CN110538760B - 一种碳纤维预浸布生产设备及生产工艺 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种碳纤维预浸布生产设备及生产工艺，属于碳纤维预浸布的技术领域。其技术方案为：一种碳纤维预浸布生产设备，其特征在于，包括放卷支架以及设置在所述放卷支架一侧的胶槽，所述胶槽的两侧内壁上设置带有调节机构的压辊，所述胶槽的内壁上部且位于所述压辊的一侧设置有导向辊，还包括机架，所述机架的一端设置有转向辊，所述转向辊位于所述导向辊的上方。本发明的有益效果为：可以对胶槽内的压辊进行调节，保证在不同的原料深度下浸胶的时间保持一致，并还能适应胶槽内不同深度的原料。

Description

一种碳纤维预浸布生产设备及生产工艺

技术领域

本发明涉及碳纤维预浸布的技术领域，尤其涉及一种碳纤维预浸布生产设备及生产工艺。

背景技术

碳纤维一般不能直接成型做成产品，而是将碳纤维丝织成布后将其浸入液体环氧树脂胶粘剂中，当碳纤维布完全浸吸环氧树脂后，再对其进行加热固化，其制成的环氧树脂/ 碳纤维复合材料也就是人们常说的碳纤维预浸布，碳纤维布浸吸环氧树脂一般采用溶剂型工艺，也就是直接将碳纤维通过含有熔融树脂的胶槽浸胶，然后烘干收卷。为了保证碳纤维布的浸润效果，一般在胶槽内设置压辊，而压辊的位置一般都比较靠下，以便碳纤维预浸布能进入胶槽内，随着不断浸胶，胶槽内的原料会越来越少，压辊的位置又不能调节，实际上碳纤维布浸胶的时间也是越来越短的，造成了同一批材料浸胶的程度有一定的差别，影响了整体的产品质量。另外，现有的压辊有的位置较高，当原料较少时，就必须要添料，但胶槽内还有残留，两种不同温度搅拌程度不同的原料混合也会对后期材料的性能产生影响。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可以对胶槽内的压辊进行调节，保证在不同的原料深度下浸胶的时间保持一致，并还能适应胶槽内不同深度的原料的碳纤维预浸布生产设备及生产工艺。

本发明是通过如下措施实现的：一种碳纤维预浸布生产设备，其特征在于，包括放卷支架以及设置在所述放卷支架一侧的胶槽，所述胶槽的两侧内壁上设置带有调节机构的压辊，所述胶槽的内壁上部且位于所述压辊的一侧设置有导向辊，所述导向辊远离所述放卷支架，还包括机架，所述机架的一端设置有转向辊，所述转向辊位于所述导向辊的上方。

所述调节机构包括支撑架，所述支撑架包括两个立杆，两个所述立杆的下部通过所述压辊连接，所述压辊转动连接在所述立杆上，所述胶槽的两侧外壁上部均设置有导向块，所述导向块从上到下贯穿设置有导向口，两个所述立杆的上部外侧均设置有水平杆，所述水平杆的下方垂直设置有导向杆，所述导向杆从所述导向口的上部穿过所述导向口，所述立杆设置在所述胶槽内，所述导向杆的底端设置有导杆，所述导杆上倾斜设置有导向的滑槽；

所述胶槽的任意外壁上位于所述导向块的下方且位于所述导杆的两侧均设置有支撑杆，所述支撑杆的端部通过安装板连接，所述安装板上转动设置有转轴，所述转轴的一端设置有曲柄，所述曲柄的另一端铰接有滑块，所述滑块设置在所述滑槽内，所述转轴的另一端穿过所述安装板与带有减速器的电机二连接。

所述电机二通过带动所述转轴转动，所述曲柄也随着转动，所述曲柄转动的同时会带动所述滑块在垂直方向产生位移，并在所述滑槽内拉动所述导向杆沿着所述导向口上下移动实现调节压辊的目的，由于所述滑槽的是倾斜设置的，增加了滑块的位置，也就增大了压辊的调节高度。

