CN114013062A - 一种用于纤维制品的制备装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于纤维制品的制备装置，属于纤维制品制备领域。一种用于纤维制品的制备装置，包括槽型机架和中空芯轴，所述槽型机架内槽的中部固定有纵向导轨，所述槽型机架的右端通过所述纵向导轨活动嵌合有主轴座，所述主轴座通过轴承转动连接有锥孔主轴，所述锥孔主轴的内孔设有进气槽，所述锥孔主轴的外圆贯穿有导气穿孔，所述进气槽连通所述导气穿孔，所述中空芯轴的右端为锥轴结构并设有抽气孔；本发明能够一体化将纤维丝带经过缠绕、粘接、切断、定型成为所需的纤维制品，具有生产灵活度高、尺寸精度高的优点，中空芯轴和定型模具可以根据纤维制品的尺寸进行更换，实现灵活的精益生产，具有生产生产灵活度高、生产品质高和效率高的优点。

Description

一种用于纤维制品的制备装置
本申请为分案申请，原案专利号为：202010454190.X，申请日2020年05月26日，发明名称为：一种纤维制品制备用装置。
技术领域
本发明涉及纤维制品制备技术领域，尤其涉及一种用于纤维制品的制备装置。
背景技术
碳纤维制品，就是指以纤维预浸布为原材料，通过不同的加工方法，加工成为能够满足使用要求的材料制品，由于纤维拥有极高的材质特性，因此碳纤维制品的强度大，硬度高，远超过同体积同重量的金属材质，因此，碳纤维制品在航空、航海、军工等高科技工业领域有着广泛的应用；纤维的重量等于同体积钢材的四分之一，碳纤维制品的强度等于相同体积铝材的十倍，碳纤维制品的加工方法包括缠绕、卷制、模压、真空成型、充气成型等，民用碳纤维制品采用比较多的方法是卷制、模压、真空成型、充气成型；应用产品包括羽毛球拍、网球拍、乒乓球拍、高尔夫球杆、弓箭等，CT床、假肢、骨科器械等。
目前的碳纤维制品在加工时，通常采取多个工序，同需要多组设备，导致工序复杂、设备造价高，占用空间大，且生产灵活度差，效率低。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中目前的纤维制品加工设备存在的上述问题，而提出的一种用于纤维制品的制备装置。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种用于纤维制品的制备装置，包括槽型机架和中空芯轴，其特征在于，所述槽型机架内槽的中部固定有纵向导轨，所述槽型机架的右端通过所述纵向导轨活动嵌合有主轴座，所述主轴座通过轴承转动连接有锥孔主轴，所述锥孔主轴的内孔设有进气槽，所述锥孔主轴的外圆贯穿有导气穿孔，所述进气槽连通所述导气穿孔，所述中空芯轴的右端为锥轴结构并设有抽气孔，所述中空芯轴左端的外圆面均布有吸合气孔，所述锥孔主轴的左端嵌合连接所述中空芯轴的右端，所述进气槽与所述抽气孔的位置相对应。
所述锥孔主轴右端的外圆套接有环形气囊和皮带盘，所述环形气囊通过所述导气穿孔连通所述进气槽，所述主轴座的底部固定有主轴电机，所述主轴电机的输出轴通过皮带绕接所述皮带盘，所述槽型机架右端的两侧对称安装有转动支撑架，两具所述转动支撑架上活动串接有纤维锭，所述纤维锭上绕接的纤维丝带前端搭接所述中空芯轴左端的外表面并通过所述吸合气孔吸合固定，两具所述转动支撑架的左侧均固定安装有喷胶机，所述喷胶机正对于绕接在所述中空芯轴外表面的纤维丝带，所述槽型机架中部的一侧固定安装有刀架板，所述刀架板转动连接有刀具轴，所述刀具轴的一端串接固定有弧形刀杆，所述弧形刀杆的顶端固定有割断刀刃，所述刀具轴的另一端串接有切断齿轮，所述刀架板的底侧固定安装有切断气缸，所述切断气缸的伸缩轴固定连接有切断齿条，所述切断齿条啮合所述切断齿轮，所述槽型机架内槽的中部通过所述纵向导轨滑动嵌合有第二滑台，所述第二滑台顶面的中部通过轴承转动连接有立轴，所述立轴的顶端支撑固定有取料机构。
