CN117775869A - 一种碳纤维收卷设备及其张力储纱控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及碳纤维生产技术领域，尤其涉及一种碳纤维收卷设备及其张力储纱控制方法，其中，收卷机构采用同轴双锭结构，实现两根碳纤维纱线的同步收卷，提高收卷效率；两根碳纤维纱线分别通过设置在第一摆臂和第二摆臂上的第一张力轮和第二张力轮张紧，第一摆臂和第二摆臂通过连杆相连，并通过第一气缸为第二摆臂提供平衡张力轮上合力的拉力，维持碳纤维纱线收卷过程所需张力。在收卷过程中，第一气缸为张力机构提供恒定拉力，当纱线松动时，第一气缸通过第二摆臂驱动张力轮移动，并拉动纱线再次张紧；再次张紧后纱线张力增大，通过增大压辊机构中下压辊与碳纤维纱线之间的摩擦力抵消增大的张力值，实现恒张力收卷，确保收卷质量。
Description
技术领域
本发明涉及碳纤维生产技术领域，尤其涉及一种碳纤维收卷设备及其张力储纱控制方法。
背景技术
在碳纤维的收卷过程中，要求将纱线均匀缠绕在收卷卷筒上，而收卷过程中纱线的张力变化会影响其在卷筒上的收卷质量；目前采用设置在摆臂上的张力轮并配合张力气缸对纱线进行张力调节，具体通过调节张力气缸自身的拉力改变张力轮作用于纱线上的拉力，进而改变纱线的张力值。
发明内容
本发明提供了一种碳纤维收卷设备及其张力储纱控制方法，可有效解决背景技术中的问题。
为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：
一种碳纤维收卷设备，包括安装架和设置其上的收卷机构、压辊机构、张力机构和导向机构，所述压辊机构对应所述收卷机构设置在其水平侧，所述张力机构设置在所述压辊机构上方；
所述收卷机构包括转盘和设置其上的收卷轴，在所述收卷轴上沿其轴向依次套设有第一卷筒和第二卷筒，所述转盘和所述收卷轴分别通过第一动力装置和第二动力装置驱动转动；
所述压辊机构包括与所述收卷轴平行设置的下压辊，所述下压辊设置在第三摆臂上并通过第二气缸驱动压向所述收卷轴；
所述张力机构包括分别对应所述第一卷筒和所述第二卷筒设置的第一张力轮和第二张力轮，所述第一张力轮和所述第二张力轮分别设置在第一摆臂和第二摆臂的一端，并分别通过所述第一摆臂和所述第二摆臂与第一支座和第二支座转动连接；
在所述第一摆臂上位于其与第一支座的连接处设置有第一导向轮，在所述第二摆臂上位于其与第二支座的连接处设置有第二导向轮，所述第一摆臂和所述第二摆臂设置有张力轮的一端通过连杆相连，所述第二摆臂通过第一气缸驱动摆动。
进一步的，在所述第一摆臂上位于所述第一导向轮远离所述第一张力轮的一侧设置有第一配重块，在所述第二摆臂上位于所述第二导向轮远离所述第二张力轮的一侧设置有第二配重块；
在所述第一摆臂和所述第二摆臂上分别对应所述第一配重块和所述第二配重块分别开设有第一安装孔和第二安装孔，所述第一安装孔和所述第二安装孔分别沿所述第一摆臂和所述第二摆臂长度方向设置。
进一步的，所述第一摆臂设置在所述第二摆臂上方，所述连杆竖直设置且其两端分别与所述第一摆臂和所述第二摆臂转动连接；
所述导向机构包括第一导入轮、第二导入轮和导出轮，所述第一导入轮和所述第二导入轮分别对应所述第一张力轮和所述第二张力轮设置在其斜上方，所述第一气缸设置在所述第二摆臂下方，且其输出轴与所述第二摆臂的连接处位于所述第二张力轮和所述第二导向轮之间。
进一步的，所述第二导向轮对应所述第二卷筒中部位置设置在所述压辊机构上方，所述导出轮设置在所述第一导向轮的斜下方，且对应所述第一卷筒中部位置设置在所述压辊机构上方。
进一步的，靠近所述压辊机构且位于其上方设置有排纱机构，所述排纱机构包括直线模组和设置其上的第一导纱架和第二导纱架；
所述直线模组与所述收卷轴平行设置，所述第一导纱架和所述第二导纱架分别与所述第一卷筒和所述第二卷筒对应设置。
进一步的，在所述第一摆臂和/或所述第二摆臂上分别与所述第一支座和/或所述第二支座的连接处均设置有角度传感器。
一种碳纤维收卷设备的张力储纱控制方法，采用上述碳纤维收卷设备，包括以下步骤：
