CN111157320A - 纤维纱拉伸试样制作设备 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种纤维纱拉伸试样制作设备,包括放卷系统、张力检测系统、浸润系统、固化箱及收卷系统，张力检测系统、浸润系统及固化箱位于放卷系统与收卷系统之间，收卷系统提供动力以收卷纤维纱，张力检测系统实时检测纤维纱的张力，放卷系统与收卷系统相互平衡以保持纤维纱的张力恒定，纤维纱从放卷系统经过张力检测系统，进入浸润系统浸胶，通过固化箱被固化后由收卷系统收卷。本发明能够方便地制作出纤维纱拉伸试样，可用作测评纤维纱的力学性能，以评定纱线质量的优劣，同时也为用户或试验室提供了检测条件。
Description
技术领域
本发明属于纤维纱性能检测技术领域，特别是涉及一种纤维纱拉伸试样制作设备。
背景技术
纤维制品例如碳纤维纱、玻璃纤维纱等，目前已广泛应用于加工制造行业，由于材料性能优异，通过与各类树脂的组合，形成多种可设计性强、轻质、耐腐蚀的新材料，因此，纤维纱成为制备新材料的关键原材料。
拉伸强度是衡量各类纤维纱质量的重要指标，直接影响到产品的拉伸性能，但是在纤维纱的检验中，无法对单束纤维纱进行拉伸性能检测，只能通过对相应的产品进行拉伸性能检验，反向推导出纤维纱质量的优劣，因此亟需设计一种可用于纤维纱单束拉伸试样制作的设备。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种纤维纱拉伸试样制作设备，用于解决现有技术中无法对单束纤维纱进行拉伸性能检测的问题。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种纤维纱拉伸试样制作设备，包括放卷系统、张力检测系统、浸润系统、固化箱及收卷系统，所述张力检测系统、浸润系统及固化箱位于所述放卷系统与所述收卷系统之间，所述收卷系统提供动力以收卷纤维纱，所述张力检测系统实时检测纤维纱的张力，所述放卷系统与所述收卷系统相互平衡以保持纤维纱的张力恒定，所述放卷系统及所述收卷系统均包括伺服电机、磁粉离合器及安全卡座，所述伺服电机通过所述磁粉离合器驱动两个所述安全卡座同时正转或反转；纤维纱从所述放卷系统经过所述张力检测系统，进入所述浸润系统浸胶，通过所述固化箱被固化后由所述收卷系统收卷。
进一步，所述放卷系统及所述收卷系统还包括底座、气涨轴及磁粉制动器，两个所述安全卡座相对设置于所述底座上，所述气涨轴连接于两个所述安全卡座之间，所述磁粉离合器通过两个联轴器分别与所述伺服电机及一个所述安全卡座连接。
进一步，所述磁粉制动器安装于另一个所述安全卡座上以提供阻尼。
进一步，所述张力检测系统包括支座、轴承座、滚轮轴及张力传感器，两个所述张力传感器对称设置于所述支座上，两个所述轴承座对应安装在两个所述张力传感器上，所述滚轮轴连接于两个所述轴承座之间，且所述滚轮轴上设置有滚轮，所述纤维纱通过所述滚轮时，所述张力传感器能够实时检测所述纤维纱的张力。
进一步，所述张力检测系统还包括导向光轴，所述导向光轴设置于所述支座靠近所述轴承座的一端，且所述导向光轴的高度可调节。
进一步，所述浸润系统包括第一导向辊、纱梳、第二导向辊、压辊及胶槽，所述第一导向辊和所述第二导向辊分别位于所述纱梳的两侧，且所述第二导向辊的高度低于所述第一导向辊的高度，所述纱梳设置于所述胶槽的左侧，所述压辊可旋转地设置于所述胶槽的上方。
进一步，所述浸润系统还包括循环水箱，所述循环水箱位于所述胶槽的下方，所述胶槽内部为中空结构，所述胶槽底部通过水管与所述循环水箱连接。
进一步，所述浸润系统还包括支架、导向轴及刮胶板，所述支架设置于所述胶槽的右侧，所述导向轴及所述刮胶板并排设置于所述支架上，所述刮胶板较所述导向轴更靠近所述固化箱，且所述导向轴的上表面与所述固化箱的进口中心齐平，所述纤维纱通过所述导向轴进入所述固化箱。