所述取料机构包含槽型支架，所述槽型支架的两侧转动连接有互相啮合的主动齿轮和从动齿轮，所述主动齿轮和所述从动齿轮上对应固定有圆弧卡爪，所述槽型支架的一侧固定安装有夹紧气缸，所述夹紧气缸的伸缩轴连接有夹合齿条，所述夹合齿条啮合所述主动齿轮。
作为本发明一个优选的实施方式：所述立轴的中部串接固定有蜗轮盘，所述第二滑台顶面的一侧固定安装有转向电机，所述转向电机的输出轴连接有蜗杆轴，所述蜗杆轴啮合所述蜗轮盘，所述槽型机架另一端的两侧对称固定有侧边架，两个所述侧边架同轴固定有横向导轨，两根所述横向导轨中均嵌合连接有横向滑块，所述侧边架的边侧固定安装有模具气缸，所述模具气缸的伸缩轴固定连接与之对应的所述横向滑块的边侧，两个所述横向滑块相对的一端均通过轴承转动连接有定型模具，两个所述定型模具的中部均设有花键管，两个所述横向滑块相背的一端均固定有分度电机，两个所述分度电机的输出轴均固定连接有花键轴，所述花键轴活动嵌入与之对应的所述花键管，两个所述横向滑块的顶端均固定安装有热风枪，所述热风枪的出风口正对两个所述定型模具的端部。
作为本发明一个优选的实施方式：所述纵向导轨的一侧固定安装有第一传动电机，所述第一传动电机的输出轴连接有第一丝杆，所述第一丝杆螺合连接所述主轴座，所述纵向导轨的另一侧固定连接有第二传动电机，所述第二传动电机的输出轴连接有第二丝杆，所述第二丝杆螺合所述第二滑台。
作为本发明一个优选的实施方式：所述槽型机架的一侧固定安装有高压气站和负压气站，所述负压气站连通所述环形气囊的气路，所述高压气站通过电磁阀连通切断气缸、两根模具气缸和夹紧气缸。
作为本发明一个优选的实施方式：所述转动支撑架为槽型架或开合架。
作为本发明一个优选的实施方式：所述槽型机架一侧的顶端固定安装有电控箱，所述电控箱的输出端电性连接主轴电机、喷胶机、转向电机、分度电机、第一传动电机、第二传动电机、高压气站和负压气站。
与现有技术相比，本发明提供了一种用于纤维制品的制备装置，具备以下有益效果：
1、该用于纤维制品的制备装置，能够一体化将纤维丝带经过缠绕、粘接、切断、定型成为所需的纤维制品，具有生产灵活度高、尺寸精度高的优点，中空芯轴和定型模具可以根据纤维制品的尺寸进行更换，实现灵活的精益生产，具有生产生产灵活度高、生产品质高和效率高的优点。
2、该用于纤维制品的制备装置，在横向滑块的顶端均安装热风枪，能够在低温状态下促进粘接剂快速固化成型，提升生产效率和产品的结构强度。
3、该用于纤维制品的制备装置，中空芯轴和锥孔主轴为锥度连接，因此更换中空芯轴后不需要重新校正，从而提升切换效率。
该装置中未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现，本发明具有生产生产灵活度高、生产品质高和效率高的优点。
附图说明
图1为本发明提出的一种用于纤维制品的制备装置的主观结构一端示意图；
图2为本发明提出的一种用于纤维制品的制备装置的主观结构另一端示意图；
图3为本发明提出的一种用于纤维制品的制备装置的主观结构俯视示意图；
图4为本发明提出的一种用于纤维制品的制备装置的主观结构侧剖示意图；
图5为本发明提出的一种用于纤维制品的制备装置的真空气路结构示意图；
图6为本发明提出的一种用于纤维制品的制备装置的转向和取料机构结构示意图。
