CN116330709A - 一种纤维增强热塑性单向预浸带生产线及其生产方法 - Google Patents

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CN116330709A CN202310185806.1A CN202310185806A CN116330709A CN 116330709 A CN116330709 A CN 116330709A CN 202310185806 A CN202310185806 A CN 202310185806A CN 116330709 A CN116330709 A CN 116330709A
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Abstract

本发明公开涉及单向预浸带生产技术领域的一种纤维增强热塑性单向预浸带生产线，包括挤出箱，挤出箱内部设置有纤维带，所述挤出箱左右两侧壁均开设有槽口，所述纤维卷上下方均设置有挤出头，两个所述挤出头均开设有条形槽，两个所述挤出头均与挤出箱固定连接；通过第一调节组能够针对不同宽度的纤维带进行调节，并且，纤维带的宽度的变化能够自动的控制连接管流入到挤出头内部的树脂的量成正比，从而满足纤维带宽度增大时树脂所需要的量也增大的条件，使同一个生产线能够对不同宽度大小的纤维带进行加工，降低成本。

Description

一种纤维增强热塑性单向预浸带生产线及其生产方法
技术领域
本发明涉及单向预浸带生产技术领域，具体为一种纤维增强热塑性单向预浸带生产线及其生产方法。
背景技术
连续纤维增强热塑性单向预浸带(简称单向带)是一种由相互平行的单向连续纤维经熔融浸渍工艺，与熔融的热塑性树脂(PE、PP、PA等)浸渍后复合而成的片状材料，连续纤维增强热塑性复合材料的性能非常优异，纤维长度越长，机械性能越好，它的比强度可以做到普通钢的10倍以上，比强度越高，表明达到相应强度所用的材料质量越轻，因此连续纤维增强热塑性复合材料可以实现真正意义上的以塑代钢，轻量化应用。
现有生产线中单向预浸带的熔融树脂挤出步骤一般只能够针对同种宽度的预浸带进行生产，在针对不同宽度的预浸带进行生产时需要更换不同的生产线，而不能够一种生产线上针对不同宽度的生产线进行生产，投入的成本大，并且，预浸带浸渍后是通过后方的电机驱动收卷轴进行收卷的，而收卷轴上预浸带缠绕的多了之后，前方的托辊的线速度会增大，托辊的线速度增大后容易造成前方挤出的熔融树脂浸渍的量少，容易影响预浸带的浸渍效果。
基于此，本发明设计了一种纤维增强热塑性单向预浸带生产线及其生产方法，以解决上述问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种纤维增强热塑性单向预浸带生产线及其生产方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种纤维增强热塑性单向预浸带生产线，包括挤出箱，挤出箱内部设置有纤维带，所述挤出箱左右两侧壁均开设有槽口，所述纤维卷上下方均设置有挤出头，两个所述挤出头均开设有条形槽，两个所述挤出头均与挤出箱固定连接，所述挤出头上下方均设置有第一调节组，所述挤出箱一侧设置有容易挤出熔融树脂的挤出组；
所述第一调节组包括连接管、两个气缸，两个所述气缸关于挤出箱对称布置，所述连接管内滑动连接有第一调节环两个所述气缸均与挤出箱顶壁固定连接，两个所述气缸伸缩端均固定连接有L型杆，所述L型杆的底端能够对条形槽进行密封，两个所述L型杆端部均延伸至挤出头内部，两个所述L型杆均与挤出头滑动连接，所述第一调节环转动连接有支杆，所述支杆转动连接有大齿轮，所述大齿轮啮合有小齿轮，所述大齿轮和小齿轮均与挤出箱顶壁转动连接，所述小齿轮啮合有齿条杆，所述齿条杆与L型杆固定连接；