分别调节第一摆臂和第二摆臂上第一配重块和第二配重块的固定位置；
人工上纱使两根碳纤维纱线分别绕设通过导向机构、张力机构和压辊机构至收卷机构的两个收卷卷筒上；
根据碳纤维收卷张力要求，设定第一气缸的初始拉力值并维持拉力恒定不变，启动第二动力装置驱动收卷轴开始收卷碳纤维纱线；
收卷过程中随收卷卷径的增大，通过第一动力装置驱动转盘转动，带动收卷卷筒远离压辊机构；
通过角度传感器检测第一摆臂和/或第二摆臂的摆动角度，并反馈至控制中心，当检测到纱线出现松动时，通过第二气缸驱动下压辊压向收卷卷筒。
进一步的，调节张力机构的初始收卷状态，使第一摆臂和第二摆臂均呈水平设置；
正常收卷过程中第二摆臂上的力矩平衡公式计算可得：
2F2L2＝F1L1；
F5＝F2COSθ；
其中，第一气缸的拉力为F1，力臂为L1，碳纤维纱线在张力轮上的合力为F2，力臂为L2，单根碳纤维纱线的张力为F5，θ为F2与F5间的夹角；
当纱线出现松动时，第一气缸拉力不变并驱动第二张力轮向下移动，提高碳纤维纱线在张力机构中的线程使力矩再次平衡，此时碳纤维纱线上的张力值增大；
增大第二气缸输出力，使下压辊进一步将碳纤维纱线压向卷筒；
通过增大下压辊与碳纤维纱线之间的摩擦力，平衡碳纤维纱线在张力机构储纱所提高的碳纤维纱线张力值。
进一步的，将空卷卷筒收卷至满卷卷筒的卷径区间划分出多个调控区间；
在第二动力装置驱动收卷轴持续收卷过程中，实时检测收卷卷径，并在收卷卷径过渡至下一调控区间后，通过第一动力装置驱动转盘转动一次；
在第一动力装置驱动转盘转动过程中，使转盘进行低速转动，同步配合第二气缸驱动下压辊维持与卷筒间的压紧状态。
进一步的，当角度传感器检测到第一摆臂和/或第二摆臂出现大角度摆动后，通过控制中心触发警报，并停机进行人工处理。
本发明的有益效果为：
在本发明中，收卷机构中的同一收卷轴上设置有第一卷筒和第二卷筒，能够实现两根碳纤维纱线的同步收卷，提高收卷效率；两根碳纤维纱线分别通过设置在第一摆臂和第二摆臂上的第一张力轮和第二张力轮进行张紧，第一摆臂和第二摆臂通过连杆相连，并通过第一气缸为第二摆臂提供平衡张力轮上合力的拉力，维持碳纤维纱线收卷过程所需张力。
在收卷过程中，第一气缸为张力机构提供恒定不变的拉力，当纱线出现松动情况时，第一气缸会通过第二摆臂驱动张力轮移动，并拉动纱线将产生松动的多余线长储存在张力机构与导向机构中；而储纱造成的纱线张力值增大，通过增大压辊机构中下压辊与碳纤维纱线之间的摩擦力抵消增大的张力值，实现碳纤维纱线的恒张力收卷，确保收卷质量。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例中碳纤维收卷示意图；
图2为本发明实施例中张力机构和导向机构的结构示意图；
图3为本发明实施例中收卷机构和排纱机构的结构示意图；
图4为本发明实施例中压辊机构的结构示意图；
图5为本发明实施例中纱线绕设通过第一摆臂的受力分析图；
图6为本发明实施例中纱线绕设通过第二摆臂的受力分析图；
图7为本发明实施例中张力机构在纱线松动后张紧示意图；
图8为本发明实施例中碳纤维收卷设备收卷示意图。
附图标记：1、安装架；2、收卷机构；21、转盘；22、收卷轴；23、第一卷筒；24、第二卷筒；25、第一动力装置；26、第二动力装置；3、压辊机构；31、下压辊；32、第三摆臂；33、第二气缸；4、张力机构；41、第一摆臂；411、第一张力轮；412、第一导向轮；413、第一配重块；414、第一安装孔；42、第二摆臂；421、第二张力轮；422、第二导向轮；423、第二配重块；424、第二安装孔；43、第一支座；44、第二支座；45、连杆；46、第一气缸；5、导向机构；51、第一导入轮；52、第二导入轮；53、导出轮；6、排纱机构；61、直线模组；62、第一导纱架；63、第二导纱架。
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。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
