CN112298953B - 一种碳纤维辊筒组件及其生产工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种碳纤维辊筒组件及其生产工艺，一种碳纤维辊筒组件，包括碳纤维辊体、端盖座、辊套和内端盖，一种碳纤维辊筒组件的生产工艺，其特征在于：包括以下步骤：S1：准备轴芯：采用拉挤工艺制备轴芯；S2：制备碳纤维辊体；S3：喷涂耐磨层；S4：碳纤维辊体打磨；S5：端盖座的固定、加工；S6：内端盖的固定、加工；S7：辊套的固定、加工：S7.1：固定辊套本体；S7.2：固定挡圈；S8：环形槽加工；S9：碳纤维辊筒组件制备完成，采用碳纤维辊体与金属配件组合而成，并在碳纤维辊体表面涂敷耐磨层，强度高、耐磨性强，在较长的辊体结构中不会出现弯曲的现象，保证了辊体尺寸精度，重量大大降低。

Description

一种碳纤维辊筒组件及其生产工艺
技术领域
本发明涉及辊轴技术领域，尤其涉及一种碳纤维辊筒组件及其生产工艺。
背景技术
碳纤维具有高强度、高模量、耐高温、耐磨、耐腐蚀、抗疲劳、抗蠕变、导电、导热和远红外辐射等诸多优异性能。碳纤维管材可用于纺织机械、铝箔机械、塑料薄膜机械、造纸机械、印刷/印染机械
行业、包装机械、游艇、游轮、风力发电机、风机传动、工业泵系统及冷却塔等多种行业。
目前生产线常用的辊轴一般主体部分采用金属制成，成本较高，这也使得辊轴质量较大，运转需要的转动能也大，不利于急转急停，长时间使用易腐蚀、长时间横置也容易造成辊轴主体发生弯曲变形，影响辊体精度。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种碳纤维辊筒组件及其生产工艺，解决金属制成的辊轴成本高、长时间使用易腐蚀、也容易造成辊轴主体发生弯曲变形而影响到辊体精度的问题。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：一种碳纤维辊筒组件，包括碳纤维辊体、端盖座、辊套和内端盖；
所述碳纤维辊体是由多层碳纤维同轴固定成的结构筒体结构，且碳纤维辊体的外表面覆盖有耐磨层，所述碳纤维辊体外表面与内表面靠近碳纤维辊体的两端处分别开设有外台阶和内台阶，所述外台阶上开设有与碳纤维辊体长度方向一致的等腰梯形凹形键槽，所述内台阶的端部开设有弧形凹形键槽；
所述辊套包括环形辊套本体和垂直固定在环形辊套本体内环顶端的挡圈，且所述环形辊套本体与挡圈的连接处采用倒角设计，所述环形辊套本体上开设有环形槽，所述环形辊套本体的内壁底端处设有等腰梯形凸形键槽，所述辊套的环形辊套本体的等腰梯形凸形键槽对准在碳纤维辊体的外台阶处的等腰梯形凹形键槽推进至卡紧并固定；
所述端盖座为环形体结构，且在环形体结构的内侧端面处开设有环形体内台阶，所述环形体内台阶包括同轴设置的大直径面、小直径面以及连接在大直径面与小直径面之间的端盖座台阶面，所述端盖座的底端设有弧形凸起键，端盖座的弧形凸起键对准内台阶的弧形凹形键槽从碳纤维辊体的端部推进至卡紧并固定；
所述内端盖为一阶梯状套体结构，内端盖包括同轴设置的大直径套、小直径套以及连接在大直径套与小直径套之间的内端盖台阶面，所述内端盖固定在端盖座上。
进一步的，所述内端盖台阶面上开设有若干螺纹孔，内端盖与端盖座台阶面通过螺钉连接固定在端盖座上。
一种碳纤维辊筒组件的生产工艺，其特征在于：包括以下步骤：
S1：准备轴芯：采用拉挤工艺制备轴芯；
S2：制备碳纤维辊体：在轴芯上采用同轴多层的卷绕工艺通过剪裁后的碳纤维制备碳纤维辊体，将两者通过固化炉加温固化使得碳纤维辊体固化成型，碳纤维辊体制备完成；
S3：喷涂耐磨层：用喷料装置将耐磨层材料喷涂在碳纤维辊体表面，并控制喷涂层厚度为1~3丝；
S4：碳纤维辊体打磨：将碳纤维辊体外表面靠近碳纤维辊体的两端处打磨出外台阶，且外台阶的端部打磨有等腰梯形凹形键槽，碳纤维辊体两端外角处打磨有倒角，退开轴芯；