所述挤出箱另一侧设置有第二调节组，所述第二调节组包括两个第二调节环与两个压辊，两个所述第二调节环均与连接管滑动连接，两个所述第二调节环均位于第一调节环的另一侧，两个所述第二调节环均固定连接有用于其复位的第一弹簧，两个所述第二调节环均固定连接有Z型杆，所述压辊转动连接在挤出箱内壁，所述压辊的转动轴固定连接有圆杆，所述圆杆套接有连接盘，所述连接盘位于两个所述Z型杆端部的内侧，所述圆杆端部转动连接有两个第一连接杆，两个所述第一连接杆与连接盘之间均转动连接有第二连接杆。
作为本发明的进一步方案，所述挤出组包括恒压挤出机，所述恒压挤出机固定连接有U型管，所述U型管分别与两个所述连接管固定连接。
作为本发明的进一步方案，两个所述L型杆端部均固定连接有挡板，所述挡板均滑动连接在挤出头内壁。
作为本发明的进一步方案，两个所述挤出头均滑动连接有两个密封板；四个所述密封板均固定连接有用于其复位的第二弹簧，四个所述密封板均固定连接有楔形板，四个所述楔形板一侧设置有推块，所述推块与两个所述Z型杆固定连接。
作为本发明的进一步方案，所述推块截面呈锥形。
作为本发明的进一步方案，所述连接管均呈十字型。
作为本发明的进一步方案，两个所述Z型杆均转动连接有滚珠。
一种纤维增强热塑性单向预浸带生产方法，该方法包括以下步骤：
步骤一：通过第一调节组对条形槽的直径与熔融树脂下料的量进行调整，从而使满足对不同宽度的纤维带进行浸渍；
步骤二：第二调节组能够根据压辊的线速度再次对熔融树脂下料的量进行控制，防止熔融树脂的浪少影响浸渍的效果；
步骤三：通过挡板能够对挤出头的两侧进行限制，防止熔融树脂流动到挤出头的左右两侧而长时间中无法向外挤压排出时造成树脂凝固或者是贴合在挤出头的两侧壁，影响后续的浸渍质量；
步骤四：通过密封板对条形槽在不工作时进行密封。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1.通过第一调节组能够针对不同宽度的纤维带进行调节，并且，纤维带的宽度的变化能够自动的控制连接管流入到挤出头内部的树脂的量成正比，从而满足纤维带宽度增大时树脂所需要的量也增大的条件，使同一个生产线能够对不同宽度大小的纤维带进行加工，降低成本。
2.在压辊线速度增大时，第二调节组能够根据压辊的线速度去再次控制熔融树脂下料的量，从而防止出现熔融树脂下料的量跟不上纤维带的移动速度时，影响纤维带浸渍的效果。
3.通过挡板能够在两个L型杆移动时对挤出头的两侧进行限制，防止熔融树脂流动到挤出头的左右两侧而长时间中无法向外挤压排出时造成树脂凝固或者是贴合在挤出头的两侧壁，影响后续的浸渍质量。
附图说明
图1为本发明总体结构示意图；
图2为图1中A处局部放大图；
图3为本发明第二调节组与压辊的位置关系示意图；
图4为本发明连接管的剖视图；
图5为图4中C处局部放大图；
图6为图4中B处局部放大图；
图7为本发明挤出头的仰视图；
图8为挤出头的内部剖视图；
图9为本发明滚珠与Z型杆的位置关系及其连接关系示意图；
图10为本发明的流程图。
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