进一步，所述浸润系统还包括接胶板，所述接胶板设置于所述刮胶板的下方，且所述接胶板的一端向所述胶槽倾斜。
进一步，所述固化箱上设置有温度传感器。
如上所述，本发明的纤维纱拉伸试样制作设备，具有以下有益效果：
通过本发明的纤维纱拉伸试样制作设备，使纤维纱从放卷系统经过张力检测系统，进入浸润系统浸胶，通过固化箱被固化后由收卷系统收卷，能够方便地制作出纤维纱拉伸试样，可用作测评纤维纱的力学性能，以评定纱线质量的优劣，同时也为用户或试验室提供了检测条件。
附图说明
图1为本发明实施例提供的纤维纱拉伸试样制作设备的结构主视图；
图2为图1的俯视图；
图3为收卷系统的结构示意图；
图4为张力检测系统及浸润系统的结构示意图；
图5为图4中框线部分的放大图；
图6为图4的俯视图。
零件标号说明
100-放卷系统；200-张力检测系统；21-支座；22-导向光轴；221-连接板；23-轴承座；24-滚轮轴；25-滚轮；26-张力传感器；300-浸润系统；31-第一导向辊；32-纱梳；33-第二导向辊；34-压辊；35-胶槽；36-循环水箱；361-水管；37-支架；38-导向轴；39-刮胶板；40-接胶板；400-固化箱；41-温度传感器；500-收卷系统；51-底座；52-伺服电机；53-联轴器；54-磁粉离合器；55-安全卡座；56-气涨轴；57-磁粉制动器。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
请结合图1及图2所示，本发明提供一种纤维纱拉伸试样制作设备，包括放卷系统100、张力检测系统200、浸润系统300、固化箱400及收卷系统500，所述张力检测系统200、浸润系统300及固化箱400位于所述放卷系统100与所述收卷系统500之间，所述收卷系统500提供动力以收卷纤维纱，所述张力检测系统200实时检测纤维纱的张力，所述放卷系统100与所述收卷系统500相互平衡以保持纤维纱的张力恒定，纤维纱从所述放卷系统100经过所述张力检测系统200，进入所述浸润系统300浸胶，通过所述固化箱400被固化后由所述收卷系统500收卷。
参阅图3，所述放卷系统100与所述收卷系统500结构相同，以收卷系统500为例，包括底座51、伺服电机52、磁粉离合器54、安全卡座55、气涨轴56及磁粉制动器57，两个所述安全卡座55相对设置于所述底座51上，所述气涨轴56连接于两个所述安全卡座55之间，所述磁粉离合器54通过两个联轴器53分别与所述伺服电机52及一个所述安全卡座55连接，所述伺服电机52通过所述磁粉离合器54驱动两个所述安全卡座55同时正转或反转。并且，所述磁粉制动器57安装于另一个所述安全卡座55上以提供阻尼。
具体的，所述收卷系统500提供动力进行收卷时，所述放卷系统100提供阻尼力，二者配合以保证所述纤维纱始终保持张力恒定。通过所述磁粉离合器54能够控制伺服电机52的输出扭矩，从而以此调节放卷系统100中的磁粉制动器的阻尼。本实施例中，所述收卷系统500的伺服电机52工作，驱动对应的所述安全卡座55正转（顺时针旋转）以进行收卷，同时，所述放卷系统100的伺服电机不工作，其对应的磁粉制动器工作，以给纤维纱提供阻尼力，纤维纱卷设置于放卷系统100的气涨轴上，在被牵引的过程中始终保持张力恒定。所述收卷系统500与所述放卷系统100可以根据需求调换作业，从而改变纤维纱的走向方向。例如，在需要将多余纱线收回时，可以通过所述放卷系统100的伺服电机工作，驱动其对应的安全卡座反转（逆时针旋转）以收回多余纱线。
