CN110451331A - 一种碳纤维丝束成形装置及其方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于纤维丝束技术领域，尤其是一种碳纤维丝束成形装置及其方法，针对对比文件的收卷单元为固定设置，在收卷时不能将纤维丝束均匀的收卷在收卷筒的外侧，且在收卷时不能根据使用情况对多个纤维丝束进行并股收卷问题，现提出如下方案，其包括粗糙化处理单元、树脂成形单元、半熟化成形单元、多个纤维丝束和收卷单元，收卷单元包括底座，底座的顶部固定安装有支撑板，支撑板的一侧转动安装有收卷筒，收卷筒与纤维丝束相配合，底座的顶部固定安装有立板，立板的一侧转动安装有圆板，本发明结操作方便，可以均匀的将纤维丝束收卷在收卷筒的外侧，避免收卷凌乱，可以对多个纤维丝束进行并股收卷，能满足使用需求。
Description
技术领域
本发明涉及纤维丝束技术领域，尤其涉及一种碳纤维丝束成形装置及其方法。
背景技术
碳纤维丝束传统的成形，会先将原料挤压成丝状先进行碳化，经检索，申请号201710585361.0的专利文件明公开一种碳纤维丝束成形装置及碳纤维丝束成形方法，包括送料单元，该单元具有一纤维丝束原料轮，该纤维丝束原料轮提供至少纤维丝束，除湿单元、感应加热单元、第一微波加热单元、第二微波加热单元、激光碳化单元、粗糙化处理单元、树脂成形单元、半熟化成形单元和收卷单元，送料单元进行送料，除湿单元对纤维丝束进行除湿；通过感应加热单元、第一微波加热单元和第二微波加热单元进行烘干；通过激光碳化单元将该至少一纤维丝束的内部进行石墨化；通过粗糙化处理单元对该至少一纤维丝束表面制造出复数个坑洞；通过树脂成形单元使该树脂G自该至少一纤维丝束表面的坑洞渗入该至少一纤维丝束内部；通过半熟化成形单元使进入该半熟化成形单元内的该至少一纤维丝束形成半熟化状态；通过收卷单元，连通该半熟化成形单元，将该至少一纤维丝束收卷。
但是上述的专利文件的收卷单元为固定设置，在收卷时不能将纤维丝束均匀的收卷在收卷筒的外侧，使得收卷凌乱，且在收卷时不能根据使用情况对多个纤维丝束进行并股收卷，不能满足使用需求。
发明内容
本发明的目的是为了解决对比文件的收卷单元为固定设置，在收卷时不能将纤维丝束均匀的收卷在收卷筒的外侧，使得收卷凌乱，且在收卷时不能根据使用情况对多个纤维丝束进行并股收卷，不能满足使用需求缺点，而提出的一种碳纤维丝束成形装置。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种碳纤维丝束成形装置，包括粗糙化处理单元、树脂成形单元、半熟化成形单元、多个纤维丝束和收卷单元，收卷单元包括底座，底座的顶部固定安装有支撑板，支撑板的一侧转动安装有收卷筒，收卷筒与纤维丝束相配合，底座的顶部固定安装有立板，立板的一侧转动安装有圆板，圆板上开设有多个导丝孔，多个纤维丝束分别与多个导丝孔相配合，导丝孔用来对纤维丝束进行导向。
优选的，所述底座的顶部固定安装有伺服电机，立板上横向转动安装有横向轴，伺服电机与横向轴相配合，圆板的外侧固定安装有环形外齿轮，横向轴的外侧固定安装有驱动齿轮，驱动齿轮与环形外齿轮啮合，驱动齿轮带动环形外齿轮转动。
优选的，所述底座的顶部滑动安装有移动杆，移动杆的顶端固定安装有并丝框，并丝框与多个纤维丝束相配合，底座的顶端固定安装有纵向板，横向轴与纵向板转动连接，移动杆与横向轴相配合，并丝框用来对纤维丝束进行合并。
优选的，所述支撑板的一侧固定安装有电机，电机的输出轴上固定安装有收卷轴，收卷轴与支撑板转动连接，收卷轴与收卷筒的内圈固定连接，收卷轴与收卷筒通过螺栓连接。