所述胶槽的另一外壁上且位于所述导向块的下方设置有导向凹槽，所述导向杆的下端设置有滚轮，所述滚轮的侧面与所述导向凹槽相切。由于压辊的长度比较长，当对压辊进行调节时，不是很平顺，因此设置所述滚轮提高装置运行的平顺性，为了保证压辊的限位的稳定性，因此所述导向凹槽设置在了所述导向块的下方，导向块内并没有设置。

所述导向块的侧壁上部设置有限位孔，所述导向杆上设置有与所述限位孔配合的直槽孔，所述导向杆通过穿过所述限位孔和所述直槽孔的螺栓设置在所述导向块上。当浸胶要求较低时，不需要调节压辊时，可以通过螺栓连接进行固定。

另外，在浸胶时一般要求预浸料树脂有适当的流动性，尤其是在制造层压件时，需要的流动性可以大一些，以便于树脂均匀分布并浸透碳纤维，但当树脂流动性大时，碳纤维布脱离胶槽时，会有树脂往下流，造成厚度不均，影响后期的处理和材料的其他性能，因此设置下面的刮胶机构。

所述机架上且位于所述转向辊的下方设置有刮胶机构，所述刮胶机构包括两个相互啮合且全等的外齿轮，两个所述外齿轮通过齿轮轴转动设置在所述机架上且位于所述转向辊的端部外侧，所述机架上且位于所述转向辊的另一端部外侧固定设置有两个铰接轴一，两个所述铰接轴一上设置有曲柄二，两个所述外齿轮的下端面均偏心设置有铰接轴二，还包括两个相互平行设置的连杆，所述连杆的一端铰接在所述曲柄二上，另一端铰接设置在所述铰接轴二上，两个所述连杆的相对面均设置有刮板，两个所述刮板之间具有间隔，任意所述外齿轮的齿轮轴上设置有驱动把手。所述铰接轴二与所述外齿轮轴线之间也相当于曲柄。

上述所述刮胶机构是有两个平行四杆机构构成。

所述机架上所述转向辊远离所述胶槽的一侧设置有输料辊，所述机架上位于所述转向辊和所述输料辊之间且位于所述转向辊的下方设置有料槽，所述料槽内设置有涂胶辊，所述机架上且位于所述料槽的正上方设置有料桶，所述料桶底部设置有料管，所述料管上设置有阀门，所述机架上且位于所述料管的后方设置有中间高两端低的料板，所述料板的高端靠近所述料管设置，所述料管和所述料板的正投影均落在所述料槽内，所述料板通过电推杆二进行上下移动，所述电推杆固定在所述机架上。由于原料会具有一定的粘性，为了避免所述料管的堵塞，所述料管需采用孔径较大的硅胶管、玻璃管或者软管，以硅胶管最佳。

所述放卷支架包括两个立柱和设置在两个所述立柱上部之间的传动辊，还包括导轨，两个所述立柱设置在所述导轨上，两个所述立柱的下部设置有加强板，所述导轨上设置有推动所述放卷支架移动的电推杆一。所述电推杆一的壳体设置在所述导轨上方，推杆设置在所述加强板上，设置所述电推杆的目的在于，当调节所述压辊时，往上调节时，碳纤维布会松动影响浸胶效果；当往下调节使，碳纤维布过紧，会造成放卷时产生卡顿甚至造成碳纤维布磨损严重，设置所述电推杆就可以当调节所述压辊时，适应性的调节所述放卷支架为位置，当下调所述压辊时，可以将通过电推杆使放卷支架靠近所述胶槽，当上调所述压辊时，可以使放卷支架远离所述胶槽，可以有效解决上述问题。所述传动辊通过电机一驱动，电机一设置在立柱上。

