CN112141817B - 一种用于高压氢瓶生产线中的多线束纤维展丝张力控制装置 - Google Patents

一种用于高压氢瓶生产线中的多线束纤维展丝张力控制装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于高压氢瓶生产线中的多线束纤维展丝张力控制装置，碳纤维展丝张力控制装置和玻纤维展丝张力控制装置呈上下位置安装于丝架上，碳纤维展丝张力控制装置由若干碳纤维展丝张力控制机构构成，玻纤维展丝张力控制装置由若干玻纤维展丝张力控制机构构成；在丝架后端上固定设置有带第一穿线通孔组和第二穿线通孔组的分线板，第一穿线通孔组由若干第一穿线通孔组成，第一穿线通孔与碳纤维展丝张力控制机构数量对应且一一匹配；第二穿线通孔组由若干第二穿线通孔组成，第二穿线通孔与玻纤维展丝张力控制机构数量对应且一一匹配。采用上述装置可以保证展丝过程中纤维丝束张力稳定可控且不易产生起毛、打结等现象。

Description

一种用于高压氢瓶生产线中的多线束纤维展丝张力控制装置
技术领域
本发明涉及高压氢瓶制造领域，尤其涉及一种用于高压氢瓶生产线中的多线束纤维展丝张力控制装置。
背景技术
碳纤维是由有机纤维在高温环境下裂解碳化形成碳主链机构的无机纤维，是一种含碳量高于90%的无机纤维，具有高强度（强度比密度）、高比刚度（模量比密度）性能、耐腐蚀、耐疲劳等特性，因此被广泛应用于高压氢瓶上。
高压氢瓶中的纤维层由碳纤维层和玻纤维层构成，碳纤维层由碳纤维丝束采用湿法缠绕构成，玻纤维层由玻纤维丝束采用湿法缠绕构成、包裹于碳纤维层上、用以保护碳纤维层。其中，碳纤维层是高压氢瓶中承受内部高压的主要载体(主要承受75%~95%的压力)。碳纤维、玻纤维铺层技术和质量直接决定了高压氢瓶的耐压等级和使用寿命：如纤维丝束缠绕线型直接控制高压氢瓶在工作时的应力分布状况；碳纤维丝束和玻纤维丝束的张力直接对高压氢瓶的纤维层的强度、密实度、含胶量等产生影响；浸胶量直接影响到纤维层质量、层孔隙率及厚度。总之，碳纤维丝束、玻纤维丝束缠绕是高压氢瓶制造过程中的核心工序，通过缠绕工序，将碳纤维丝束、玻纤维丝束缠绕到铝合金内胆外面，最终使得高压氢瓶能够承受超高压力。
然而在碳纤维湿法缠绕过程中，由于使用了多根碳纤维丝束一起进行缠绕，且每一根碳纤维丝束都是由上千根碳纤维细丝集束而成，在这个过程中，如何保证多根碳纤维丝束不起毛、不打结，以及如何保证每根碳纤维丝束在缠绕时的张力相同，直接决定了缠绕在铝内胆上的碳纤维层能否充分发挥其理论强度等特性。目前很多国内的厂家采用普通机械式丝架进行碳纤维丝束缠绕，碳纤维丝束出丝后通过导辊的自传调整碳纤维丝束的张力。采用普通机械式丝架进行碳纤维缠绕存在如下主要缺点：
1、 碳纤维丝束张力不稳定且不均匀，可能导致后期浸胶量不一致，影响碳纤维缠绕质量；
2、碳纤维丝束表面容易摩擦起毛，使碳纤维强度降低，离散系数变大，导致后续浸胶不充分，从而导致碳纤维层容易产生空隙，影响碳纤维的力学性能；
3、多根碳纤维丝束一起进行缠绕容易打结，从而导致缠绕中断。
发明内容
为方便描述，这里将碳纤维丝束、玻纤维丝束统称为纤维丝束。本发明所需解决的技术问题是：提供一种结构紧凑、展丝缠绕效率高、展丝过程中纤维丝束张力稳定可控且不易产生起毛、打结等现象的用于高压氢瓶生产线中的多线束纤维展丝张力控制装置。