图中：1、槽型机架；2、纵向导轨；3、主轴座；4、锥孔主轴；401、进气槽；402、导气穿孔；5、中空芯轴；501、抽气孔；502、吸合气孔；6、环形气囊；7、皮带盘；8、主轴电机；9、转动支撑架；10、纤维锭；11、喷胶机；12、刀架板；13、刀具轴；14、弧形刀杆；15、割断刀刃；16、切断齿轮；17、切断气缸；18、切断齿条；19、第二滑台；20、立轴；21、取料机构；2101、槽型支架；2102、主动齿轮；2103、从动齿轮；2104、圆弧卡爪；2105、夹紧气缸；2106、夹合齿条；22、蜗轮盘；23、转向电机；24、蜗杆轴；25、侧边架；26、横向导轨；27、横向滑块；28、模具气缸；29、定型模具；2901、花键管；30、分度电机；3001、花键轴；31、热风枪；32、第一传动电机；33、第一丝杆；34、第二传动电机；35、第二丝杆；36、高压气站；37、负压气站；38、电控箱。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
参照图1-6，一种用于纤维制品的制备装置，包括槽型机架1和中空芯轴5，槽型机架1内槽的中部固定有纵向导轨2，槽型机架1的右端通过纵向导轨2活动嵌合有主轴座3，主轴座3通过轴承转动连接有锥孔主轴4，锥孔主轴4的内孔设有进气槽401，锥孔主轴4的外圆贯穿有导气穿孔402，进气槽401连通导气穿孔402，中空芯轴5的右端为锥轴结构并设有抽气孔501，中空芯轴5左端的外圆面均布有吸合气孔502，锥孔主轴4的左端嵌合连接中空芯轴5的右端，进气槽401与抽气孔501的位置相对应，锥孔主轴4右端的外圆套接有环形气囊6和皮带盘7，环形气囊6通过导气穿孔402连通进气槽401，主轴座3的底部固定有主轴电机8，主轴电机8的输出轴通过皮带绕接皮带盘7，槽型机架1右端的两侧对称安装有转动支撑架9，两具转动支撑架9上活动串接有纤维锭10，纤维锭10上绕接的纤维丝带前端搭接中空芯轴5左端的外表面并通过吸合气孔502吸合固定，两具转动支撑架9的左侧均固定安装有喷胶机11，喷胶机11正对于绕接在中空芯轴5外表面的纤维丝带，槽型机架1中部的一侧固定安装有刀架板12，刀架板12转动连接有刀具轴13，刀具轴13的一端串接固定有弧形刀杆14，弧形刀杆14的顶端固定有割断刀刃15，刀具轴13的另一端串接有切断齿轮16，刀架板12的底侧固定安装有切断气缸17，切断气缸17的伸缩轴固定连接有切断齿条18，切断齿条18啮合切断齿轮16，槽型机架1内槽的中部通过纵向导轨2滑动嵌合有第二滑台19，第二滑台19顶面的中部通过轴承转动连接有立轴20，立轴20的顶端支撑固定有取料机构21，立轴20的中部串接固定有蜗轮盘22，第二滑台19顶面的一侧固定安装有转向电机23，转向电机23的输出轴连接有蜗杆轴24，蜗杆轴24啮合蜗轮盘22，槽型机架1另一端的两侧对称固定有侧边架25，两个侧边架25同轴固定有横向导轨26，两根横向导轨26中均嵌合连接有横向滑块27，侧边架25的边侧固定安装有模具气缸28，模具气缸28的伸缩轴固定连接与之对应的横向滑块27的边侧，两个横向滑块27相对的一端均通过轴承转动连接有定型模具29，两个定型模具29的中部均设有花键管2901，两个横向滑块27相背的一端均固定有分度电机30，两个分度电机30的输出轴均固定连接有花键轴3001，花键轴3001活动嵌入与之对应的花键管2901，两个横向滑块27的顶端均固定安装有热风枪31，热风枪31的出风口正对两个定型模具29的端部。
