CN110923887A - 一种双盘头碳纤整经机 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种双盘头碳纤整经机，包括：展纤装置、冷却牵拉辊组、双盘头收卷装置，其中，展纤装置包括错位集纱装置、分层展纤装置叠加展纤装置，错位集纱装置用以将4n股碳纤维纱线两两叠加，形成2n股碳纤维纱线，分层展纤装置用以对2n股碳纤维纱线同时进行展纤，叠加展纤装置用以将分层展纤后的2n股碳纤维纱线叠加成n股碳纤维纱线后再整体展纤，双盘头收卷装置包括气涨轴以及并列设置在所述气涨轴上的第一收卷盘头、第二收卷盘头。与现有技术相比，本发明实施例提出的双盘头碳纤整经机，首先，通过设置两个收卷盘头，能有效提高收卷效率，其次，展纤装置通过分层展纤再叠加展纤的方式，能够提高纤维纱片的均匀度。

Description

一种双盘头碳纤整经机

技术领域

本发明涉及碳纤维成型技术领域，具体而言，涉及一种双盘头碳纤整经机。

背景技术

碳纤维是含碳量高于90%的无机高分子纤维，通常可以把碳纤维的结构看成两维有序的结晶和孔洞的组成，其中孔洞的含量、大小和分布对碳纤维的性能影响较大。碳纤维材料按照其规格分为：1K碳纤维布、3K碳纤维布、6K碳纤维布、12K碳纤维布、24K及以上大丝束碳纤维布。1K表示一束碳纤维丝中含有1000根原丝，随着科技的发展，研制出来的K数越来越大，大小丝束的划分也会不断的调整。

碳纤维复合材料以其优异的性能在多个领域均有使用，小丝束碳纤维在工艺控制上要求严格，设备造价高，虽然其性能优于大丝束碳纤维，但因为成本和批量化生产效率的问题，迟迟没有大规模应用。因此低成本大丝束碳纤维的应用是发展低成本复合材料技术研究的重要内容。目前，一般48K以上的碳纤维才称为大丝束碳纤维，主要应用在工业领域，如汽车、轨道交通、风电叶片、能源建筑和体育用品等，大丝束碳纤维成为未来碳纤维发展的主流方向。由于小丝束碳纤维应用较早，其技术也相对成熟，故目前大丝束碳纤维的加工多采用小丝束加工的工艺设备。

整经机作为纺织工业中必备设备，主要用于整经。现有的整经机，由于需要兼顾大丝束碳纤维和小丝束碳纤维，且，大丝束碳纤维采用宽门幅收卷盘头收卷，小丝束碳纤维采用窄门幅收卷盘头收卷，来回切换时，影响小丝束碳纤维的整经效率。

有鉴于上述缺陷，本设计人基于从事此类产品工程应用多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种双盘头碳纤整经机，使其更具有实用性。

发明内容

鉴于此，本发明提出了一种双盘头碳纤整经机，旨在解决现有技术中，大丝束碳纤维和小丝束碳纤维切换时，影响小门幅纱片的生产效率的技术问题。

一方面，本发明实施例提出了一种双盘头碳纤整经机，包括：展纤装置、冷却牵拉辊组、双盘头收卷装置；

所述展纤装置包括错位集纱装置、分层展纤装置叠加展纤装置，所述错位集纱装置用以将4n股碳纤维纱线两两叠加，形成2n股碳纤维纱线，所述分层展纤装置用以对2n股碳纤维纱线同时进行展纤，所述叠加展纤装置用以将分层展纤后的2n股碳纤维纱线叠加成n股碳纤维纱线后再整体展纤，其中，n为大于等于1的自然数；