为解决上述问题，本发明采用的技术方案是：所述的一种用于高压氢瓶生产线中的多线束纤维展丝张力控制装置，包括：丝架，碳纤维展丝张力控制装置和玻纤维展丝张力控制装置呈上下位置安装于丝架上，所述的碳纤维展丝张力控制装置由若干碳纤维展丝张力控制机构构成，各碳纤维展丝张力控制机构由前至后呈一直线排列设置于丝架上，所述的玻纤维展丝张力控制装置由若干玻纤维展丝张力控制机构构成，各玻纤维展丝张力控制机构由前至后呈一直线排列设置于丝架上；在碳纤维展丝张力控制装置和玻纤维展丝张力控制装置后方的丝架上固定设置有分线板，在分线板上设置有上下两行穿线通孔组：第一穿线通孔组和第二穿线通孔组，第一穿线通孔组由若干由左至右依次间隔排列的第一穿线通孔组成，第一穿线通孔与碳纤维展丝张力控制机构的数量对应且一一匹配，从各碳纤维展丝张力控制机构输出的碳纤维丝束穿过对应第一穿线通孔；第二穿线通孔组由若干由左至右依次间隔排列的第二穿线通孔组成，第二穿线通孔与玻纤维展丝张力控制机构的数量对应且一一匹配，从各玻纤维展丝张力控制机构输出的玻纤维丝束穿过对应第二穿线通孔。
进一步地，前述的一种用于高压氢瓶生产线中的多线束纤维展丝张力控制装置，其中，每个碳纤维展丝张力控制机构的结构包括：固定套设有第一展丝辊的第一支撑辊轴、第一导向辊轴、第一调节辊轴和带张力传感器的第一测力辊轴，第一支撑辊轴、第一导向辊轴、第一调节辊轴和第一测力辊轴相互平行设置；第一调节辊轴一端为由第一辊轴和第二辊轴构成的U形调节端，第一调节辊轴的另一端为驱动端，第一调节辊轴的驱动端通过对应轴承座支撑安装于丝架的安装面板上，且第一调节辊轴与安装面板垂直，第一调节辊轴的驱动端由第一驱动装置驱动、使第一调节辊轴绕自身轴线转动；第一导向辊轴一端固定安装于第一调节辊轴上方的安装面板上，第一测力辊轴一端固定安装于第一调节辊轴下方的安装面板上；第一支撑辊轴一端为驱动端，第一支撑辊轴另一端为套入端，第一支撑辊轴的驱动端通过对应轴承座支撑设置于第一导向辊轴前方的安装面板上，第一支撑辊轴的驱动端由第二驱动装置驱动、使第一支撑辊轴绕自身轴线转动，在第一展丝辊与第一支撑辊轴上还设置有将套于第一展丝辊上的碳纤维团丝筒固定于第一展丝辊上的第一固定结构；碳纤维团丝筒上的碳纤维丝束经第一导向辊轴上端前侧绕上第一导向辊轴后依次绕经第一辊轴、第二辊轴和第一测力辊轴，然后从第一测力辊轴下端后侧绕出。
进一步地，前述的一种用于高压氢瓶生产线中的多线束纤维展丝张力控制装置，其中，各第一测力辊轴上的张力传感器、各第一驱动装置均与控制装置连接；控制装置能根据各第一测力辊轴上的张力传感器测得的张力值控制对应第一驱动装置驱动对应第一调节辊轴转动的角度、从而调节缠绕于对应碳纤维展丝张力控制机构上的碳纤维丝束的张力。
进一步地，前述的一种用于高压氢瓶生产线中的多线束纤维展丝张力控制装置，其中，第一调节辊轴为防静电辊轴；在每个第一穿线通孔中均固定镶嵌有陶瓷套管。
进一步地，前述的一种用于高压氢瓶生产线中的多线束纤维展丝张力控制装置，其中，所述的第一固定结构为：在靠近第一支撑辊轴的驱动端的第一展丝辊端部设置有第一轴肩，在靠近第一支撑辊轴的套入端的第一支撑辊轴端面上向内开设有第一螺纹孔，碳纤维团丝筒套于第一展丝辊上后，第一夹紧胀塞上的锁紧螺钉旋紧于第一螺纹孔中，将位于第一展丝辊上的碳纤维团丝筒夹紧固定于第一轴肩与第一夹紧胀塞之间；所述的第一夹紧胀塞上的胀塞结构为带圆台面的T型结构。