如图1至图8所示的一种碳纤维收卷设备，包括安装架1和设置其上的收卷机构2、压辊机构3、张力机构4和导向机构5，压辊机构3对应收卷机构2设置在其水平侧，张力机构4设置在压辊机构3上方。
其中，收卷机构2包括转盘21和设置其上的收卷轴22，在收卷轴22上沿其轴向依次套设有第一卷筒23和第二卷筒24，转盘21和收卷轴22分别通过第一动力装置25和第二动力装置26驱动转动。压辊机构3包括与收卷轴22平行设置的下压辊31，下压辊31设置在第三摆臂32上并通过第二气缸33驱动压向收卷轴22。
张力机构4包括分别对应第一卷筒23和第二卷筒24设置的第一张力轮411和第二张力轮421，第一张力轮411和第二张力轮421分别设置在第一摆臂41和第二摆臂42的一端，并分别通过第一摆臂41和第二摆臂42与第一支座43和第二支座44转动连接；在第一摆臂41上位于其与第一支座43的连接处设置有第一导向轮412，在第二摆臂42上位于其与第二支座44的连接处设置有第二导向轮422，第一摆臂41和第二摆臂42设置有张力轮的一端通过连杆45相连，第二摆臂42通过第一气缸46驱动摆动。
在本发明中，收卷机构2中的同一收卷轴22上设置有第一卷筒23和第二卷筒24，能够实现两根碳纤维纱线的同步收卷，提高收卷效率；两根碳纤维纱线分别通过设置在第一摆臂41和第二摆臂42上的第一张力轮411和第二张力轮421进行张紧，第一摆臂41和第二摆臂42通过连杆45相连，并通过第一气缸46为第二摆臂42提供平衡张力轮上合力的拉力，维持碳纤维纱线收卷过程所需张力。
在收卷过程中，第一气缸46为张力机构4提供恒定不变的拉力，当纱线出现松动情况时，第一气缸46会通过第二摆臂42驱动张力轮移动，并拉动纱线将产生松动的多余线长储存在张力机构4与导向机构5中；而储纱造成的纱线张力值增大，通过增大压辊机构3中下压辊31与碳纤维纱线之间的摩擦力抵消增大的张力值，实现碳纤维纱线的恒张力收卷，确保收卷质量。
在本实施例中，在第一摆臂41上位于第一导向轮412远离第一张力轮411的一侧设置有第一配重块413，在第二摆臂42上位于第二导向轮422远离第二张力轮421的一侧设置有第二配重块423。
进一步的，在第一摆臂41和第二摆臂42上分别对应第一配重块413和第二配重块423分别开设有第一安装孔414和第二安装孔424，第一安装孔414和第二安装孔424分别沿第一摆臂41和第二摆臂42长度方向设置。
张力轮和配重块分别设置在摆臂转动中心的两侧，通过设置在摆臂上的安装孔调节配重块在摆臂上的安装位置，通过配重块平衡摆臂另一端的张力轮重力所产生的力矩，使第一气缸46对绕设通过张力轮上的碳纤维纱线张力值控制更精确。
在本实施例中，第一摆臂41设置在第二摆臂42上方，连杆45竖直设置且其两端分别与第一摆臂41和第二摆臂42转动连接；导向机构5包括第一导入轮51、第二导入轮52和导出轮53，第一导入轮51和第二导入轮52分别对应第一张力轮411和第二张力轮421设置在其斜上方，第一气缸46设置在第二摆臂42下方，且其输出轴与第二摆臂42的连接处位于第二张力轮421和第二导向轮422之间。
进一步的，第二导向轮422对应第二卷筒24中部位置设置在压辊机构3上方，导出轮53设置在第一导向轮412的斜下方，且对应第一卷筒23中部位置设置在压辊机构3上方。碳纤维纱线依次绕设通过导入轮、张力轮和导向轮，在通过张力轮摆动张紧松动纱线的同时，位于张力轮两侧的导轮位置固定不变，能够通过张力轮储纱的方式避免纱线在持续收卷过程中出现松动的情况。
通过在摆臂上位于其与支座的连接位置设置导向轮，使绕设通过张力轮的碳纤维纱线在张力轮两侧的导入以及导出位置固定，使张力轮在纱线出现松动情况下，自动调节将纱线张紧过程中，降低对正常收卷过程的影响。
在本实施例中，靠近压辊机构3且位于其上方设置有排纱机构6，排纱机构6包括直线模组61和设置其上的第一导纱架62和第二导纱架63；直线模组61与收卷轴22平行设置，第一导纱架62和第二导纱架63分别与第一卷筒23和第二卷筒24对应设置。