所述双盘头收卷装置包括气涨轴以及并列设置在所述气涨轴上的第一收卷盘头、第二收卷盘头。

进一步地，所述双盘头收卷装置还包括第一张力调节装置、第二张力调节装置、第一张力摆辊、第二张力摆辊、固定过渡辊；

所述第一张力摆辊和所述第二张力摆辊并列设置，所述第一张力摆辊用以控制所述第一收卷盘头收卷时的张力，所述第二张力摆辊用以控制所述第二收卷盘头收卷时的张力；

所述第一张力调节装置设置在所述第一张力摆辊远离所述第二张力摆辊的一端，所述第二张力调节装置设置在所述第二张力摆辊远离所述第一张力摆辊的一端。

进一步地，所述第一张力调节装置包括第一转动臂、第一固定座、第一缓冲弹簧、第一张力传感器、调节拉簧张力器；

所述第一转动臂通过转轴与机架转动连接；

所述第一固定座设置在所述第一转动臂的其中一端，用以通过夹持固定所述第一张力摆辊；

所述第一张力传感器其中一端通过所述第一缓冲弹簧与所述第一转动臂的另一端固接，另一端与所述调节拉簧张力器固接。

进一步地，所述第二张力调节装置包括第二转动臂、第二固定座、第二缓冲弹簧、第二张力传感器、伺服推拉杆；

所述第二转动臂通过转轴与机架转动连接；

所述第二固定座设置在所述第二转动臂的其中一端，用以通过夹持固定所述第二张力摆辊；

所述第二张力传感器其中一端通过所述第二缓冲弹簧与所述第二转动臂的另一端固接，另一端与所述伺服推拉杆固接。

进一步地，还包括放纸装置，所述放纸装置设置两个，分别位于所述第一收卷盘头和所述第二收卷盘头上方，所述放纸装置通过滑轨与支架滑移连接。

进一步地，所述错位集纱装置包括分纱筘、第一过渡辊、第一叠加单元；

所述分纱筘包括两上下平行设置的分纱杆；

所述第一过渡辊水平设置在所述分纱筘和所述第一叠加单元之间；

所述第一叠加单元包括两上下错位设置的第一叠加辊。

进一步地，所述分层展纤装置包括第一定展纤辊、第一滑块、第一滑动展纤辊、第一驱动装置；

所述第一滑块与支架滑移连接；

所述第一滑动展纤辊设置在所述第一滑块上；

所述第一驱动装置用以驱动所述第一滑块竖向滑动。

进一步地，所述叠加展纤装置包括第二叠加单元、第二定展纤辊、第二滑块、第二滑动展纤辊、第二驱动装置；

所述第二叠加单元包括两上下错位设置的第二叠加辊；

所述第二滑动展纤辊设置在所述第二滑块上；

所述第二驱动装置用以驱动所述第二滑块上下滑动。

与现有技术相比，本发明实施例提出的双盘头碳纤整经机，首先，通过设置两个收卷盘头，能有效提高收卷效率，其次，展纤装置通过分层展纤再叠加展纤的方式，能够提高纤维纱片的均匀度。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1为本发明实施例提供的双盘头碳纤整经机整体结构示意图；

图2为本发明实施例提供的双盘头收卷装置的局部放大图；

图3为本发明实施例提供的第一张力调节装置的局部放大图；

图4为本发明实施例提供的第二张力调节装置的局部放大图；

图5为本发明实施例提供的展纤装置的局部放大图；

图6为本发明实施例提供的分纱筘的局部放大图；

附图标记：1、展纤装置；11、错位集纱装置；111、分纱筘；1111、分纱杆；112、第一过渡辊；113、第一叠加单元；1131、第一叠加辊；12、分层展纤装置；121、第一定展纤辊；122、第一滑块；123、第一滑动展纤辊；124、第一驱动装置；13、叠加展纤装置；131、第二叠加单元；1311、第二叠加辊；132、第二定展纤辊；133、第二滑块；134、第二滑动展纤辊；135、第二驱动装置；2、冷却牵拉辊组；3、双盘头收卷装置；31、气涨轴；32、第一收卷盘头；33、第二收卷盘头；34、第一张力调节装置；341、第一转动臂；342、第一固定座；343、第一缓冲弹簧；344、第一张力传感器；345、调节拉簧张力器；35、第二张力调节装置；351、第二转动臂；352、第二固定座；353、第二缓冲弹簧；354、第二张力传感器；355、伺服推拉杆；36、第一张力摆辊；37、第二张力摆辊；38、固定过渡辊；4、放纸装置；5、滑轨。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

参阅图1至图6 ，由图可知，本发明实施例提出的双盘头碳纤整经机，包括：展纤装置1、冷却牵拉辊组2、双盘头收卷装置3，其中，展纤装置1包括错位集纱装置11、分层展纤装置12、叠加展纤装置13，错位集纱装置11用以将4n股碳纤维纱线两两叠加，形成2n股碳纤维纱线，分层展纤装置12用以对2n股碳纤维纱线同时进行展纤，叠加展纤装置13用以将分层展纤后的2n股碳纤维纱线叠加成n股碳纤维纱线后再整体展纤，其中，n为大于等于1的自然数；冷却牵拉辊组2通过转动对碳纤维进行主动牵拉，双盘头收卷装置3包括气涨轴31以及并列设置在气涨轴31上的第一收卷盘头32、第二收卷盘头33。与现有技术相比，首先，本发明实施例通过第一收卷盘头32和第二收卷盘头33同时进行收卷，能够显著提高收卷时的效率，其次，错位集纱装置11、分层展纤装置12和叠加展纤装置13的设置，通过先分层展纤再叠加展纤，使得纱线在展纤时，更加充分且均匀，最后，气涨轴31的设置，使得收卷盘头更换更加方便。