具体的，纵向导轨2的一侧固定安装有第一传动电机32，第一传动电机32的输出轴连接有第一丝杆33，第一丝杆33螺合连接主轴座3，纵向导轨2的另一侧固定连接有第二传动电机34，第二传动电机34的输出轴连接有第二丝杆35，第二丝杆35螺合第二滑台19。
本实施例中，第一传动电机32的输出轴通过第一丝杆33螺合连接主轴座3，令其带动旋转状态的中空芯轴5沿着纵向导轨2移动，以便于将卷绕在中空芯轴5表面的纤维制品传送至槽型机架1的中部，第二传动电机34通过第二丝杆35螺合带动第二滑台19往复移动，以便第二滑台19带动翻转机构和取料机构21与中空芯轴5对接，以便将切断后的纤维制品进行夹持和转向。
具体的，取料机构21包含槽型支架2101，槽型支架2101的两侧转动连接有互相啮合的主动齿轮2102和从动齿轮2103，主动齿轮2102和从动齿轮2103上对应固定有圆弧卡爪2104，槽型支架2101的一侧固定安装有夹紧气缸2105，夹紧气缸2105的伸缩轴连接有夹合齿条2106，夹合齿条2106啮合主动齿轮2102。
本实施例中，需要夹住切断后的半成品时，向夹紧气缸2105尾端导入高压气，则伸缩轴推动夹合齿条2106，夹合齿条2106推动主动齿轮2102和从动齿轮2103互相偏转，此时主动齿轮2102和从动齿轮2103上固定的圆弧卡爪2104互相扣合，将嵌套于中空芯轴5上的半成品夹持住；向夹紧气缸2105尾端导入高压气，则两个圆弧卡爪2104互相松开。
具体的，槽型机架1的一侧固定安装有高压气站36和负压气站37，负压气站37连通环形气囊6的气路，高压气站36通过电磁阀连通切断气缸17、两根模具气缸28和夹紧气缸2105。
本实施例中，高压气站36采用WH-5MP型空压机，能够提供本发明工作时所需的高压气，负压气站37采用V550型真空泵，能够提供吸合纤维丝带所需的真空吸合力，将纤维丝带吸合固定于中空芯轴5左端的外圆面。
具体的，转动支撑架9为槽型架或开合架。
本实施例中，转动支撑架9为槽型架或开合架，以便随时更换不同类型或规格的纤维锭10，实现更加灵活的纤维制品制备。
具体的，槽型机架1一侧的顶端固定安装有电控箱38，电控箱38的输出端电性连接主轴电机8、喷胶机11、转向电机23、分度电机30、第一传动电机32、第二传动电机34、高压气站36和负压气站37。
本实施例中，电控箱38中安装了用于进行智能控制的PLC单元，PLC单元能够输入控制程序，并发出相应的指令，分别通过放大执行电路分别启动上述的电器部件，以便完成纤维制品的卷绕、涂胶、切割、转运、塑性和定型操作。
工作原理，工作时，首先将中空芯轴5带锥度的右端插入锥孔主轴4左端的锥孔，令二者同心固定，此时进气槽401与抽气孔501的位置相对应并连通，环形气囊6通过导气穿孔402连通进气槽401，进一步通过抽气孔501连通吸合气孔502，当环形气囊6连通真空装置时，吸合气孔502产生吸合力；在两具转动支撑架9上活动串接纤维锭10，将纤维锭10上绕接的纤维丝带前端搭接中空芯轴5左端的外表面，当中空芯轴5通过抽气孔501和进气槽401连通外界的真空环境时，纤维丝带通过吸合气孔502吸合固定在中空芯轴5左端的表面，此时启动主轴电机8，则通过皮带盘7带动中空芯轴5转动，将纤维丝带线交错缠绕在中空芯轴5的表面，一边缠绕时，主轴座3通过纵向导轨2带动中空芯轴5按照设定的速度移动，则中空芯轴5表面的纤维丝带就按照设定的缠距形成螺纹管装，此时转动支撑架9左侧固定的喷胶机11喷射出粘接剂，令缠绕的纤维丝带粘接在一起；当主轴座3带动中空芯轴5移动设定距离后，切断气缸17通入高压气，高压气驱动伸缩轴和切断齿条18前伸，