进一步地，前述的一种用于高压氢瓶生产线中的多线束纤维展丝张力控制装置，其中，每个玻纤维展丝张力控制机构的结构包括：固定套设有第二展丝辊的第二支撑辊轴、第二导向辊轴、第二调节辊轴和带张力传感器的第二测力辊轴，第二支撑辊轴、第二导向辊轴、第二调节辊轴和第二测力辊轴相互平行设置；第二调节辊轴一端为由第三辊轴和第四辊轴构成的U形调节端，第二调节辊轴的另一端为驱动端，第二调节辊轴的驱动端通过对应轴承座支撑安装于丝架的安装面板上，且第二调节辊轴与安装面板垂直，第二调节辊轴的驱动端由第三驱动装置驱动、使第二调节辊轴绕自身轴线转动；第二导向辊轴一端固定安装于第二调节辊轴下方的安装面板上，第二测力辊轴一端固定安装于第二调节辊轴上方的安装面板上；第二支撑辊轴一端为驱动端，第二支撑辊轴另一端为套入端，第二支撑辊轴的驱动端通过对应轴承座支撑设置于第二导向辊轴前方的安装面板上，第二支撑辊轴的驱动端由第四驱动装置驱动、使第二支撑辊轴绕自身轴线转动，在第二展丝辊与第二支撑辊轴上还设置有将套于第二展丝辊上的玻纤维团丝筒固定于第二展丝辊上的第二固定结构；玻纤维团丝筒上的玻纤维丝束经第二导向辊轴下端前侧绕上第二导向辊轴后依次绕经第三辊轴、第四辊轴和第二测力辊轴，然后从第二测力辊轴上端后侧绕出。
进一步地，前述的一种用于高压氢瓶生产线中的多线束纤维展丝张力控制装置，其中，各第二测力辊轴上的张力传感器、各第三驱动装置均与控制装置连接；控制装置能根据各第二测力辊轴上的张力传感器测得的张力值控制对应第三驱动装置驱动对应第二调节辊轴转动的角度、从而调节缠绕于对应玻纤维展丝张力控制机构上的玻纤维丝束的张力。
进一步地，前述的一种用于高压氢瓶生产线中的多线束纤维展丝张力控制装置，其中，第二调节辊轴为防静电辊轴；在每个第二穿线通孔中均固定镶嵌有陶瓷套管。
进一步地，前述的一种用于高压氢瓶生产线中的多线束纤维展丝张力控制装置，其中，所述的第二固定结构为：在靠近第二支撑辊轴的驱动端的第二展丝辊端部设置有第二轴肩，在靠近第二支撑辊轴的套入端的第二支撑辊轴端面上向内开设有第二螺纹孔，玻纤维团丝筒套于第二展丝辊上后，第二夹紧胀塞上的锁紧螺钉旋紧于第二螺纹孔中，将位于第二展丝辊上的玻纤维团丝筒夹紧固定于第二轴肩与第二夹紧胀塞之间；所述的第二夹紧胀塞上的胀塞结构为带圆台面的T型结构。
本发明的有益效果是：①将碳纤维展丝张力控制装置和玻纤维展丝张力控制装置呈上下位置安装于丝架上，碳纤维展丝张力控制装置和玻纤维展丝张力控制装置可以共用一个浸胶槽和气瓶装夹工装，使整个纤维展丝缠绕设备更加紧凑，减少设备占用空间；此外，碳纤维缠绕完毕后即可进行玻纤维缠绕，无需对气瓶进行二次装夹，大大提高了纤维展丝缠绕效率；②各碳纤维展丝张力控制机构、各玻纤维展丝张力控制机构的具体结构设计既能保证展丝过程中各根碳纤维丝束、及各根玻纤维丝束的张力稳定可控，又能极大地改善纤维丝束摩擦起毛现象、提高后续纤维缠绕质量及缠绕效率；此外，各根碳纤维丝束、及各根玻纤维丝束经分线板输送至浸胶槽单独浸胶，一方面确保每根碳纤维丝束、玻纤维丝束均能充分浸胶，另一方面确保每根碳纤维丝束浸胶量均相同，每根玻纤维丝束浸胶量均相同，从而保证后续纤维缠绕质量；③第一调节辊轴和第二调节辊轴均采用防静电辊轴，可以消除纤维展丝过程中产生的静电，改善纤维易起毛、易起静电及打捻现象，提高后续纤维缠绕质量及缠绕效率；④在每个第一穿线通孔和每个第二穿线通孔中均固定镶嵌有陶瓷套管，各根碳纤维丝束、及各根玻纤维丝束穿过对应陶瓷套管，各根碳纤维丝束、及各根玻纤维丝束与对应陶瓷套管内壁的摩擦小，改善纤维打结、起毛现象，提高后续纤维缠绕质量及缠绕效率。
附图说明
图1是本发明所述的一种用于高压氢瓶生产线中的多线束纤维展丝张力控制装置的结构示意图。
图2是图1右视方向中分线板的结构示意图。
图3是图1中单个碳纤维展丝张力控制机构的结构示意图。
图4是图3中A-A剖视方向的内部结构示意图。
图5是图3中B-B剖视方向的内部结构示意图。