所述机架上所述转向辊靠近所述胶槽的一侧设置有限位辊。尽量保持碳纤维布在所述刮板之间处于垂直状态，另外还可以将所述刮板设置设置成可以调节的，可以通过螺栓、圆孔和直槽孔实现。

一种应用碳纤维预浸布生产设备的生产工艺，其特征在于，具体步骤包括：

(3)：碳纤维布通过所述放卷支架后依次经过所述压辊的下部、所述导向辊的下部和所述转向辊的上部，碳纤维布在所述导向辊和所述转向辊之间处于垂直状态，稍微倾斜也是可以的，完全垂直效果最好，且位于两个所述刮板之间；

(4)：根据浸胶要求以及所述胶槽内的原料深度，调节所述压辊的位置，使碳纤维布上胶的时间一致；

(3)：根据浸胶要求和碳纤维布的厚度调节两个所述刮板的位置，保证上胶的均匀度；

(4)：根据碳纤维布的上胶情况通过所述涂胶辊和所述料板进行补胶；

(5)：对碳纤维布进行其他处理，其他处理可以采用现有技术，在此不再赘述。本发明还设置有实现上述操作的控制器，所述控制器的设置可以采用现有技术，在此不再赘述。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：可以对胶槽内的压辊进行调节，保证在不同的原料深度下浸胶的时间保持一致；当不需要调节时，还能适应胶槽内不同深度的原料；当原料的流动性较大时，有下流情况时可以通过刮胶机构进行处理。

附图说明

图1为本发明实施例的整体结构示意图。

图2为与图1不同角度的结构示意图。

图3为图2中A处局部放大图。

图4为图2中B处局部放大图。

图5为图2中C处局部放大图。

图6为图2中D处局部放大图。

图7为去掉放卷机架和碳纤维布的结构示意图。

图8为刮胶机构的结构示意图

其中，附图标记为：1、放卷机架；2、胶槽；3、调节机构；4、机架；5、刮胶机构；7、导轨；101、立柱；102、传动辊；103、电机一；104、加强板；201、压辊；202、导向辊； 203、导向块；204、导向凹槽；301、立杆；302、水平杆；303、导向杆；304、直槽孔； 305、导杆；306、滑槽；307、曲柄一；308、转轴；309、电机二；310、支撑杆；311、滚轮；401、转向辊；402、限位辊；403、输料辊；501、外齿轮；502、铰接轴二；503、铰接轴一；504、曲柄二；505、连杆；506、刮板；507、驱动把手；601、料桶；602、料槽； 603、涂胶辊；604、料板；605、电推杆二；606、电机三；607、料管；701、电推杆一。

具体实施方式

为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，对本方案进行阐述。

参见图1-图8，一种碳纤维预浸布生产设备，包括放卷支架1以及设置在放卷支架1一侧的胶槽2，胶槽2的两侧内壁上设置带有调节机构3的压辊201，胶槽2的内壁上部且位于压辊201的一侧设置有导向辊202，还包括机架4，机架4的一端设置有转向辊401，转向辊401位于导向辊202的上方，导向辊202远离所述放卷支架1。

调节机构3包括支撑架，支撑架包括两个立杆301，两个立杆301的下部通过压辊201 连接，压辊201转动连接在立杆301上，胶槽2的两侧外壁上部均设置有导向块203，导向块203从上到下贯穿设置有导向口，两个立杆301的上部外侧均设置有水平杆302，水平杆302的下方垂直设置有导向杆303，导向杆303从导向口的上部穿过导向口，立杆301设置在胶槽2内，导向杆303的底端设置有导杆305，导杆305上倾斜设置有导向的滑槽306；

胶槽2的任意外壁上位于导向块203的下方且位于导杆305的两侧均设置有支撑杆310，支撑杆310的端部通过安装板连接，安装板上转动设置有转轴308，转轴308的一端设置有曲柄一307，曲柄一307的另一端铰接有滑块，滑块设置在滑槽306内，转轴308的另一端穿过安装板与带有减速器的电机二309连接。