1、挤出箱；2、槽口；3、挤出头；4、连接管；5、第一调节环；6、第二调节环；7、第一弹簧；8、支杆；9、大齿轮；10、小齿轮；11、齿条杆；12、L型杆；13、气缸；14、滚珠；15、条形槽；16、Z型杆；17、压辊；18、圆杆；19、连接盘；20、第一连接杆；21、第二连接杆；22、恒压挤出机；23、U型管；24、挡板；25、密封板；26、第二弹簧；27、楔形板；28、推块。
具体实施方式
请参阅图1-10，本发明提供一种技术方案：一种纤维增强热塑性单向预浸带生产线，包括挤出箱1，挤出箱1内部设置有纤维带，所述挤出箱1左右两侧壁均开设有槽口2，所述纤维卷上下方均设置有挤出头3，两个所述挤出头3均开设有条形槽15，两个所述挤出头3均与挤出箱1固定连接，所述挤出头3上下方均设置有第一调节组，所述挤出箱1一侧设置有容易挤出熔融树脂的挤出组；
所述第一调节组包括连接管4、两个气缸13，两个所述气缸13关于挤出箱1对称布置，所述连接管4内滑动连接有第一调节环5两个所述气缸13均与挤出箱1顶壁固定连接，两个所述气缸13伸缩端均固定连接有L型杆12，所述L型杆12的底端能够对条形槽15进行密封，两个所述L型杆12端部均延伸至挤出头3内部，两个所述L型杆12均与挤出头3滑动连接，所述第一调节环5转动连接有支杆8，所述支杆8转动连接有大齿轮9，所述大齿轮9啮合有小齿轮10，所述大齿轮9和小齿轮10均与挤出箱1顶壁转动连接，所述小齿轮10啮合有齿条杆11，所述齿条杆11与L型杆12固定连接；
所述挤出箱1另一侧设置有第二调节组，所述第二调节组包括两个第二调节环6与两个压辊17，两个所述第二调节环6均与连接管4滑动连接，两个所述第二调节环6均位于第一调节环5的另一侧，两个所述第二调节环6均固定连接有用于其复位的第一弹簧7，两个所述第二调节环6均固定连接有Z型杆16，所述压辊17转动连接在挤出箱1内壁，所述压辊17的转动轴固定连接有圆杆18，所述圆杆18套接有连接盘19，所述连接盘19位于两个所述Z型杆16端部的内侧，所述圆杆18端部转动连接有两个第一连接杆20，两个所述第一连接杆20与连接盘19之间均转动连接有第二连接杆21。
上述方案在工作时，纤维带通过展纱装置展开后进入到挤出箱1内部，挤出箱1内壁靠近前方的位置设置有托辊(图上未标号)，生产线最后的收卷装置对纤维带进行收卷时会带动托辊与两个压辊17转动，纤维带移动时挤出组会将高温的熔融树脂通过两个连接管4向挤出头3内部流动，然后树脂通过挤出头3开设的条形槽15向纤维带的两面浸渍，使树脂浸入纤维带内部，然后通过压辊17对纤维带进行下压，而后进入到后续的冷却与收卷的步骤；
对不同宽度的纤维带进行加工时，需要启动气缸13，两个气缸13工作时其伸缩端会推动两个L型杆12移动，L型杆12移动时会从槽口2内向外移动，并且，L型杆12的底部截面呈T型，在移动时会沿着条形槽15滑动，从而使条形槽15的直径延长，从而使挤出头3内部挤压出来的树脂的范围增大，L型杆12移动时会带动齿条杆11移动，齿条杆11移动时与小齿轮10啮合并且带动小齿轮10转动，小齿轮10转动时与大齿轮9啮合并且带动大齿轮9转动，大齿轮9转动到一定的角度会通过支杆8拉动第一调节环5移动，常规条件下，第一调节环5和第二调节环6形成中心形成一个固定大小的通孔，此时连接管4通过通孔流入到挤出头3内部的树脂的量是固定的，第一调节环5沿着连接管4滑动时，第一调节环5与第二调节环6不在贴合，此时两者之间的距离增大，能够流通过的树脂的量也就增大，从而满足纤维带宽度增大时熔融树脂下来的量也增大，并其两者是成正比的；
通过第一调节组能够针对不同宽度的纤维带进行调节，并且，纤维带的宽度的变化能够自动的控制连接管4流入到挤出头3内部的树脂的量成正比，从而满足纤维带宽度增大时树脂所需要的量也增大的条件，使同一个生产线能够对不同宽度大小的纤维带进行加工，降低成本；