图6是图3中的第一调节辊轴转动至处于最大转动角度时的状态示意图。
图7是图1中单个玻纤维展丝张力控制机构的结构示意图。
图8是图7中C-C剖视方向的内部结构示意图。
图9是图7中D-D剖视方向的内部结构示意图。
图10是图7中的第二调节辊轴转动至处于最大转动角度时的状态示意图。
具体实施方式
下面结合附图及优选实施例对本发明所述的技术方案作进一步详细的说明。
实施例一
如图1所示，本实施例中所述的一种用于高压氢瓶生产线中的多线束纤维展丝张力控制装置，包括：丝架1，碳纤维展丝张力控制装置和玻纤维展丝张力控制装置呈上下位置安装于丝架1上。在丝架1后方设置一个浸胶槽5和一个气瓶装夹工装。本实施例中所述的碳纤维展丝张力控制装置由若干碳纤维展丝张力控制机构2构成，各碳纤维展丝张力控制机构2由前至后呈一直线排列设置于丝架1上。本实施例中所述的玻纤维展丝张力控制装置由若干玻纤维展丝张力控制机构3构成，各玻纤维展丝张力控制机构3由前至后呈一直线排列设置于丝架1上。
如图1和图2所示，在碳纤维展丝张力控制装置和玻纤维展丝张力控制装置后方的丝架1上固定设置有分线板4，在分线板4上设置有上下两行穿线通孔组：第一穿线通孔组和第二穿线通孔组，第一穿线通孔组由若干由左至右依次间隔排列的第一穿线通孔41组成，第一穿线通孔41的数量与碳纤维展丝张力控制机构2的数量相同，且各第一穿线通孔41与各碳纤维展丝张力控制机构2一一对应匹配，从各碳纤维展丝张力控制机构2输出的碳纤维丝束61穿过对应第一穿线通孔41后输送至浸胶槽5中。第二穿线通孔组由若干由左至右依次间隔排列的第二穿线通孔42组成，第二穿线通孔42的数量与玻纤维展丝张力控制机构2的数量相同，且各二穿线通孔42与各玻纤维展丝张力控制机构2一一对应匹配。从各玻纤维展丝张力控制机构2输出的玻纤维丝束71穿过对应第二穿线通孔42后输送至浸胶槽5中。
本实施例中，在每个第一穿线通孔41和每个第二穿线通孔42中均固定镶嵌有陶瓷套管43，从而使各碳纤维丝束、各玻纤维丝束与对应陶瓷套管43的内壁接触，陶瓷套管43的内壁更加光滑，进一步降低各碳纤维丝束、各玻纤维丝束的打结、起毛率。
目前高压氢瓶多为先用4根碳纤维丝束进行湿法缠绕形成碳纤维层，然后再用4根玻纤维丝束进行湿法缠绕形成玻纤维层。因而碳纤维展丝张力控制机构2和玻纤维展丝张力控制机构3的数量通常设置一致，各碳纤维展丝张力控制机构2和各玻纤维展丝张力控制机构3分别成上下对称布置。
上述结构分布设置具有如下优点：碳纤维展丝张力控制装置和玻纤维展丝张力控制装置可以共用一个浸胶槽和气瓶装夹工装，使整个纤维展丝缠绕设备更加紧凑，减少设备占用空间；此外，碳纤维缠绕完毕后即可进行玻纤维缠绕，无需对气瓶进行二次装夹，大大提高了纤维展丝缠绕效率。
实施例二
本实施例是在实施例一的基础上对碳纤维展丝张力控制机构2的具体结构进行设计。如图3、图4和图5所示，每个碳纤维展丝张力控制机构2的结构包括：固定套设有第一展丝辊25的第一支撑辊轴21、第一导向辊轴22、第一调节辊轴23和带张力传感器的第一测力辊轴24，第一支撑辊轴21、第一导向辊轴22、第一调节辊轴23和第一测力辊轴24相互平行设置。第一调节辊轴23的一端为由第一辊轴231和第二辊轴232构成的U形调节端，第一调节辊轴23的另一端为驱动端，第一调节辊轴23的驱动端通过对应轴承座支撑安装于丝架1的安装面板11上，且第一调节辊轴23与安装面板11垂直，第一调节辊轴23的驱动端由第一驱动装置20驱动、使第一调节辊轴23绕自身轴线转动。