优选的，所述纵向板靠近移动杆的一侧转动安装有两个转动杆，横向轴的一端固定安装有第一齿轮，转动杆的外侧固定安装有第二齿轮，两个第二齿轮均与第一齿轮啮合，第一齿轮带动两个第二齿轮同向转动。
优选的，两个转动杆靠近移动杆的一端均固定安装有扇形齿轮，两个扇形齿轮为同向设置，移动杆的一侧固定安装有双面齿条，两个扇形齿轮交替与双面齿条啮合，两个扇形齿轮转动带动双面齿条来回移动。
优选的，所述底座的顶部开设有滑动槽，滑动槽内滑动安装有支撑滑块，支撑滑块的顶部与移动杆的底端固定连接，支撑滑块对移动杆起到支撑作用。
优选的，所述立板的一侧开设有环形槽，环形槽内滑动安装有两个弧形块，两个弧形块的一侧均固定安装有连接杆，两个连接杆均与圆板的一侧固定连接，连接杆对圆板起到支撑作用。
优选的，所述并丝框的顶部内壁和底部内壁上均开设有两个板槽，板槽内滑动安装有滑动板，并丝框内转动安装有两个辊筒，辊筒与对应的两个滑动板转动连接，滑动板与对应的板槽之间固定安装有同一个弹簧，辊筒转动可以减小纤维丝束对并丝框的摩擦力。
本发明还提出了一种碳纤维丝束成形加工方法，包括以下步骤：
S1：将电机和伺服电机均接通电源和控制器，将多个纤维丝束分别贯穿多个导丝孔和并丝框并固定在收卷筒的外侧，启动电机和伺服电机，电机通过收卷轴带动收卷筒转动对纤维丝束进行收卷。
S2：伺服电机带动横向轴转动，由于设置了驱动齿轮和环形外齿轮，使得横向轴带动圆板转动，圆板通过多个导丝孔将多个纤维丝束合并，合并后的多个纤维丝束通过并丝框并丝。
S3：弹簧推动两个辊筒对纤维丝束进行挤压，通过两个辊筒转动可以减小纤维丝束对并丝框的摩擦力。
S4：使得横向轴带动两个转动杆转动，两个转动杆分别带动两个扇形齿轮转动，使得双面齿条来回移动，双面齿条带动移动杆来回移动，移动杆带动并丝框来回移动，并丝框带动并丝后的纤维丝束均匀缠绕在收卷筒的外侧，完成加工后，停止电机和伺服电机即可。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
（1）本方案通过圆板转动，使得多个导丝孔将多个纤维丝束合并，合并后的多个纤维丝束通过并丝框并丝。
（2）本方案通过簧推动两个辊筒对纤维丝束进行挤压，通过两个辊筒转动可以减小纤维丝束对并丝框的摩擦力。
（3）本方案通过移动杆带动并丝框来回移动，并丝框带动并丝后的纤维丝束均匀缠绕在收卷筒的外侧。
本发明操作方便，可以均匀的将纤维丝束收卷在收卷筒的外侧，避免收卷凌乱，可以对多个纤维丝束进行并股收卷，能满足使用需求。
附图说明
图1为本发明提出的一种碳纤维丝束成形装置的结构示意图；
图2为本发明提出的一种碳纤维丝束成形装置的底座、支撑板、手卷筒和电机的侧视连接结构示意图；
图3为本发明提出的一种碳纤维丝束成形装置的A部分结构示意图；
图4为本发明提出的一种碳纤维丝束成形装置的扇形齿轮和双面齿条的侧视连接结构示意图；
图5为本发明提出的一种碳纤维丝束成形装置的圆板的立体结构示意图；
图6为本发明提出的一种碳纤维丝束成形装置的圆板的并丝框的侧视结构示意图。
图中：1粗糙化处理单元、2树脂成形单元、3半熟化成形单元、4纤维丝束、5底座、6立板、7支撑板、8收卷筒、9收卷轴、10电机、11伺服电机、12横向轴、13纵向板、14移动杆、15支撑滑块、16并丝框、17第一锥齿轮、18第二锥齿轮、19连接杆、20环形槽、21弧形块、22圆板、23导丝孔、24环形外齿轮、25驱动齿轮、26第一齿轮、27转动杆、28第二齿轮、29扇形齿轮、30双面齿条、31滑动板、32板槽、33弹簧、34辊筒。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