纤维带浸渍和冷却完成后完成后，随着收卷装置对纤维带的收卷时间的增长，收卷轴上方所缠绕的纤维带的也越来越厚，此时被缠绕的纤维带的外径不断增大，使线速度变大，此时前方的托辊与压辊17的速度也逐渐增大，而线速度增大的同时，如果熔融树脂下料的量不能够变化的话会影响纤维带浸渍的效果，当压辊17转速增大时，圆杆18转动的速度也增大，圆杆18转动时会带动两个第一连接杆20转动，在离心力的作用下，两个第一连接杆20会通过第二连接杆21拉动连接盘19向远离挤出箱1的方向移动，连接盘19移动时会带动两个Z型杆16移动，两个Z型杆16移动时会带动两个第二调节环6沿着连接管4移动并且压缩第一弹簧7，从而使第二调节环6与第一调节环5之间的间距再次增大，从而使压辊17转动速度较快时熔融树脂的下料量再次增大，从而防止纤维带移动较快时树脂的量跟不上使得浸渍的效果不好的情况；
在压辊17线速度增大时，第二调节组能够根据压辊17的线速度去再次控制熔融树脂下料的量，从而防止出现熔融树脂下料的量跟不上纤维带的移动速度时，影响纤维带浸渍的效果。
作为本发明的进一步方案，所述挤出组包括恒压挤出机22，所述恒压挤出机22固定连接有U型管23，所述U型管23分别与两个所述连接管4固定连接。
上述方案在工作时，恒压挤出机22将熔融树脂通过U型管23向两个连接管4内部流动，从而使恒压挤出机22在挤出力一定时，第一调节环5和第二调节环6能够通过两者之间的距离去控制熔融树脂下料的量。
作为本发明的进一步方案，两个所述L型杆12端部均固定连接有挡板24，所述挡板24均滑动连接在挤出头3内壁。
上述方案在工作时，通过挡板24能够在两个L型杆12移动时对挤出头3的两侧进行限制，防止熔融树脂流动到挤出头3的左右两侧而长时间中无法向外挤压排出时造成树脂凝固或者是贴合在挤出头3的两侧壁，影响后续的浸渍质量。
作为本发明的进一步方案，两个所述挤出头3均滑动连接有两个密封板25；四个所述密封板25均固定连接有用于其复位的第二弹簧26，四个所述密封板25均固定连接有楔形板27，四个所述楔形板27一侧设置有推块28，所述推块28与两个所述Z型杆16固定连接。
作为本发明的进一步方案，所述推块28截面呈锥形。
上述方案在工作时，在压辊17不转动时，第一弹簧7能够将Z型杆16与连接盘19复位的初始位置，而Z型杆16处于出初始位置时，两个密封板25在第二弹簧26的作用下会贴合在挤出头3的底壁位置，并且对条形槽15进行密封，从而使挤出头3中的熔融树脂不会向下流动，以及防止外界的灰尘进入到挤出头3中，当压辊17转动时，在离心力的作用下第连接盘19带动Z型杆16移动，两个Z型杆16移动时会带动推块28移动，推块28移动时其斜面会与四个楔形板27的侧边接触并且推动四个楔形板27带动密封板25沿着两个挤出头3滑动，从而使四个密封板25接触对条形槽15的密封。
作为本发明的进一步方案，所述连接管4均呈十字型。
上述方案在工作时，呈十字型的连接管4能够满足第一调节环5与第二调节环6的滑动。
作为本发明的进一步方案，两个所述Z型杆16均转动连接有滚珠14。
上述方案在工作时，通过滚珠14能够在Z型杆16的端部与转动的连接盘19接触时减小摩擦。
一种纤维增强热塑性单向预浸带生产方法，该方法包括以下步骤：
步骤一：通过第一调节组对条形槽15的直径与熔融树脂下料的量进行调整，从而使满足对不同宽度的纤维带进行浸渍；
步骤二：第二调节组能够根据压辊17的线速度再次对熔融树脂下料的量进行控制，防止熔融树脂的浪少影响浸渍的效果；