第一导向辊轴22的一端固定安装于第一调节辊轴23上方的安装面板11上，第一测力辊轴24的一端固定安装于第一调节辊轴23下方的安装面板11上。第一支撑辊轴21的一端为驱动端，第一支撑辊轴21另一端为套入端，第一支撑辊轴21的驱动端通过对应轴承座支撑设置于第一导向辊轴22前方的安装面板11上，第一支撑辊轴21的驱动端由第二驱动装置60驱动、使第一支撑辊轴21绕自身轴线转动，在第一展丝辊25与第一支撑辊轴21上还设置有将套于第一展丝辊25上的碳纤维团丝筒6固定于第一展丝辊25上的第一固定结构。碳纤维团丝筒6上的碳纤维丝束61经第一导向辊轴22上端前侧绕上第一导向辊轴22后依次绕经第一辊轴231、第二辊轴232和第一测力辊轴24，然后从第一测力辊轴24下端后侧绕出。当进行碳纤维缠绕时，从各碳纤维展丝张力控制机构2中的对应第一测力辊轴24下端后侧绕出的碳纤维丝束61穿过对应第一穿线通孔41中的陶瓷套管43后输送至浸胶槽5中。
本实施例中所述的第一驱动装置20和第二驱动装置60均可以采用伺服电机或异步电机。
如图5所示，本实施例中所述的第一固定结构为：在靠近第一支撑辊轴21的驱动端的第一展丝辊25端部设置有第一轴肩251，在靠近第一支撑辊轴21的套入端的第一支撑辊轴21的端面上向内开设有第一螺纹孔，碳纤维团丝筒6套于第一展丝辊25上后，第一夹紧胀塞上的锁紧螺钉82旋紧于第一螺纹孔中，将位于第一展丝辊25上的碳纤维团丝筒6夹紧固定于第一轴肩251与第一夹紧胀塞之间。所述的第一夹紧胀塞上的胀塞结构81为带圆台面83的T型结构。通过第一固定结构将碳纤维团丝筒6固定于第一展丝辊25上，保证碳纤维团丝筒6在退丝过程中不会发生打滑现象。
本实施例中，各第一测力辊轴24上的张力传感器、各第一驱动装置20均与控制装置连接。控制装置能根据各第一测力辊轴24上的张力传感器测得的张力值控制对应第一驱动装置20驱动对应第一调节辊轴23转动的角度、从而调节缠绕于对应碳纤维展丝张力控制机构2上的碳纤维丝束61的张力。
以其中一个碳纤维展丝张力控制机构2如何进行实时张力调整控制进行说明，假设缠绕于该碳纤维展丝张力控制机构2上的碳纤维丝束61的张力的设定值为a，当第一测力辊轴24上的张力传感器测得的张力值小于设定值a时，则第一驱动装置20驱动第一调节辊轴23逆时针转动、逐渐拉紧碳纤维丝束61至第一测力辊轴24上的张力传感器测得的张力值稳定于设定值a时第一调节辊轴23停止转动。反之，当第一测力辊轴24上的张力传感器测得的张力值大于设定值a时，则第一驱动装置20驱动第一调节辊轴23顺时针转动、逐渐释放施加于碳纤维丝束61上的拉紧力至第一测力辊轴24上的张力传感器测得的张力值稳定于设定值a时第一调节辊轴23停止转动。
以第一调节辊轴23上的第一辊轴231和第二辊轴232呈上下竖直位置放置时为转动角度0°、以第一调节辊轴23逆时针转动角度为负角度、顺时针转动角度为正角度的规定进行限定，这里第一调节辊轴23的转动角度为-90°～0°。如图3所示是第一调节辊轴23的转动角度为0°时所处的状态示意图，如图6所示是第一调节辊轴23的转动角度为-90°时所处的状态示意图。
本实施例中，第一调节辊轴23采用防静电辊轴，防静电辊轴可以消除碳纤维丝束61展丝过程中产生的静电，改善碳纤维易起毛、易起静电及打捻现象，提高后续纤维缠绕质量及缠绕效率。
实施例三