电机二309通过带动转轴308转动，曲柄一307也随着转动，曲柄一307转动的同时会带动滑块在垂直方向产生位移，并在滑槽306内拉动导向杆303沿着导向口上下移动实现调节压辊201的目的，由于滑槽306的是倾斜设置的，增加了滑块的位置，也就增大了压辊的调节高度。

胶槽2的另一外壁上且位于导向块203的下方设置有导向凹槽204，导向杆303的下端设置有滚轮311，滚轮311的侧面与导向凹槽204相切。由于压辊201的长度比较长，当对压辊201进行调节时，不是很平顺，因此设置滚轮311提高装置运行的平顺性，为了保证压辊201的限位的稳定性，因此导向凹槽204设置在了导向块203的下方，导向块203内并没有设置。

导向块203的侧壁上部设置有限位孔，导向杆303上设置有与限位孔配合的直槽孔304，导向杆303通过穿过限位孔和直槽孔304的螺栓设置在导向块203上。当浸胶要求较低时，不需要调节压辊时，可以通过螺栓连接进行固定。

另外，在浸胶时一般要求预浸料树脂有适当的流动性，尤其是在制造层压件时，需要的流动性可以大一些，以便于树脂均匀分布并浸透碳纤维，但当树脂流动性大时，碳纤维布脱离胶槽时，会有树脂往下流，造成厚度不均，影响后期的处理和材料的其他性能，因此设置下面的刮胶机构。

机架4上且位于转向辊401的下方设置有刮胶机构5，刮胶机构5包括两个相互啮合且全等的外齿轮501，两个外齿轮501通过齿轮轴转动设置在机架4上且位于转向辊401的端部外侧，机架4上且位于转向辊401的另一端部外侧固定设置有两个铰接轴一503，铰接轴一上转动连接有曲柄二504，两个外齿轮501的下端面均偏心设置有铰接轴二502，还包括两个相互平行设置的连杆505，连杆505的一端铰接在曲柄二504上，另一端铰接设置在铰接轴二502上，两个连杆505的相对面均设置有刮板506，两个刮板506之间具有间隔，任意外齿轮501的齿轮轴上设置有驱动把手507。

上述刮胶机构5是有两个平行四杆机构构成。

机架4上转向辊401远离胶槽2的一侧设置有输料辊403，机架4上位于转向辊401和输料辊403之间且位于转向辊401的下方设置有料槽602，料槽602内设置有涂胶辊603，机架4上且位于料槽602的正上方设置有料桶601，料桶601底部设置有料管607，料管607 上设置有阀门，机架4上且位于料管607的后方设置有中间高两端低的料板604，料板604 的高端靠近料管607设置，用以将料管607出的料均匀涂在碳纤维布的上面，并将多余的料导入料槽602内，料管607和料板604的正投影均落在料槽602内，料板604通过电推杆二605进行上下移动，电推杆二605固定在机架4上。由于原料会具有一定的粘性，为了避免料管的堵塞，料管需采用孔径较大的硅胶管、玻璃管或者软管，以硅胶管最佳。涂胶辊603通过电机三606驱动。

放卷支架1包括两个立柱101和设置在两个立柱101上部之间的传动辊102，还包括导轨7，两个立柱101设置在导轨7上，两个立柱101的下部设置有加强板104，导轨7上设置有推动放卷支架1移动的电推杆一701。电推杆一701的壳体设置在导轨7上方，推杆设置在加强板104上，设置电推杆的目的在于，当调节压辊时，往上调节时，碳纤维布会松动影响浸胶效果；当往下调节使，碳纤维布过紧，会造成放卷时产生卡顿甚至造成碳纤维布磨损严重，设置电推杆就可以当调节所述压辊时，适应性的调节所述放卷支架为位置，当下调所述压辊时，可以将通过电推杆使放卷支架靠近胶槽，当上调所述压辊时，可以使放卷支架远离所述胶槽，可以有效解决上述问题。传动辊102通过电机一103驱动，电机一103设置在立柱101上。