步骤三：通过挡板24能够对挤出头3的两侧进行限制，防止熔融树脂流动到挤出头3的左右两侧而长时间中无法向外挤压排出时造成树脂凝固或者是贴合在挤出头3的两侧壁，影响后续的浸渍质量；
步骤四：通过密封板25对条形槽15在不工作时进行密封。
工作原理：纤维带通过展纱装置展开后进入到挤出箱1内部，挤出箱1内壁靠近前方的位置设置有托辊(图上未标号)，生产线最后的收卷装置对纤维带进行收卷时会带动托辊与两个压辊17转动，纤维带移动时挤出组会将高温的熔融树脂通过两个连接管4向挤出头3内部流动，然后树脂通过挤出头3开设的条形槽15向纤维带的两面浸渍，使树脂浸入纤维带内部，然后通过压辊17对纤维带进行下压，而后进入到后续的冷却与收卷的步骤；
对不同宽度的纤维带进行加工时，需要启动气缸13，两个气缸13工作时其伸缩端会推动两个L型杆12移动，L型杆12移动时会从槽口2内向外移动，并且，L型杆12的底部截面呈T型，在移动时会沿着条形槽15滑动，从而使条形槽15的直径延长，从而使挤出头3内部挤压出来的树脂的范围增大，L型杆12移动时会带动齿条杆11移动，齿条杆11移动时与小齿轮10啮合并且带动小齿轮10转动，小齿轮10转动时与大齿轮9啮合并且带动大齿轮9转动，大齿轮9转动到一定的角度会通过支杆8拉动第一调节环5移动，常规条件下，第一调节环5和第二调节环6形成中心形成一个固定大小的通孔，此时连接管4通过通孔流入到挤出头3内部的树脂的量是固定的，第一调节环5沿着连接管4滑动时，第一调节环5与第二调节环6不在贴合，此时两者之间的距离增大，能够流通过的树脂的量也就增大，从而满足纤维带宽度增大时熔融树脂下来的量也增大，并其两者是成正比的；
通过第一调节组能够针对不同宽度的纤维带进行调节，并且，纤维带的宽度的变化能够自动的控制连接管4流入到挤出头3内部的树脂的量成正比，从而满足纤维带宽度增大时树脂所需要的量也增大的条件，使同一个生产线能够对不同宽度大小的纤维带进行加工，降低成本；
纤维带浸渍和冷却完成后完成后，随着收卷装置对纤维带的收卷时间的增长，收卷轴上方所缠绕的纤维带的也越来越厚，此时被缠绕的纤维带的外径不断增大，使线速度变大，此时前方的托辊与压辊17的速度也逐渐增大，而线速度增大的同时，如果熔融树脂下料的量不能够变化的话会影响纤维带浸渍的效果，当压辊17转速增大时，圆杆18转动的速度也增大，圆杆18转动时会带动两个第一连接杆20转动，在离心力的作用下，两个第一连接杆20会通过第二连接杆21拉动连接盘19向远离挤出箱1的方向移动，连接盘19移动时会带动两个Z型杆16移动，两个Z型杆16移动时会带动两个第二调节环6沿着连接管4移动并且压缩第一弹簧7，从而使第二调节环6与第一调节环5之间的间距再次增大，从而使压辊17转动速度较快时熔融树脂的下料量再次增大，从而防止纤维带移动较快时树脂的量跟不上使得浸渍的效果不好的情况；
在压辊17线速度增大时，第二调节组能够根据压辊17的线速度去再次控制熔融树脂下料的量，从而防止出现熔融树脂下料的量跟不上纤维带的移动速度时，影响纤维带浸渍的效果。

Claims (8)

1.一种纤维增强热塑性单向预浸带生产线，包括挤出箱(1)，挤出箱(1)内部设置有纤维带，其特征在于：所述挤出箱(1)左右两侧壁均开设有槽口(2)，所述纤维卷上下方均设置有挤出头(3)，两个所述挤出头(3)均开设有条形槽(15)，两个所述挤出头(3)均与挤出箱(1)固定连接，所述挤出头(3)上下方均设置有第一调节组，所述挤出箱(1)一侧设置有容易挤出熔融树脂的挤出组；