S5：端盖座的固定、加工：在端盖座的台阶面上开设螺纹孔，将端盖座的弧形凸起键对准内台阶的弧形凹形键槽从碳纤维辊体的端部推进至卡紧并固定；S6：内端盖的固定、加工：在内端盖的台阶面上贯通开设螺纹孔，将内端盖固定在端盖座上，并通过螺钉与端盖座台阶面连接加固；
S7：辊套的固定、加工：
S7.1：固定辊套本体：将环形辊套本体底部的等腰梯形凸形键槽对准在碳纤维辊体的外台阶处的等腰梯形凹形键槽推进至卡紧并固定；
S7.2：固定挡圈：将挡圈垂直固定在环形辊套本体内环顶端且挡圈的底端贴紧碳纤维辊体的端部与端盖座的端部，并在环形辊套本体与挡圈的连接处打磨倒角，辊套固定结束；
S8：环形槽加工：在辊套的环形辊套本体上打磨环形槽；
S9：碳纤维辊筒组件制备完成。
进一步的，所述轴芯外表面靠近两端处设置有形成碳纤维辊体内台阶的环形体结构，且该环形体结构的底端处设有若干弧形凸起。
本发明的优点在于：
本发明中的辊体采用碳纤维辊体与金属配件组合而成，并在碳纤维辊体表面涂敷耐磨层，强度高、耐磨性强，在较长的辊体结构中不会出现弯曲的现象，保证了辊体尺寸精度，重量大大降低，通过内端盖与端盖座的配合作为轴头的安装座，利用端盖座将内端盖与碳纤维辊体连接固定的同时，又能够灵活微量调解内端盖与碳纤维辊体的中心线，确保两者的同轴度，精度大大提高，满足各种工艺需求，在碳纤维辊体的端部设置有辊套，既能够起到保护作用，又能够在其上顺利设置工艺用环形槽，避免在碳纤维辊体的端部位置开槽影响结构强度。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1为本发明的一种碳纤维辊筒组件的部分剖视图。
图2为本发明的一种碳纤维辊体的部分剖面图。
图3为本发明的轴芯的部分剖面图。
图4为本发明的轴芯制作碳纤维体的部分剖面图。
具体实施方式
如图1-图4所示的一种碳纤维辊筒组件，包括碳纤维辊体1、端盖座3、辊套2和内端盖4。
碳纤维辊体1是由多层碳纤维同轴固定成的结构筒体结构，且碳纤维辊体1的外表面覆盖有耐磨层，碳纤维辊体1外表面与内表面靠近碳纤维辊体1的两端处分别开设有外台阶和内台阶，外台阶上开设有与碳纤维辊体1长度方向一致的等腰梯形凹形键槽，内台阶的端部开设有弧形凹形键槽。
辊套2包括环形辊套本体21和垂直固定在环形辊套本体内环顶端的挡圈22，且环形辊套本体21与挡圈22的连接处采用倒角设计，环形辊套本体21上开设有环形槽211，环形辊套本体21的内壁底端处设有等腰梯形凸形键槽，辊套的环形辊套本体21的等腰梯形凸形键槽对准在碳纤维辊体的外台阶处的等腰梯形凹形键槽推进至卡紧并固定。
端盖座3为环形体结构，且在环形体结构的内侧端面处开设有环形体内台阶，环形体内台阶包括同轴设置的大直径面、小直径面以及连接在大直径面与小直径面之间的端盖座台阶面，端盖座3的底端设有弧形凸起键，端盖座3的弧形凸起键对准内台阶的弧形凹形键槽从碳纤维辊体1的端部推进至卡紧并固定。
内端盖4为一阶梯状套体结构，内端盖4包括同轴设置的大直径套、小直径套以及连接在大直径套与小直径套之间的内端盖4台阶面，内端盖4台阶面上开设有若干螺纹孔，内端盖4与端盖座3台阶面通过螺钉连接固定在端盖座3上。
一种碳纤维辊筒组件的生产工艺，包括以下步骤：
S1：准备轴芯5：采用拉挤工艺制备轴芯5，轴芯5外表面靠近两端处设置有形成碳纤维辊体内台阶的环形体结构，且该环形体结构的底端处设有若干弧形凸起。
S2：制备碳纤维辊体1：在轴芯5上采用同轴多层的卷绕工艺通过剪裁后的碳纤维制备碳纤维辊体1，将两者通过固化炉加温固化使得碳纤维辊体1固化成型，碳纤维辊体1制备完成。
S3：喷涂耐磨层：用喷料装置将耐磨层材料喷涂在碳纤维辊体表面，并控制喷涂层厚度为2丝。
S4：碳纤维辊体1打磨：将碳纤维辊体1外表面靠近碳纤维辊体的两端处打磨出外台阶，且外台阶的端部打磨有等腰梯形凹形键槽，碳纤维辊体两端外角处打磨有倒角，退开轴芯5。