切断齿条18啮合切断齿轮16转动，带动弧形刀杆14和割断刀刃15偏转搭在中空芯轴5的表面，随着中空芯轴5的继续转动割断刀刃15对中空芯轴5缠绕成管状的纤维丝带割断，此时纤维丝带的外层喷涂有粘接剂，而与中空芯轴5贴合的一面还没有浸入粘接剂，此时二者仍然为活动嵌套连接，因此切断后的纤维半成品可以从中空芯轴5中取出；此时第二滑台19带动取料机构21移动至槽型机架1的中部，取料机构21嵌合连接被割断后处于活动状态的纤维半成品，随着第二滑台19和主轴座3的相对移动，将纤维半成品从中空芯轴5取出，然后第二滑台19复位至两个侧边架25的中间位置，转向电机23通过蜗杆轴24啮合蜗轮盘22，蜗轮盘22通过立轴20带动取料机构21以及其夹持的纤维半成品转动九十度，纤维半成品的两端分别与侧边架25通过横向滑块27安装的定型模具29相对应，两个定型模具29在模具气缸28的推动下互相靠近直至互相抵触，插入纤维半成品的内孔，对其端部和外表面定型，在定型的过程中分度电机30通过花键轴3001和花键管2901带动定型模具29进行分度或圆周转动，因此定型模具29可以按照设定的角度对纤维半成品的外表面进一步的加工，当定型模具29在纤维半成品中一段时间后喷涂的粘接剂固化，纤维半成品成定型，然后两个模具气缸28带动定型模具29缩回，就能够将成型的纤维制品取出，在横向滑块27的顶端均固定安装有热风枪31，热风枪31的出风口正对两个定型模具29的端部，能够在低温状态下促进粘接剂快速固化成型，提升生产效率和产品的结构强度。
综上所述，本发明能够一体化将纤维丝带经过缠绕、粘接、切断、定型成为所需的纤维制品，具有生产灵活度高、尺寸精度高的优点，中空芯轴5和定型模具29可以根据纤维制品的尺寸进行更换，实现灵活的精益生产，此时因为中空芯轴5和锥孔主轴4为锥度连接，因此更换不同规格的中空芯轴5后不需要重新校正，提升切换效率。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种用于纤维制品的制备装置，包括槽型机架(1)和中空芯轴(5)，其特征在于，所述槽型机架(1)内槽的中部固定有纵向导轨(2)，所述槽型机架(1)的右端通过所述纵向导轨(2)活动嵌合有主轴座(3)，所述主轴座(3)通过轴承转动连接有锥孔主轴(4)，所述锥孔主轴(4)的内孔设有进气槽(401)，所述锥孔主轴(4)的外圆贯穿有导气穿孔(402)，所述进气槽(401)连通所述导气穿孔(402)，所述中空芯轴(5)的右端为锥轴结构并设有抽气孔(501)，所述中空芯轴(5)左端的外圆面均布有吸合气孔(502)，所述锥孔主轴(4)的左端嵌合连接所述中空芯轴(5)的右端，所述进气槽(401)与所述抽气孔(501)的位置相对应；
所述锥孔主轴(4)右端的外圆套接有环形气囊(6)和皮带盘(7)，所述环形气囊(6)通过所述导气穿孔(402)连通所述进气槽(401)，所述主轴座(3)的底部固定有主轴电机(8)，所述主轴电机(8)的输出轴通过皮带绕接所述皮带盘(7)，所述槽型机架(1)右端的两侧对称安装有转动支撑架(9)，两具所述转动支撑架(9)上活动串接有纤维锭(10)，所述纤维锭(10)上绕接的纤维丝带前端搭接所述中空芯轴(5)左端的外表面并通过所述吸合气孔(502)吸合固定，两具所述转动支撑架(9)的左侧均固定安装有喷胶机(11)，所述喷胶机(11)正对于绕接在所述中空芯轴(5)外表面的纤维丝带，所述槽型机架(1)中部的一侧固定安装有刀架板(12)，所述刀架板(12)转动连接有刀具轴(13)，所述刀具轴(13)的一端串接固定有弧