参阅图4至图6，所述张力检测系统200包括支座21、轴承座23、滚轮轴24及张力传感器26，两个所述张力传感器26对称设置于所述支座21上，两个所述轴承座23对应安装在两个所述张力传感器26上，所述滚轮轴24连接于两个所述轴承座23之间，且所述滚轮轴24上设置有滚轮25，所述纤维纱通过所述滚轮25时，所述张力传感器26能够实时检测所述纤维纱的张力。具体的，所述滚轮25可以沿所述滚轮轴24滑动，从而适应所述纤维纱的多向交叉性，所述纤维纱从所述放卷系统100进入所述张力检测系统200后，当经过所述滚轮轴24上的滚轮25时，纤维纱对所述滚轮25产生作用力，从而经过所述滚轮轴24传递至张力传感器26，以获得所述纱线的张力值，并根据需求使所述纱线的张力保持恒定，从而保证所述纱线进入浸润系统300后的浸胶时间以及后续进入固化箱400后的固化时间。
并且，所述张力检测系统200还包括导向光轴22，所述导向光轴22设置于所述支座21靠近所述轴承座23的一端，且所述导向光轴22的高度可调节。具体的，所述导向光轴22通过连接板221固定在支座21上，不仅可以对纤维纱起到导向作用，而且可以根据需求调节连接板221的位置以改变导向光轴22的高度，从而增加所述纤维纱的张力。
所述浸润系统300包括第一导向辊31、纱梳32、第二导向辊33、压辊34及胶槽35，所述第一导向辊31和所述第二导向辊33分别位于所述纱梳32的两侧，且所述第二导向辊33的高度低于所述第一导向辊31的高度，所述纱梳32设置于所述胶槽35的左侧，所述压辊34可旋转地设置于所述胶槽35的上方。具体的，所述第一导向辊31、第二导向辊33及纱梳32均安装在支座21上，所述纱梳32用于对所述纤维纱进行分流和导向，所述第一导向辊31及第二导向辊33用于对所述纤维纱进行导向，并且通过第一导向辊31与第二导向辊33的高度差提供张力。纤维纱到达浸润系统300时，依次通过第一导向辊31、纱梳32及第二导向辊33被导入至所述胶槽35内。
并且，所述浸润系统300还包括循环水箱36，所述循环水箱36位于所述胶槽35的下方，所述胶槽35内部为中空结构，所述胶槽35底部通过水管361与所述循环水箱36连接。具体的，所述水管361分别为进水管和出水管，通过进水管和出水管使循环水箱36实现胶槽35中空结构内的水反复循环，通过对循环水箱36内的水进行加热，保证胶槽35内的温度恒定，从而对于胶槽35底部加入的树脂胶液，能够保证树脂胶液的性能稳定。纤维纱进入胶槽35后，通过所述压辊34作用，使纤维纱与树脂胶液充分接触，保证纤维纱能够完全浸润。本实施例中，设置有两个压辊34，其他实施例中，所述压辊34的数量可根据实际需求设定。
所述浸润系统300还包括支架37、导向轴38及刮胶板39，所述支架37设置于所述胶槽35的右侧，所述导向轴38及所述刮胶板39并排设置于所述支架37上，所述支架37可以调节所述导向轴38的高度，使所述导向轴38的上表面与所述固化箱400的进口中心齐平，以使浸胶后的纤维纱能够精准地进入所述固化箱400。所述刮胶板39较所述导向轴38更靠近所述固化箱400，经胶槽35浸润后的纤维纱通过导向轴38进入到固化箱400前，由刮胶板39去除纤维纱上多余的树脂胶液。
所述浸润系统300还包括接胶板40，所述接胶板40设置于所述刮胶板39的下方，且所述接胶板40的一端向所述胶槽35倾斜。通过所述接胶板40可使刮胶板39去除的多余树脂胶液回流至所述胶槽35内。
另外，为了控制和调节所述固化箱400的固化温度，所述固化箱400上设置有温度传感器41。当浸润树脂胶液的纤维纱进入到固化箱400内进行固化时，温度传感器41将固化箱400的实时温度传递给控制系统，控制系统控制固化箱400加热时间及温度，保证固化箱400内的温度恒定，温度偏差达到±10℃，保证浸胶后的纤维纱固化完全。
固化完成后的纤维纱束到达收卷系统500进行收卷，可根据需求进行切段，完成拉伸试验样条的制作。
另外，所述支座21底部设置有滑轮，可以根据需求移动支座21的位置。