本实施例是在实施例一或实施例二的基础上对玻纤维展丝张力控制机构3的具体结构进行设计。如图7、图8和图9所示，每个玻纤维展丝张力控制机构3的结构包括：固定套设有第二展丝辊35的第二支撑辊轴31、第二导向辊轴32、第二调节辊轴33和带张力传感器的第二测力辊轴34，第二支撑辊轴31、第二导向辊轴32、第二调节辊轴33和第二测力辊轴34相互平行设置。第二调节辊轴33的一端为由第三辊轴331和第四辊轴332构成的U形调节端，第二调节辊轴33的另一端为驱动端，第二调节辊轴33的驱动端通过对应轴承座支撑安装于丝架1的安装面板11上，且第二调节辊轴33与安装面板11垂直，第二调节辊轴33的驱动端由第三驱动装置30驱动、使第二调节辊轴33绕自身轴线转动。第二导向辊轴32一端固定安装于第二调节辊轴33下方的安装面板11上，第二测力辊轴34一端固定安装于第二调节辊轴33上方的安装面板11上。第二支撑辊轴31的一端为驱动端，第二支撑辊轴31的另一端为套入端，第二支撑辊轴31的驱动端通过对应轴承座支撑设置于第二导向辊轴32前方的安装面板11上，第二支撑辊轴31的驱动端由第四驱动装置70驱动、使第二支撑辊轴31绕自身轴线转动。在第二展丝辊35与第二支撑辊轴31上还设置有将套于第二展丝辊35上的玻纤维团丝筒7固定于第二展丝辊35上的第二固定结构。玻纤维团丝筒7上的玻纤维丝束71经第二导向辊轴32下端前侧绕上第二导向辊轴32后依次绕经第三辊轴331、第四辊轴332和第二测力辊轴34，然后从第二测力辊轴34的上端后侧绕出。当进行玻纤维缠绕时，从各玻纤维展丝张力控制机构3中的对应第二测力辊轴34上端后侧绕出的玻纤维丝束71穿过对应第二穿线通孔42中的陶瓷套管43后输送至浸胶槽5中。
本实施例中所述的第三驱动装置30和第四驱动装置70均可以采用伺服电机或异步电机。
如图9所示，本实施例中所述的第二固定结构为：在靠近第二支撑辊轴31的驱动端的第二展丝辊35端部设置有第二轴肩351，在靠近第二支撑辊轴35的套入端的第二支撑辊轴35的端面上向内开设有第二螺纹孔，玻纤维团丝筒7套于第二展丝辊35上后，第二夹紧胀塞上的锁紧螺钉92旋紧于第二螺纹孔中，将位于第二展丝辊35上的玻纤维团丝筒7夹紧固定于第二轴肩351与第二夹紧胀塞之间。所述的第二夹紧胀塞上的胀塞结构91为带圆台面93的T型结构。通过第二固定结构将玻纤维团丝筒7固定于第二展丝辊35上，保证玻纤维团丝筒7在退丝过程中不会发生打滑现象。
本实施例中，各第二测力辊轴34上的张力传感器、各第三驱动装置70均与控制装置连接。控制装置能根据各第二测力辊轴34上的张力传感器测得的张力值控制对应第三驱动装置30驱动对应第二调节辊轴34转动的角度、从而调节缠绕于对应玻纤维展丝张力控制机构3上的玻纤维丝束71的张力。
以其中一个玻纤维展丝张力控制机构3如何进行实时张力调整控制进行说明，假设缠绕于对应玻纤维展丝张力控制机构3上的玻纤维丝束71的张力的设定值为b，当第二测力辊轴34上的张力传感器测得的张力值小于设定值b时，则第三驱动装置30驱动第二调节辊轴33顺时针转动、逐渐拉紧玻纤维丝束71至第二测力辊轴34上的张力传感器测得的张力值稳定于设定值b时第二调节辊轴33停止转动。反之，当第二测力辊轴34上的张力传感器测得的张力值大于设定值b时，则第三驱动装置30驱动第二调节辊轴33逆时针转动、逐渐释放施加于玻纤维丝束71上的拉紧力至第二测力辊轴34上的张力传感器测得的张力值稳定于设定值b时第二调节辊轴33停止转动。
以第二调节辊轴33上的第三辊轴331和第四辊轴332呈上下竖直位置放置时为转动角度0°，以第二调节辊轴33逆时针转动角度为负角度、顺时针转动角度为正角度的规定进行限定，这里第二调节辊轴33的转动角度为0°～90°。如图7所示是第二调节辊轴33的转动角度为0°时所处的状态示意图，如图10所示是第二调节辊轴33的转动角度为90°时所处的状态示意图。