形刀杆(14)，所述弧形刀杆(14)的顶端固定有割断刀刃(15)，所述刀具轴(13)的另一端串接有切断齿轮(16)，所述刀架板(12)的底侧固定安装有切断气缸(17)，所述切断气缸(17)的伸缩轴固定连接有切断齿条(18)，所述切断齿条(18)啮合所述切断齿轮(16)，所述槽型机架(1)内槽的中部通过所述纵向导轨(2)滑动嵌合有第二滑台(19)，所述第二滑台(19)顶面的中部通过轴承转动连接有立轴(20)，所述立轴(20)的顶端支撑固定有取料机构(21)；
所述取料机构(21)包含槽型支架(2101)，所述槽型支架(2101)的两侧转动连接有互相啮合的主动齿轮(2102)和从动齿轮(2103)，所述主动齿轮(2102)和所述从动齿轮(2103)上对应固定有圆弧卡爪(2104)，所述槽型支架(2101)的一侧固定安装有夹紧气缸(2105)，所述夹紧气缸(2105)的伸缩轴连接有夹合齿条(2106)，所述夹合齿条(2106)啮合所述主动齿轮(2102)。
2.根据权利要求1所述的一种用于纤维制品的制备装置，其特征在于，所述立轴(20)的中部串接固定有蜗轮盘(22)，所述第二滑台(19)顶面的一侧固定安装有转向电机(23)，所述转向电机(23)的输出轴连接有蜗杆轴(24)，所述蜗杆轴(24)啮合所述蜗轮盘(22)，所述槽型机架(1)另一端的两侧对称固定有侧边架(25)，两个所述侧边架(25)同轴固定有横向导轨(26)，两根所述横向导轨(26)中均嵌合连接有横向滑块(27)，所述侧边架(25)的边侧固定安装有模具气缸(28)，所述模具气缸(28)的伸缩轴固定连接与之对应的所述横向滑块(27)的边侧，两个所述横向滑块(27)相对的一端均通过轴承转动连接有定型模具(29)，两个所述定型模具(29)的中部均设有花键管(2901)，两个所述横向滑块(27)相背的一端均固定有分度电机(30)，两个所述分度电机(30)的输出轴均固定连接有花键轴(3001)，所述花键轴(3001)活动嵌入与之对应的所述花键管(2901)，两个所述横向滑块(27)的顶端均固定安装有热风枪(31)，所述热风枪(31)的出风口正对两个所述定型模具(29)的端部。
3.根据权利要求2所述的一种用于纤维制品的制备装置，其特征在于，所述纵向导轨(2)的一侧固定安装有第一传动电机(32)，所述第一传动电机(32)的输出轴连接有第一丝杆(33)，所述第一丝杆(33)螺合连接所述主轴座(3)，所述纵向导轨(2)的另一侧固定连接有第二传动电机(34)，所述第二传动电机(34)的输出轴连接有第二丝杆(35)，所述第二丝杆(35)螺合所述第二滑台(19)。
4.根据权利要求3所述的一种用于纤维制品的制备装置，其特征在于，所述槽型机架(1)的一侧固定安装有高压气站(36)和负压气站(37)，所述负压气站(37)连通所述环形气囊(6)的气路，所述高压气站(36)通过电磁阀连通切断气缸(17)、两根模具气缸(28)和夹紧气缸(2105)。
5.根据权利要求1所述的一种用于纤维制品的制备装置，其特征在于，所述转动支撑架(9)为槽型架或开合架。
6.根据权利要求1所述的一种用于纤维制品的制备装置，其特征在于，所述槽型机架(1)一侧的顶端固定安装有电控箱(38)，所述电控箱(38)的输出端电性连接主轴电机(8)、喷胶机(11)、转向电机(23)、分度电机(30)、第一传动电机(32)、第二传动电机(34)、高压气站(36)和负压气站(37)。
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