本实施例中，双盘头收卷装置3还包括第一张力调节装置34、第二张力调节装置35、第一张力摆辊36、第二张力摆辊37、固定过渡辊38，其中，第一张力摆辊36和第二张力摆辊37并列设置，第一张力摆辊36用以控制第一收卷盘头32收卷时的张力，第二张力摆辊37用以控制第二收卷盘头33收卷时的张力；第一张力调节装置34设置在第一张力摆辊36远离第二张力摆辊37的一端，第二张力调节装置35设置在第二张力摆辊37远离第一张力摆辊36的一端。在实际收卷时，纱片在第一收卷盘头32和第二收卷盘头33上的初始位置会存在误差，且第一收卷盘头32和第二收卷盘头33设置于同一气涨轴31上，收卷时，第一收卷盘头32和第二收卷盘头33上纤维纱片的张力不一致，容易发生断纱现象，第一张力调节装置34和第二张力调节装置35的设置，能够有效保证第一收卷盘头32和第二收卷盘头33上的张力一致，避免断纱。

本实施例中，第一张力调节装置34包括第一转动臂341、第一固定座342、第一缓冲弹簧343、第一张力传感器344、调节拉簧张力器345，其中，第一转动臂341通过转轴与机架转动连接，第一固定座342设置在第一转动臂341的其中一端，用以通过夹持固定第一张力摆辊36，第一张力传感器344其中一端通过第一缓冲弹簧343与第一转动臂341的另一端固接，另一端与调节拉簧张力器345固接。当第一张力传感器344的数值发生变化时，第一缓冲弹簧343能够起到缓冲作用，调节拉簧张力器345的设置，能够对初始张力值进行调节。

本实施例中，第二张力调节装置35包括第二转动臂351、第二固定座352、第二缓冲弹簧353、第二张力传感器354、伺服推拉杆355，其中，第二转动臂351通过转轴与机架转动连接；第二固定座352设置在第二转动臂351的其中一端，用以通过夹持固定第二张力摆辊37，第二张力传感器354其中一端通过第二缓冲弹簧353与第二转动臂351的另一端固接，另一端与伺服推拉杆355固接，伺服推拉杆355通过伸缩对第二张力摆辊37的张力进行调节。

具体实施时，PLC控制系统根据第一张力传感器344反馈的数值控制气涨轴31的转速（具体可以通过控制与气涨轴31连接的伺服电机的输出转速）以进行张力调节，同时，PLC控制系统通过控制伺服推拉杆355伸缩控制第二张力传感器354的数值与第一张力传感器344的数值一致，以确保第一收卷盘头32和第二收卷盘头33收卷时张力一致。

作为一种优选实施例，为了防止碳纤维纱片粘结在一起，还设置有放纸装置4，与纤维纱架同步放卷，使得每层碳纤维纱片均通过纸隔离，本实施例中，放纸装置4设置两个，分别位于第一收卷盘头32和第二收卷盘头33上方，放纸装置4通过滑轨5与支架滑移连接，便于位置的调节（与收卷盘头在气涨轴上的位置相对应）。

本实施例中，错位集纱装置11包括分纱筘111、第一过渡辊112、第一叠加单元113，其中，分纱筘111包括两上下平行设置的分纱杆1111，第一过渡辊112水平设置在分纱筘111和所述第一叠加单元113之间，第一叠加单元113包括两上下错位设置的第一叠加辊1131；分层展纤装置12包括第一定展纤辊121、第一滑块122、第一滑动展纤辊123、第一驱动装置124，其中，第一滑块122与支架滑移连接，第一滑动展纤辊123设置在第一滑块122上，第一驱动装置124用以驱动第一滑块122竖向滑动，通过第一驱动装置124能够随时调整分层展纤时的包角与张力；叠加展纤装置13包括第二叠加单元131、第二定展纤辊132、第二滑块133、第二滑动展纤辊134、第二驱动装置135，其中，第二叠加单元131包括两上下错位设置的第二叠加辊1311，第二滑动展纤辊134设置在第二滑块133上，第二驱动装置135用以驱动第二滑块133上下滑动，通过第二驱动装置135能够随时调整叠加展纤时的包角与张力。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (8)