本实施例中，第二调节辊轴33采用防静电辊轴，防静电辊轴可以消除玻纤维丝束展丝过程中产生的静电，改善纤维易起毛、易起静电及打捻现象，提高后续纤维缠绕质量及缠绕效率。
以上所述仅是本发明的较佳实施例，并非是对本发明作任何其他形式的限制，而依据本发明的技术实质所作的任何修改或等同变化，仍属于本发明要求保护的范围。
本发明的优点是：①将碳纤维展丝张力控制装置和玻纤维展丝张力控制装置呈上下位置安装于丝架1上，碳纤维展丝张力控制装置和玻纤维展丝张力控制装置可以共用一个浸胶槽5和气瓶装夹工装，使整个纤维展丝缠绕设备更加紧凑，减少设备占用空间；此外，碳纤维缠绕完毕后即可进行玻纤维缠绕，无需对气瓶进行二次装夹，大大提高了纤维展丝缠绕效率；②各碳纤维展丝张力控制机构2、各玻纤维展丝张力控制机构3的具体结构设计既能保证展丝过程中各根碳纤维丝束61、及各根玻纤维丝束71的张力稳定可控，又能极大地改善纤维丝束摩擦起毛现象、提高后续纤维缠绕质量及缠绕效率；此外，各根碳纤维丝束61、及各根玻纤维丝束71经分线板4输送至浸胶槽5单独浸胶，一方面确保每根碳纤维丝束61、玻纤维丝束71均能充分浸胶，另一方面确保每根碳纤维丝束浸胶量均相同，每根玻纤维丝束浸胶量均相同，从而保证后续纤维缠绕质量；③第一调节辊轴和第二调节辊轴均采用防静电辊轴，可以消除纤维展丝过程中产生的静电，改善纤维易起毛、易起静电及打捻现象，提高后续纤维缠绕质量及缠绕效率；④在每个第一穿线通孔41和每个第二穿线通孔42中均固定镶嵌有陶瓷套管43，各根碳纤维丝束、及各根玻纤维丝束穿过对应陶瓷套管43，各根碳纤维丝束、及各根玻纤维丝束与对应陶瓷套管内壁的摩擦小，改善纤维打结、起毛现象，提高后续纤维缠绕质量及缠绕效率。

Claims (3)

1.一种用于高压氢瓶生产线中的多线束纤维展丝张力控制装置，包括：丝架，其特征在于：碳纤维展丝张力控制装置和玻纤维展丝张力控制装置呈上下位置安装于丝架上，所述的碳纤维展丝张力控制装置由若干碳纤维展丝张力控制机构构成，各碳纤维展丝张力控制机构由前至后呈一直线排列设置于丝架上，所述的玻纤维展丝张力控制装置由若干玻纤维展丝张力控制机构构成，各玻纤维展丝张力控制机构由前至后呈一直线排列设置于丝架上；在碳纤维展丝张力控制装置和玻纤维展丝张力控制装置后方的丝架上固定设置有分线板，在分线板上设置有上下两行穿线通孔组：第一穿线通孔组和第二穿线通孔组，第一穿线通孔组由若干由左至右依次间隔排列的第一穿线通孔组成，第一穿线通孔与碳纤维展丝张力控制机构的数量对应且一一匹配，从各碳纤维展丝张力控制机构输出的碳纤维丝束穿过对应第一穿线通孔，在每个第一穿线通孔中均固定镶嵌有陶瓷套管；第二穿线通孔组由若干由左至右依次间隔排列的第二穿线通孔组成，第二穿线通孔与玻纤维展丝张力控制机构的数量对应且一一匹配，从各玻纤维展丝张力控制机构输出的玻纤维丝束穿过对应第二穿线通孔，在每个第二穿线通孔中均固定镶嵌有陶瓷套管；
每个碳纤维展丝张力控制机构的结构包括：固定套设有第一展丝辊的第一支撑辊轴、第一导向辊轴、第一调节辊轴和带张力传感器的第一测力辊轴，第一支撑辊轴、第一导向辊轴、第一调节辊轴和第一测力辊轴相互平行设置；第一调节辊轴为防静电辊轴；第一调节辊轴一端为由第一辊轴和第二辊轴构成的U形调节端，第一调节辊轴的另一端为驱动端，第一调节辊轴的驱动端通过对应轴承座支撑安装于丝架的安装面板上，且第一调节辊轴与安装面板垂直，第一调节辊轴的驱动端由第一驱动装置驱动、使第一调节辊轴绕自身轴线转动；