参照图1-6，一种碳纤维丝束成形装置，包括粗糙化处理单元1、树脂成形单元2、半熟化成形单元3、多个纤维丝束4和收卷单元，收卷单元包括底座5，底座5的顶部固定安装有支撑板7，支撑板7的一侧转动安装有收卷筒8，收卷筒8与纤维丝束4相配合，底座5的顶部固定安装有立板6，立板6的一侧转动安装有圆板22，圆板22上开设有多个导丝孔23，多个纤维丝束4分别与多个导丝孔23相配合，导丝孔23用来对纤维丝束4进行导向。
本实施例中，底座5的顶部固定安装有伺服电机11，立板6上横向转动安装有横向轴12，伺服电机11与横向轴12相配合，圆板22的外侧固定安装有环形外齿轮24，横向轴12的外侧固定安装有驱动齿轮25，驱动齿轮25与环形外齿轮24啮合，驱动齿轮25带动环形外齿轮24转动。
本实施例中，底座5的顶部滑动安装有移动杆14，移动杆14的顶端固定安装有并丝框16，并丝框16与多个纤维丝束4相配合，底座5的顶端固定安装有纵向板13，横向轴12与纵向板13转动连接，移动杆14与横向轴12相配合，并丝框16用来对纤维丝束4进行合并。
本实施例中，支撑板7的一侧固定安装有电机10，电机10的输出轴上固定安装有收卷轴9，收卷轴9与支撑板7转动连接，收卷轴9与收卷筒8的内圈固定连接，收卷轴9与收卷筒8通过螺栓连接。
本实施例中，纵向板13靠近移动杆14的一侧转动安装有两个转动杆27，横向轴12的一端固定安装有第一齿轮26，转动杆27的外侧固定安装有第二齿轮28，两个第二齿轮28均与第一齿轮26啮合，第一齿轮26带动两个第二齿轮28同向转动。
本实施例中，两个转动杆27靠近移动杆14的一端均固定安装有扇形齿轮29，两个扇形齿轮29为同向设置，移动杆14的一侧固定安装有双面齿条30，两个扇形齿轮29交替与双面齿条30啮合，两个扇形齿轮29转动带动双面齿条30来回移动。
本实施例中，底座5的顶部开设有滑动槽，滑动槽内滑动安装有支撑滑块15，支撑滑块15的顶部与移动杆14的底端固定连接，支撑滑块15对移动杆14起到支撑作用。
本实施例中，立板6的一侧开设有环形槽20，环形槽20内滑动安装有两个弧形块21，两个弧形块21的一侧均固定安装有连接杆19，两个连接杆19均与圆板22的一侧固定连接，连接杆19对圆板22起到支撑作用。
本实施例中，并丝框16的顶部内壁和底部内壁上均开设有两个板槽32，板槽32内滑动安装有滑动板31，并丝框16内转动安装有两个辊筒34，辊筒34与对应的两个滑动板31转动连接，滑动板31与对应的板槽32之间固定安装有同一个弹簧33，辊筒34转动可以减小纤维丝束4对并丝框16的摩擦力。
实施例二
参照图1-6，一种碳纤维丝束成形装置，包括粗糙化处理单元1、树脂成形单元2、半熟化成形单元3、多个纤维丝束4和收卷单元，收卷单元包括底座5，底座5的顶部通过焊接固定安装有支撑板7，支撑板7的一侧转动安装有收卷筒8，收卷筒8与纤维丝束4相配合，底座5的顶部通过焊接固定安装有立板6，立板6的一侧转动安装有圆板22，圆板22上开设有多个导丝孔23，多个纤维丝束4分别与多个导丝孔23相配合，导丝孔23用来对纤维丝束4进行导向。
