测器件5的输出结果对粘附在所述第一海绵1及第二海绵2上的起毛量进行更加便利的获取，当然，这需要将所述压力检测器件5的信号输出与相应的控制部件6进行电连接，而所述控制部件6例如可以采用惯常的PLC控制器实现相应的计算，例如，将所述控制部件6配置为如下功能：在第一时间(碳纤维丝束105运动之前，且解除所述施力平台321的施力作用)获取第一海绵1、第二海绵2的原始质量(m0)，在第二时间(碳纤维丝束105停止运动时，且解除所述施力平台321的施力作用)获取第一海绵1、第二海绵2的测后质量(m1)，那么碳纤维的起毛量则应该为m＝m1-m0。由此可以实现，无需在所述碳纤维丝束105运动结束后(也即检测结束后)转移第一海绵1、第二海绵2至相应的承重装置测量起毛量，而原地即可实现相应的起毛量测量，这有效防止了现有技术中转移所述第一海绵1及第二海绵2时可能引起的起毛物质的掉落导致的起毛量检测结果不可靠的问题产生。
更进一步的，所述控制部件6在与所述压力检测器件5电连接的同时，所述控制部件6还与所述电机41电连接，由此可以实现所述控制部件6对所述电机41的运转情况的自适应调整。具体的，例如，所述控制部件6被配置为实现如下功能：获取所述压力检测器件5的实时检测压力值，当所述实时检测压力值超过设定压力值(假设为500g，以质量核算即可)时，控制所述电机41反向旋转，从而降低其通过所述施力平台321所施加的力，当所述实时检测压力值与设定压力值相等时，则控制所述电机41停止运转即可。相反，当所述实时检测压力值低于设定压力值时，控制所述电机41正向旋转，从而降低其通过所述施力平台321所施加的力，当所述实时检测压力值与设定压力值相等时，则控制所述电机41停止运转即可。这种方式，使所述第一海绵1及第二海绵2与所述碳纤维丝束105之间的摩擦力更加恒定，这有利于对待测试碳纤维的耐磨性能的精准评估。
可以理解的是，在所述传动丝杆33旋转时，可以通过人工干预的方式确定所述施力平台321的位置稳定性，也即防止所述传动丝杆33的转动导致所述施力平台321的原地空转而不朝向所述支撑平台311运动，而更加优选地，所述施力平台321与所述支撑平台311之间还设置有运动导向件7，所述运动导向件7例如可以是一个与所述支撑平台311一体形成的导向杆，而所述施力平台321上则构造有与所述导向杆相匹配的插孔或者槽口，如此，当所述传动丝杆33旋转时，由于所述导向杆的止位作用，所述施力平台321只能沿着上英语导向杆的长度方向运动，而无需人工辅助。
另外，所述碳纤维起毛吸附装置100还包括支架8，所述支架8作为所述碳纤维起毛吸附装置的支座部分，以使所述碳纤维起毛吸附装置100在高度上更加适合，更进一步的，所述支架8具有高度可伸缩的支腿，形成台架结构，具体的，所述支腿具有至少三根，每个支腿由两节(假定为第一节、第二节)构成，第一节插装于所述第二节的中空筒内，且第一节与第二节的配合壁处通过弹扣连接。
根据本发明的实施例，还提供一种碳纤维耐磨性检测系统，包括上述的碳纤维起毛吸附装置100。更具体的，所述碳纤维耐磨性检测系统还包括丝束卷绕装置101、丝束退绕装置102、张力产生装置103、丝束展开装置104，所述丝束退绕装置102、张力产生装置103、丝束展开装置104、碳纤维起毛吸附装置100、丝束卷绕装置101沿着所述碳纤维丝束105的运动方向依次布设，而所述碳纤维丝束105则穿行于所述碳纤维起毛吸附装置100具有的第一海绵1及第二海绵2形成缝隙中，当所述丝束卷绕装置101、丝束退绕装置102驱动所述碳纤维丝束105产生运动时，所述碳纤维丝束105将相对所述第一海绵1及第二海绵2之间产生摩擦，进而产生起毛，同时碳纤维丝束105的起毛将被所述第一海绵1及第二海绵2所吸附，从而完成对所述碳纤维耐磨性的评估所需参数的获取。
本领域的技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各有利方式可以自由地组合、叠加。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。以上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来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种碳纤维起毛吸附装置，其特征在于，包括相对设置的第一海绵(1)、第二海绵(2)，还包括施力组件，所述施力组件与所述第一海绵(1)、第二海绵(2)之中的任意一个固定连接，当所述施力组件运行时，所述第一海绵(1)与所述第二海绵(2)能够产生相向运动，以改变所述第一海绵(1)与所述第二海绵(2)之间的挤压力。
2.根据权利要求1所述的起毛吸附装置，其特征在于，所述施力组件包括静止件(31)、运动件(32)，所述第一海绵(1)与所述静止件(31)固定连接，所述第二海绵(2)与所述运动件(32)固定连接。
3.根据权利要求2所述的起毛吸附装置，其特征在于，所述静止件(31)上构造有支撑平台(311)，所述第一海绵(1)放置于所述支撑平台(311)上，所述运动件(32)上构造有施力平台(321)，所述施力平台(321)与所述支撑平台(311)之间夹设所述第一海绵(1)、第二海绵(2)。
4.根据权利要求3所述的起毛吸附装置，其特征在于，还包括传动丝杆(33)，所述传动丝杆(33)的杆体与所述运动件(32)螺纹连接，所述传动丝杆(33)的第一端与所述静止件(31)枢接。
5.根据权利要求4所述的起毛吸附装置，其特征在于，还包括旋转运动驱动装置(4)，所述旋转运动驱动装置(4)的动力输出端与所述传动丝杆(33)的第一端连接。
6.根据权利要求5所述的起毛吸附装置，其特征在于，所述旋转运动驱动装置(4)包括电机(41)。
7.根据权利要求6所述的起毛吸附装置，其特征在于，还包括压力检测器件(5)，所述压力检测器件(5)安装于所述支撑平台(311)上，且所述压力检测器件(5)的压力检测端与所述第一海绵(1)接触。
8.根据权利要求7所述的起毛吸附装置，其特征在于，还包括控制部件(6)，所述控制部件(6)与所述压力检测器件(5)电连接，所述控制部件(6)还与所述电机(41)电连接。
9.根据权利要求3所述的起毛吸附装置，其特征在于，所述施力平台(321)与所述支撑平台(311)之间还设置有运动导向件(7)。
10.一种碳纤维耐磨性检测系统，包括碳纤维起毛吸附装置，其特征在于，所述碳纤维起毛吸附装置为权利要求1至9中任一项所述的碳纤维起毛吸附装置。
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