所述第一调节组包括连接管(4)、两个气缸(13)，两个所述气缸(13)关于挤出箱(1)对称布置，所述连接管(4)内滑动连接有第一调节环(5)两个所述气缸(13)均与挤出箱(1)顶壁固定连接，两个所述气缸(13)伸缩端均固定连接有L型杆(12)，所述L型杆(12)的底端能够对条形槽(15)进行密封，两个所述L型杆(12)端部均延伸至挤出头(3)内部，两个所述L型杆(12)均与挤出头(3)滑动连接，所述第一调节环(5)转动连接有支杆(8)，所述支杆(8)转动连接有大齿轮(9)，所述大齿轮(9)啮合有小齿轮(10)，所述大齿轮(9)和小齿轮(10)均与挤出箱(1)顶壁转动连接，所述小齿轮(10)啮合有齿条杆(11)，所述齿条杆(11)与L型杆(12)固定连接；
所述挤出箱(1)另一侧设置有第二调节组，所述第二调节组包括两个第二调节环(6)与两个压辊(17)，两个所述第二调节环(6)均与连接管(4)滑动连接，两个所述第二调节环(6)均位于第一调节环(5)的另一侧，两个所述第二调节环(6)均固定连接有用于其复位的第一弹簧(7)，两个所述第二调节环(6)均固定连接有Z型杆(16)，所述压辊(17)转动连接在挤出箱(1)内壁，所述压辊(17)的转动轴固定连接有圆杆(18)，所述圆杆(18)套接有连接盘(19)，所述连接盘(19)位于两个所述Z型杆(16)端部的内侧，所述圆杆(18)端部转动连接有两个第一连接杆(20)，两个所述第一连接杆(20)与连接盘(19)之间均转动连接有第二连接杆(21)。
2.根据权利要求1所述的一种纤维增强热塑性单向预浸带生产线，其特征在于：所述挤出组包括恒压挤出机(22)，所述恒压挤出机(22)固定连接有U型管(23)，所述U型管(23)分别与两个所述连接管(4)固定连接。
3.根据权利要求1所述的一种纤维增强热塑性单向预浸带生产线，其特征在于：两个所述L型杆(12)端部均固定连接有挡板(24)，所述挡板(24)均滑动连接在挤出头(3)内壁。
4.根据权利要求1所述的一种纤维增强热塑性单向预浸带生产线，其特征在于：两个所述挤出头(3)均滑动连接有两个密封板(25)；四个所述密封板(25)均固定连接有用于其复位的第二弹簧(26)，四个所述密封板(25)均固定连接有楔形板(27)，四个所述楔形板(27)一侧设置有推块(28)，所述推块(28)与两个所述Z型杆(16)固定连接。
5.根据权利要求4所述的一种纤维增强热塑性单向预浸带生产线，其特征在于：所述推块(28)截面呈锥形。
6.根据权利要求1所述的一种纤维增强热塑性单向预浸带生产线，其特征在于：所述连接管(4)均呈十字型。
7.根据权利要求1所述的一种纤维增强热塑性单向预浸带生产线，其特征在于：两个所述Z型杆(16)均转动连接有滚珠(14)。
8.一种纤维增强热塑性单向预浸带生产方法，适用于权利要求1-7中所述的一种纤维增强热塑性单向预浸带生产线，其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤一：通过第一调节组对条形槽(15)的直径与熔融树脂下料的量进行调整，从而使满足对不同宽度的纤维带进行浸渍；
步骤二：第二调节组能够根据压辊(17)的线速度再次对熔融树脂下料的量进行控制，防止熔融树脂的浪少影响浸渍的效果；
步骤三：通过挡板(24)能够对挤出头(3)的两侧进行限制，防止熔融树脂流动到挤出头(3)的左右两侧而长时间中无法向外挤压排出时造成树脂凝固或者是贴合在挤出头(3)的两侧壁，影响后续的浸渍质量；
步骤四：通过密封板(25)对条形槽(15)在不工作时进行密封。
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