本实施例中，底座5的顶部通过焊接固定安装有伺服电机11，立板6上横向转动安装有横向轴12，伺服电机11与横向轴12相配合，圆板22的外侧通过焊接固定安装有环形外齿轮24，横向轴12的外侧通过焊接固定安装有驱动齿轮25，驱动齿轮25与环形外齿轮24啮合，驱动齿轮25带动环形外齿轮24转动。
本实施例中，底座5的顶部滑动安装有移动杆14，移动杆14的顶端通过焊接固定安装有并丝框16，并丝框16与多个纤维丝束4相配合，底座5的顶端通过焊接固定安装有纵向板13，横向轴12与纵向板13转动连接，移动杆14与横向轴12相配合，并丝框16用来对纤维丝束4进行合并。
本实施例中，支撑板7的一侧通过焊接固定安装有电机10，电机10的输出轴上通过焊接固定安装有收卷轴9，收卷轴9与支撑板7转动连接，收卷轴9与收卷筒8的内圈通过螺丝固定连接，收卷轴9与收卷筒8通过螺栓连接。
本实施例中，纵向板13靠近移动杆14的一侧转动安装有两个转动杆27，横向轴12的一端通过焊接固定安装有第一齿轮26，转动杆27的外侧通过焊接固定安装有第二齿轮28，两个第二齿轮28均与第一齿轮26啮合，第一齿轮26带动两个第二齿轮28同向转动。
本实施例中，两个转动杆27靠近移动杆14的一端均通过焊接固定安装有扇形齿轮29，两个扇形齿轮29为同向设置，移动杆14的一侧通过焊接固定安装有双面齿条30，两个扇形齿轮29交替与双面齿条30啮合，两个扇形齿轮29转动带动双面齿条30来回移动。
本实施例中，底座5的顶部开设有滑动槽，滑动槽内滑动安装有支撑滑块15，支撑滑块15的顶部与移动杆14的底端通过螺丝固定连接，支撑滑块15对移动杆14起到支撑作用。
本实施例中，立板6的一侧开设有环形槽20，环形槽20内滑动安装有两个弧形块21，两个弧形块21的一侧均通过焊接固定安装有连接杆19，两个连接杆19均与圆板22的一侧通过螺丝固定连接，连接杆19对圆板22起到支撑作用。
本实施例中，并丝框16的顶部内壁和底部内壁上均开设有两个板槽32，板槽32内滑动安装有滑动板31，并丝框16内转动安装有两个辊筒34，辊筒34与对应的两个滑动板31转动连接，滑动板31与对应的板槽32之间通过焊接固定安装有同一个弹簧33，辊筒34转动可以减小纤维丝束4对并丝框16的摩擦力。
本实施例中，使用时，将电机10和伺服电机11均接通电源和控制器，通过对比文件提出可知：通过送料单元进行送料，通过除湿单元对纤维丝束4进行除湿；通过感应加热单元、第一微波加热单元和第二微波加热单元进行烘干；通过激光碳化单元将该至少一纤维丝束的内部进行石墨化；通过粗糙化处理单元1对该至少一纤维丝束4表面制造出复数个坑洞；通过树脂成形单元2使该树脂G自该至少一纤维丝束4表面的坑洞渗入该至少一纤维丝束4内部；通过半熟化成形单元3使进入该半熟化成形单元内的该至少一纤维丝束4形成半熟化状态，将多个纤维丝束4分别贯穿多个导丝孔23和并丝框16并固定在收卷筒8的外侧，启动电机10和伺服电机11，电机10通过收卷轴9带动收卷筒8转动对纤维丝束4进行收卷，同时，由于设置了第一锥齿轮17和第二锥齿轮18，使得伺服电机11带动横向轴12转动，由于设置了驱动齿轮25和环形外齿轮24，使得横向轴12带动圆板22转动，圆板22通过多个导丝孔23将多个纤维丝束4合并，合并后的多个纤维丝束4通过并丝框16并丝，其中弹簧33推动两个辊筒34对纤维丝束4进行挤压，通过两个辊筒34转动可以减小纤维丝束4对并丝框16的摩擦力，同时由于设置两个第一齿轮26和两个第二齿轮28，使得横向轴12带动两个转动杆27转动，两个转动杆27分别带动两个扇形齿轮29转动，两个扇形齿轮29交替与双面齿条30啮合，使得双面齿条30来回移动，双面齿条30带动移动杆14来回移动，移动杆14带动并丝框16来回移动，并丝框16带动并丝后的纤维丝束4均匀缠绕在收卷筒8的外侧，完成加工后，停止电机10和伺服电机11即可。