机架4上转向辊401靠近胶槽2的一侧设置有限位辊402。尽量保持碳纤维布在刮板506之间处于垂直状态，另外还可以将刮板506设置设置成可以调节的，可以通过螺栓、圆孔和直槽孔实现。

一种应用碳纤维预浸布生产设备的生产工艺，其特征在于，具体步骤包括：

(5)：碳纤维布通过所述放卷支架后依次经过所述压辊的下部、所述导向辊的下部和所述转向辊的上部，碳纤维布在所述导向辊和所述转向辊之间处于垂直状态，稍微倾斜也是可以的，完全垂直效果最好，且位于两个所述刮板之间；

(6)：根据浸胶要求以及所述胶槽内的原料深度，调节所述压辊的位置，使碳纤维布上胶的时间一致；

(3)：根据浸胶要求和碳纤维布的厚度调节两个所述刮板的位置，保证上胶的均匀度；

(4)：根据碳纤维布的上胶情况通过所述涂胶辊和所述料板进行补胶；

(5)：对碳纤维布进行其他处理，其他处理可以采用现有技术，在此不再赘述。本发明还设置有实现上述操作的控制器，所述控制器的设置可以采用现有技术，在此不再赘述。

本发明未经描述的技术特征可以通过或采用现有技术实现，在此不再赘述，当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种碳纤维预浸布生产设备，其特征在于，包括放卷支架以及设置在所述放卷支架一侧的胶槽，所述胶槽的两侧内壁上设置带有调节机构的压辊，所述胶槽的内壁上部且位于所述压辊的一侧设置有导向辊，所述导向辊远离所述放卷支架，还包括机架，所述机架的一端设置有转向辊，所述转向辊位于所述导向辊的上方；

所述调节机构包括支撑架，所述支撑架包括两个立杆，两个所述立杆的下部通过所述压辊连接，所述压辊转动连接在所述立杆上，所述胶槽的两侧外壁上部均设置有导向块，所述导向块从上到下贯穿设置有导向口，两个所述立杆的上部外侧均设置有水平杆，所述水平杆的下方垂直设置有导向杆，所述导向杆从所述导向口的上部穿过所述导向口，所述立杆设置在所述胶槽内，所述导向杆的底端设置有导杆，所述导杆上倾斜设置有导向的滑槽；

所述胶槽的任意外壁上位于所述导向块的下方且位于所述导杆的两侧均设置有支撑杆，所述支撑杆的端部通过安装板连接，所述安装板上转动设置有转轴，所述转轴的一端设置有曲柄，所述曲柄的另一端铰接有滑块，所述滑块设置在所述滑槽内，所述转轴的另一端穿过所述安装板与带有减速器的电机二连接。

2.根据权利要求1所述的碳纤维预浸布生产设备，其特征在于，所述胶槽的另一外壁上且位于所述导向块的下方设置有导向凹槽，所述导向杆的下端设置有滚轮，所述滚轮的侧面与所述导向凹槽相切。

3.根据权利要求1所述的碳纤维预浸布生产设备，其特征在于，所述导向块的侧壁上部设置有限位孔，所述导向杆上设置有与所述限位孔配合的直槽孔，所述导向杆通过穿过所述限位孔和所述直槽孔的螺栓设置在所述导向块上。