1.一种双盘头碳纤整经机，其特征在于，包括：展纤装置（1）、冷却牵拉辊组（2）、双盘头收卷装置（3）；

所述展纤装置（1）包括错位集纱装置（11）、分层展纤装置（12）、叠加展纤装置（13），所述错位集纱装置（11）用以将4n股碳纤维纱线两两叠加，形成2n股碳纤维纱线，所述分层展纤装置（12）用以对2n股碳纤维纱线同时进行展纤，所述叠加展纤装置（13）用以将分层展纤后的2n股碳纤维纱线叠加成n股碳纤维纱线后再整体展纤，其中，n为大于等于1的自然数；

所述双盘头收卷装置（3）包括气涨轴（31）以及并列设置在所述气涨轴（31）上的第一收卷盘头（32）、第二收卷盘头（33）。

2.根据权利要求1所述的双盘头碳纤整经机，其特征在于，所述双盘头收卷装置（3）还包括第一张力调节装置（34）、第二张力调节装置（35）、第一张力摆辊（36）、第二张力摆辊（37）、固定过渡辊（38）；

所述第一张力摆辊（36）和所述第二张力摆辊（37）并列设置，所述第一张力摆辊（36）用以控制所述第一收卷盘头（32）收卷时的张力，所述第二张力摆辊（37）用以控制所述第二收卷盘头（33）收卷时的张力；

所述第一张力调节装置（34）设置在所述第一张力摆辊（36）远离所述第二张力摆辊（37）的一端，所述第二张力调节装置（35）设置在所述第二张力摆辊（37）远离所述第一张力摆辊（36）的一端。

3.根据权利要求2所述的双盘头碳纤整经机，其特征在于，所述第一张力调节装置（34）包括第一转动臂（341）、第一固定座（342）、第一缓冲弹簧（343）、第一张力传感器（344）、调节拉簧张力器（345）；

所述第一转动臂（341）通过转轴与机架转动连接；

所述第一固定座（342）设置在所述第一转动臂（341）的其中一端，用以通过夹持固定所述第一张力摆辊（36）；

所述第一张力传感器（344）其中一端通过所述第一缓冲弹簧（343）与所述第一转动臂（341）的另一端固接，另一端与所述调节拉簧张力器（345）固接。

4.根据权利要求3所述的双盘头碳纤整经机，其特征在于，所述第二张力调节装置（35）包括第二转动臂（351）、第二固定座（352）、第二缓冲弹簧（353）、第二张力传感器（354）、伺服推拉杆（355）；

所述第二转动臂（351）通过转轴与机架转动连接；

所述第二固定座（352）设置在所述第二转动臂（351）的其中一端，用以通过夹持固定所述第二张力摆辊（37）；

所述第二张力传感器（354）其中一端通过所述第二缓冲弹簧（353）与所述第二转动臂（351）的另一端固接，另一端与所述伺服推拉杆（355）固接。

5.根据权利要求1所述的双盘头碳纤整经机，其特征在于，还包括放纸装置（4），所述放纸装置（4）设置两个，分别位于所述第一收卷盘头（32）和所述第二收卷盘头（33）上方，所述放纸装置（4）通过滑轨（5）与支架滑移连接。

6.根据权利要求1所述的双盘头碳纤整经机，其特征在于，所述错位集纱装置（11）包括分纱筘（111）、第一过渡辊（112）、第一叠加单元（113）；

所述分纱筘（111）包括两上下平行设置的分纱杆（1111）；

所述第一过渡辊（112）水平设置在所述分纱筘（111）和所述第一叠加单元（113）之间；

所述第一叠加单元（113）包括两上下错位设置的第一叠加辊（1131）。

7.根据权利要求6所述的双盘头碳纤整经机，其特征在于，所述分层展纤装置（12）包括第一定展纤辊（121）、第一滑块（122）、第一滑动展纤辊（123）、第一驱动装置（124）；

所述第一滑块（122）与支架滑移连接；

所述第一滑动展纤辊（123）设置在所述第一滑块（122）上；

所述第一驱动装置（124）用以驱动所述第一滑块（122）竖向滑动。

8.根据权利要求7所述的双盘头碳纤整经机，其特征在于，所述叠加展纤装置（13）包括第二叠加单元（131）、第二定展纤辊（132）、第二滑块（133）、第二滑动展纤辊（134）、第二驱动装置（135）；

所述第二叠加单元（131）包括两上下错位设置的第二叠加辊（1311）；

所述第二滑动展纤辊（134）设置在所述第二滑块（133）上；

所述第二驱动装置（135）用以驱动所述第二滑块（133）上下滑动。

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