S5：端盖座3的固定、加工：在端盖座3的台阶面上开设螺纹孔，将端盖座的弧形凸起键对准内台阶的弧形凹形键槽从碳纤维辊体的端部推进至卡紧并固定。S6：内端盖4的固定、加工：在内端盖4的台阶面上贯通开设螺纹孔，将内端盖4固定在端盖座3上，并通过螺钉与端盖座台阶面连接加固。
S7：辊套2的固定、加工：
S7.1：固定辊套本体21：将环形辊套本体21底部的等腰梯形凸形键槽对准在碳纤维辊体1的外台阶处的等腰梯形凹形键槽推进至卡紧并固定。
S7.2：固定挡圈22：将挡圈22垂直固定在环形辊套本体21内环顶端且挡圈的底端贴紧碳纤维辊体的端部与端盖座的端部，并在环形辊套本体21与挡圈22的连接处打磨倒角，辊套固定结束。
S8：环形槽加工：在辊套的环形辊套本体21上打磨环形槽。
S9：碳纤维辊筒组件制备完成。
本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (3)

1.一种碳纤维辊筒组件，其特征在于：包括碳纤维辊体、端盖座、辊套和内端盖；所述碳纤维辊体是由多层碳纤维同轴固定成的结构筒体结构，且碳纤维辊体的外表面覆盖有耐磨层，所述碳纤维辊体外表面与内表面靠近碳纤维辊体的两端处分别开设有外台阶和内台阶，所述外台阶上开设有与碳纤维辊体长度方向一致的等腰梯形凹形键槽，所述内台阶的端部开设有弧形凹形键槽；
所述辊套包括环形辊套本体和垂直固定在环形辊套本体内环顶端的挡圈，且所述环形辊套本体与挡圈的连接处采用倒角设计，所述环形辊套本体上开设有环形槽，所述环形辊套本体的内壁底端处设有等腰梯形凸形键槽，所述辊套的环形辊套本体的等腰梯形凸形键槽对准在碳纤维辊体的外台阶处的等腰梯形凹形键槽推进至卡紧并固定；
所述端盖座为环形体结构，且在环形体结构的内侧端面处开设有环形体内台阶，所述环形体内台阶包括同轴设置的大直径面、小直径面以及连接在大直径面与小直径面之间的端盖座台阶面，所述端盖座的底端设有弧形凸起键，端盖座的弧形凸起键对准内台阶的弧形凹形键槽从碳纤维辊体的端部推进至卡紧并固定；
所述内端盖为一阶梯状套体结构，内端盖包括同轴设置的大直径套、小直径套以及连接在大直径套与小直径套之间的内端盖台阶面，所述内端盖固定在端盖座上；
所述内端盖台阶面上开设有若干螺纹孔，内端盖与端盖座台阶面通过螺钉连接固定在端盖座上；
耐磨层厚度为1~3丝。
2.一种权利要求1所述碳纤维辊筒组件的生产工艺，其特征在于：包括以下步骤：
S1：准备轴芯：采用拉挤工艺制备轴芯；
S2：制备碳纤维辊体：在轴芯上采用同轴多层的卷绕工艺通过剪裁后的碳纤维制备碳纤维辊体，将两者通过固化炉加温固化使得碳纤维辊体固化成型，碳纤维辊体制备完成；
S3：喷涂耐磨层：用喷料装置将耐磨层材料喷涂在碳纤维辊体表面，并控制喷涂层厚度为1~3丝；
S4：碳纤维辊体打磨：将碳纤维辊体外表面靠近碳纤维辊体的两端处打磨出外台阶，且外台阶的端部打磨有等腰梯形凹形键槽，碳纤维辊体两端外角处打磨有倒角，退开轴芯；
S5：端盖座的固定、加工：在端盖座的台阶面上开设螺纹孔，将端盖座的弧形凸起键对准内台阶的弧形凹形键槽从碳纤维辊体的端部推进至卡紧并固定；
S6：内端盖的固定、加工：在内端盖的台阶面上贯通开设螺纹孔，将内端盖固定在端盖座上，并通过螺钉与端盖座台阶面连接加固；
S7：辊套的固定、加工：
S7 .1：固定辊套本体：将环形辊套本体底部的等腰梯形凸形键槽对准在碳纤维辊体的外台阶处的等腰梯形凹形键槽推进至卡紧并固定；
S7 .2：固定挡圈：将挡圈垂直固定在环形辊套本体内环顶端且挡圈的底端贴紧碳纤维辊体的端部与端盖座的端部，并在环形辊套本体与挡圈的连接处打磨倒角，辊套固定结束；
S8：环形槽加工：在辊套的环形辊套本体上打磨环形槽；
S9：碳纤维辊筒组件制备完成。
3.根据权利要求2所述的一种碳纤维辊筒组件的生产工艺，其特征在于：所述轴芯外表面靠近两端处设置有形成碳纤维辊体内台阶的环形体结构，且该环形体结构的底端处设有若干弧形凸起。
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