4.根据权利要求1所述的碳纤维预浸布生产设备，其特征在于，所述机架上且位于所述转向辊的下方设置有刮胶机构，所述刮胶机构包括两个相互啮合且全等的外齿轮，两个所述外齿轮通过齿轮轴转动设置在所述机架上且位于所述转向辊的端部外侧，所述机架上且位于所述转向辊的另一端部外侧固定设置有两个铰接轴一，两个所述铰接轴一上设置有曲柄二，两个所述外齿轮的下端面均偏心设置有铰接轴二，还包括两个相互平行设置的连杆，所述连杆的一端铰接在所述曲柄二上，另一端铰接设置在所述铰接轴二上，两个所述连杆的相对面均设置有刮板，两个所述刮板之间具有间隔，任意所述外齿轮的齿轮轴上设置有驱动把手。

5.根据权利要求1所述的碳纤维预浸布生产设备，其特征在于，所述机架上所述转向辊远离所述胶槽的一侧设置有输料辊，所述机架上位于所述转向辊和所述输料辊之间且位于所述转向辊的下方设置有料槽，所述料槽内设置有涂胶辊，所述机架上且位于所述料槽的正上方设置有料桶，所述料桶底部设置有料管，所述料管上设置有阀门，所述机架上且位于所述料管的后方设置有中间高两端低的料板，所述料板的高端靠近所述料管设置，所述料管和所述料板的正投影均落在所述料槽内，所述料板通过电推杆二进行上下移动，所述电推杆二固定在所述机架上。

6.根据权利要求1所述的碳纤维预浸布生产设备，其特征在于，所述放卷支架包括两个立柱和设置在两个所述立柱上部之间的传动辊，还包括导轨，两个所述立柱设置在所述导轨上，两个所述立柱的下部设置有加强板，所述导轨上设置有推动所述放卷支架移动的电推杆一。

7.根据权利要求4所述的碳纤维预浸布生产设备，其特征在于，所述机架上所述转向辊靠近所述胶槽的一侧设置有限位辊。

8.根据权利要求1所述的碳纤维预浸布生产设备，其特征在于，所述机架上且位于所述转向辊的下方设置有刮胶机构，所述刮胶机构包括两个相互啮合且全等的外齿轮，两个所述外齿轮通过齿轮轴转动设置在所述机架上且位于所述转向辊的端部外侧，所述机架上且位于所述转向辊的另一端部外侧固定设置有两个铰接轴一，两个所述铰接轴一上设置有曲柄二，两个所述外齿轮的下端面均偏心设置有铰接轴二，还包括两个相互平行设置的连杆，所述连杆的一端铰接在所述曲柄二上，另一端铰接设置在所述铰接轴二上，两个所述连杆的相对面均设置有刮板，两个所述刮板之间具有间隔，任意所述外齿轮的齿轮轴上设置有驱动把手；

所述机架上所述转向辊远离所述胶槽的一侧设置有输料辊，所述机架上位于所述转向辊和所述输料辊之间且位于所述转向辊的下方设置有料槽，所述料槽内设置有涂胶辊，所述机架上且位于所述料槽的正上方设置有料桶，所述料桶底部设置有料管，所述料管上设置有阀门，所述机架上且位于所述料管的后方设置有中间高两端低的料板，所述料板的高端靠近所述料管设置，所述料管和所述料板的正投影均落在所述料槽内，所述料板通过电推杆二进行上下移动，所述电推杆二固定在所述机架上。

9.一种应用根据权利要求8所述的碳纤维预浸布生产设备的生产工艺，其特征在于，具体步骤包括：

(1)：碳纤维布通过所述放卷支架后依次经过所述压辊的下部、所述导向辊的下部和所述转向辊的上部，碳纤维布在所述导向辊和所述转向辊之间处于垂直状态，且位于两个所述刮板之间；

(2)：根据浸胶要求以及所述胶槽内的原料深度，调节所述压辊的位置，使碳纤维布上胶的时间一致；

(3)：根据浸胶要求和碳纤维布的厚度调节两个所述刮板的位置，保证上胶的均匀度；

(4)：根据碳纤维布的上胶情况通过所述涂胶辊和所述料板进行补胶；

(5)：对碳纤维布进行后续处理。

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