纤维纱拉伸试样制作设备具体进行作业时，放卷系统100中气涨轴上的纤维纱在收卷系统500的牵引下进入张力检测系统200，纤维纱从导向光轴22通过滚轮25时，张力传感器26对纤维纱的张力进行实时检测，纤维纱到达浸润系统300时，通过导向辊与纱梳32导向进入到胶槽35内，在压辊34作用下与胶槽35内的树脂胶液充分浸润，浸润后的纤维纱通过导向轴38进入到固化箱400，在固化箱400固化成型后又由收卷系统500进行收卷。
综上，在本发明实施例提供的纤维纱拉伸试样制作设备中，通过本发明的纤维纱拉伸试样制作设备，使纤维纱从放卷系统经过张力检测系统，进入浸润系统300浸胶，通过固化箱被固化后由收卷系统收卷，能够方便地制作出纤维纱拉伸试样，可用作测评纤维纱的力学性能，以评定纱线质量的优劣，同时也为用户或试验室提供了检测条件。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
Claims (10)
1.一种纤维纱拉伸试样制作设备，其特征在于：包括放卷系统、张力检测系统、浸润系统、固化箱及收卷系统，所述张力检测系统、浸润系统及固化箱位于所述放卷系统与所述收卷系统之间，所述收卷系统提供动力以收卷纤维纱，所述张力检测系统实时检测纤维纱的张力，所述放卷系统与所述收卷系统相互平衡以保持纤维纱的张力恒定，所述放卷系统及所述收卷系统均包括伺服电机、磁粉离合器及安全卡座，所述伺服电机通过所述磁粉离合器驱动两个所述安全卡座同时正转或反转；纤维纱从所述放卷系统经过所述张力检测系统，进入所述浸润系统浸胶，通过所述固化箱被固化后由所述收卷系统收卷。
2.根据权利要求1所述的纤维纱拉伸试样制作设备，其特征在于：所述放卷系统及所述收卷系统还包括底座、气涨轴及磁粉制动器，两个所述安全卡座相对设置于所述底座上，所述气涨轴连接于两个所述安全卡座之间，所述磁粉离合器通过两个联轴器分别与所述伺服电机及一个所述安全卡座连接。
3.根据权利要求2所述的纤维纱拉伸试样制作设备，其特征在于：所述磁粉制动器安装于另一个所述安全卡座上以提供阻尼。
4.根据权利要求1所述的纤维纱拉伸试样制作设备，其特征在于：所述张力检测系统包括支座、轴承座、滚轮轴及张力传感器，两个所述张力传感器对称设置于所述支座上，两个所述轴承座对应安装在两个所述张力传感器上，所述滚轮轴连接于两个所述轴承座之间，且所述滚轮轴上设置有滚轮，所述纤维纱通过所述滚轮时，所述张力传感器能够实时检测所述纤维纱的张力。
5.根据权利要求4所述的纤维纱拉伸试样制作设备，其特征在于：所述张力检测系统还包括导向光轴，所述导向光轴设置于所述支座靠近所述轴承座的一端，且所述导向光轴的高度可调节。
6.根据权利要求1所述的纤维纱拉伸试样制作设备，其特征在于：所述浸润系统包括第一导向辊、纱梳、第二导向辊、压辊及胶槽，所述第一导向辊和所述第二导向辊分别位于所述纱梳的两侧，且所述第二导向辊的高度低于所述第一导向辊的高度，所述纱梳设置于所述胶槽的左侧，所述压辊可旋转地设置于所述胶槽的上方。
7.根据权利要求6所述的纤维纱拉伸试样制作设备，其特征在于：所述浸润系统还包括循环水箱，所述循环水箱位于所述胶槽的下方，所述胶槽内部为中空结构，所述胶槽底部通过水管与所述循环水箱连接。
8.根据权利要求6所述的纤维纱拉伸试样制作设备，其特征在于：所述浸润系统还包括支架、导向轴及刮胶板，所述支架设置于所述胶槽的右侧，所述导向轴及所述刮胶板并排设置于所述支架上，所述刮胶板较所述导向轴更靠近所述固化箱，且所述导向轴的上表面与所述固化箱的进口中心齐平，所述纤维纱通过所述导向轴进入所述固化箱。
9.根据权利要求8所述的纤维纱拉伸试样制作设备，其特征在于：所述浸润系统还包括接胶板，所述接胶板设置于所述刮胶板的下方，且所述接胶板的一端向所述胶槽倾斜。
10.根据权利要求1所述的纤维纱拉伸试样制作设备，其特征在于：所述固化箱上设置有温度传感器。
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