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种碳纤维丝束成形装置，包括粗糙化处理单元、树脂成形单元、半熟化成形单元、多个纤维丝束和收卷单元，其特征在于，所述收卷单元包括底座，底座的顶部固定安装有支撑板，支撑板的一侧转动安装有收卷筒，收卷筒与纤维丝束相配合，底座的顶部固定安装有立板，立板的一侧转动安装有圆板，圆板上开设有多个导丝孔，多个纤维丝束分别与多个导丝孔相配合。
2.根据权利要求1所述的一种碳纤维丝束成形装置，其特征在于，所述底座的顶部固定安装有伺服电机，立板上横向转动安装有横向轴，伺服电机与横向轴相配合，圆板的外侧固定安装有环形外齿轮，横向轴的外侧固定安装有驱动齿轮，驱动齿轮与环形外齿轮啮合。
3.根据权利要求1所述的一种碳纤维丝束成形装置，其特征在于，所述底座的顶部滑动安装有移动杆，移动杆的顶端固定安装有并丝框，并丝框与多个纤维丝束相配合，底座的顶端固定安装有纵向板，横向轴与纵向板转动连接，移动杆与横向轴相配合。
4.根据权利要求1所述的一种碳纤维丝束成形装置，其特征在于，所述支撑板的一侧固定安装有电机，电机的输出轴上固定安装有收卷轴，收卷轴与支撑板转动连接，收卷轴与收卷筒的内圈固定连接。
5.根据权利要求3所述的一种碳纤维丝束成形装置，其特征在于，所述纵向板靠近移动杆的一侧转动安装有两个转动杆，横向轴的一端固定安装有第一齿轮，转动杆的外侧固定安装有第二齿轮，两个第二齿轮均与第一齿轮啮合。
6.根据权利要求5所述的一种碳纤维丝束成形装置，其特征在于，两个转动杆靠近移动杆的一端均固定安装有扇形齿轮，两个扇形齿轮为同向设置，移动杆的一侧固定安装有双面齿条，两个扇形齿轮交替与双面齿条啮合。
7.根据权利要求1所述的一种碳纤维丝束成形装置，其特征在于，所述底座的顶部开设有滑动槽，滑动槽内滑动安装有支撑滑块，支撑滑块的顶部与移动杆的底端固定连接。
8.根据权利要求1所述的一种碳纤维丝束成形装置，其特征在于，所述立板的一侧开设有环形槽，环形槽内滑动安装有两个弧形块，两个弧形块的一侧均固定安装有连接杆，两个连接杆均与圆板的一侧固定连接。
9.根据权利要求3所述的一种碳纤维丝束成形装置，其特征在于，所述并丝框的顶部内壁和底部内壁上均开设有两个板槽，板槽内滑动安装有滑动板，并丝框内转动安装有两个辊筒，辊筒与对应的两个滑动板转动连接，滑动板与对应的板槽之间固定安装有同一个弹簧。
10.一种碳纤维丝束成形加工方法，包括以下步骤：
S1：将电机和伺服电机均接通电源和控制器，将多个纤维丝束分别贯穿多个导丝孔和并丝框并固定在收卷筒的外侧，启动电机和伺服电机，电机通过收卷轴带动收卷筒转动对纤维丝束进行收卷；
S2：伺服电机带动横向轴转动，由于设置了驱动齿轮和环形外齿轮，使得横向轴带动圆板转动，圆板通过多个导丝孔将多个纤维丝束合并，合并后的多个纤维丝束通过并丝框并丝；
S3：弹簧推动两个辊筒对纤维丝束进行挤压；
S4：使得横向轴带动两个转动杆转动，两个转动杆分别带动两个扇形齿轮转动，使得双面齿条来回移动，双面齿条带动移动杆来回移动，移动杆带动并丝框来回移动，并丝框带动并丝后的纤维丝束均匀缠绕在收卷筒的外侧，完成加工后，停止电机和伺服电机即可。
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