第一导向辊轴一端固定安装于第一调节辊轴上方的安装面板上，第一测力辊轴一端固定安装于第一调节辊轴下方的安装面板上；第一支撑辊轴一端为驱动端，第一支撑辊轴另一端为套入端，第一支撑辊轴的驱动端通过对应轴承座支撑设置于第一导向辊轴前方的安装面板上，第一支撑辊轴的驱动端由第二驱动装置驱动、使第一支撑辊轴绕自身轴线转动，在第一展丝辊与第一支撑辊轴上还设置有将套于第一展丝辊上的碳纤维团丝筒固定于第一展丝辊上的第一固定结构；碳纤维团丝筒上的碳纤维丝束经第一导向辊轴上端前侧绕上第一导向辊轴后依次绕经第一辊轴、第二辊轴和第一测力辊轴，然后从第一测力辊轴下端后侧绕出；各第一测力辊轴上的张力传感器、各第一驱动装置均与控制装置连接；控制装置能根据各第一测力辊轴上的张力传感器测得的张力值控制对应第一驱动装置驱动对应第一调节辊轴转动的角度、从而调节缠绕于对应碳纤维展丝张力控制机构上的碳纤维丝束的张力；
每个玻纤维展丝张力控制机构的结构包括：固定套设有第二展丝辊的第二支撑辊轴、第二导向辊轴、第二调节辊轴和带张力传感器的第二测力辊轴，第二支撑辊轴、第二导向辊轴、第二调节辊轴和第二测力辊轴相互平行设置；第二调节辊轴为防静电辊轴；第二调节辊轴一端为由第三辊轴和第四辊轴构成的U形调节端，第二调节辊轴的另一端为驱动端，第二调节辊轴的驱动端通过对应轴承座支撑安装于丝架的安装面板上，且第二调节辊轴与安装面板垂直，第二调节辊轴的驱动端由第三驱动装置驱动、使第二调节辊轴绕自身轴线转动；第二导向辊轴一端固定安装于第二调节辊轴下方的安装面板上，第二测力辊轴一端固定安装于第二调节辊轴上方的安装面板上；第二支撑辊轴一端为驱动端，第二支撑辊轴另一端为套入端，第二支撑辊轴的驱动端通过对应轴承座支撑设置于第二导向辊轴前方的安装面板上，第二支撑辊轴的驱动端由第四驱动装置驱动、使第二支撑辊轴绕自身轴线转动，在第二展丝辊与第二支撑辊轴上还设置有将套于第二展丝辊上的玻纤维团丝筒固定于第二展丝辊上的第二固定结构；玻纤维团丝筒上的玻纤维丝束经第二导向辊轴下端前侧绕上第二导向辊轴后依次绕经第三辊轴、第四辊轴和第二测力辊轴，然后从第二测力辊轴上端后侧绕出；各第二测力辊轴上的张力传感器、各第三驱动装置均与控制装置连接；控制装置能根据各第二测力辊轴上的张力传感器测得的张力值控制对应第三驱动装置驱动对应第二调节辊轴转动的角度、从而调节缠绕于对应玻纤维展丝张力控制机构上的玻纤维丝束的张力。
2.根据权利要求1所述的一种用于高压氢瓶生产线中的多线束纤维展丝张力控制装置，其特征在于：所述的第一固定结构为：在靠近第一支撑辊轴的驱动端的第一展丝辊端部设置有第一轴肩，在靠近第一支撑辊轴的套入端的第一支撑辊轴端面上向内开设有第一螺纹孔，碳纤维团丝筒套于第一展丝辊上后，第一夹紧胀塞上的锁紧螺钉旋紧于第一螺纹孔中，将位于第一展丝辊上的碳纤维团丝筒夹紧固定于第一轴肩与第一夹紧胀塞之间；所述的第一夹紧胀塞上的胀塞结构为带圆台面的T型结构。
3.根据权利要求1所述的一种用于高压氢瓶生产线中的多线束纤维展丝张力控制装置，其特征在于：所述的第二固定结构为：在靠近第二支撑辊轴的驱动端的第二展丝辊端部设置有第二轴肩，在靠近第二支撑辊轴的套入端的第二支撑辊轴端面上向内开设有第二螺纹孔，玻纤维团丝筒套于第二展丝辊上后，第二夹紧胀塞上的锁紧螺钉旋紧于第二螺纹孔中，将位于第二展丝辊上的玻纤维团丝筒夹紧固定于第二轴肩与第二夹紧胀塞之间；所述的第二夹紧胀塞上的胀塞结构为带圆台面的T型结构。
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