分别对应收卷轴22上的两个收卷卷筒设置两个导纱纱架，两根碳纤维纱线分别通过第一导纱架62和第二导纱架63后收卷至卷筒上，配合直线模组61驱动两导纱架做往复直线运动，实现两根纱线分别在第一卷筒23和第二卷筒24上的均匀收卷。
在本实施例中，在第一摆臂41和/或第二摆臂42上分别与第一支座43和/或第二支座44的连接处均设置有角度传感器。通过角度传感器检测第一摆臂41和/或第二摆臂42的转动角度，识别出碳纤维纱线在收卷过程中出现松动和张力波动较大的情况。
本发明还进一步公开了一种碳纤维收卷设备的张力储纱控制方法，采用上述碳纤维收卷设备，包括以下步骤：
分别调节第一摆臂41和第二摆臂42上第一配重块413和第二配重块423的固定位置；
人工上纱使两根碳纤维纱线分别绕设通过导向机构5、张力机构4和压辊机构3至收卷机构2的两个收卷卷筒上；
根据碳纤维收卷张力要求，设定第一气缸46的初始拉力值并维持拉力恒定不变，启动第二动力装置26驱动收卷轴22开始收卷碳纤维纱线；
收卷过程中随收卷卷径的增大，通过第一动力装置25驱动转盘21转动，带动收卷卷筒远离压辊机构3；
通过角度传感器检测第一摆臂41和/或第二摆臂42的摆动角度，并反馈至控制中心，当检测到纱线出现松动时，通过第二气缸33驱动下压辊31压向收卷卷筒。
如图1所示，在碳纤维正常收卷过程中，第一摆臂41和第二摆臂42均呈水平设置，通过第一气缸46为第二摆臂42提供恒定拉力值，第二摆臂42通过设置其上的连杆45为第一摆臂41提供拉力。
具体的，调节张力机构4的初始收卷状态，使第一摆臂41和第二摆臂42均呈水平设置；
正常收卷过程中第二摆臂上的力矩平衡公式计算可得：
2F2L2＝F1L1；
F5＝F2COSθ；
其中，第一气缸的拉力为F1，力臂为L1，碳纤维纱线在张力轮上的合力为F2，力臂为L2，单根碳纤维纱线的张力为F5，θ为F2与F5间的夹角；
当纱线出现松动时，第一气缸拉力不变并驱动第二张力轮向下移动，提高碳纤维纱线在张力机构中的线程使力矩再次平衡，此时碳纤维纱线上的张力值增大；
增大第二气缸输出力，使下压辊进一步将碳纤维纱线压向卷筒；
通过增大下压辊与碳纤维纱线之间的摩擦力，平衡碳纤维纱线在张力机构储纱所提高的碳纤维纱线张力值。
在正常收卷过程中，第一气缸施加在第二摆臂上的拉力力矩为碳纤维纱线作用与张力轮上合力力矩的两倍，具体如图5所示的，单根碳纤维纱线绕设通过第一摆臂的力矩平衡公式，如下所示：
F3L3+F6L6＝F2L2+F4L4；
其中，配重块的重力为F3，力臂为L3；张力轮的重力为F4，力臂为L4；连杆分别作用于第一摆臂和第二摆臂上的的平衡力分别为F6和F7，力臂为L6和L7。
在本实施例中，张力轮与配重块产生的力矩基本相等，即F3*L3≈F4*L4，因此可知：F6L6＝F2L2，得到连杆拉力：F6＝F2L2/L6。
同上参见图6所示，单根碳纤维纱线绕设通过第二摆臂的力矩平衡公式，如下所示：
F2L2+F7L7＝F1L1；
其中，由于F6与F7是作用力与反作用力，大小相等，方向相反，可知F6＝F7，L6＝L7。
综上结合第一摆臂和第二摆臂上的力矩平衡公式，可求得：
F2L2+(F2L2/L6)*L7＝F1L1；
即可得：
2F2L2＝F1L1；
单根碳纤维纱线对张力轮合力为：
F2＝F1L1/2L2；
进一步参见图7所示，当纱线松动被张力机构再次张紧后，第一气缸的拉力力臂L1增大，张力轮合力力臂L2减小，最终导致张力轮上合力F2增大，
单根碳纤维纱线张力为：
F5＝F2/2COSθ；
再次张紧后F2与F5间的夹角减小，使单根碳纤维纱线的张力F5增大。
通过角度传感器检测出张力机构的储纱操作，通过第二气缸驱动下压辊将碳纤维纱线压向卷筒外圈，下压辊对碳纤维纱线的正压力为F1，下压辊与碳纤维纱线的接触面积为S1，下压辊表面与纱线的摩擦系数为μ1，压辊与纱线的摩擦力为f，根据如下公式对单根碳纤维纱线的新增张力进行平衡抵消：
S1＝2πr*L＝2πr*L*α/360
f＝μ1F1S1＝μ1F12πr*L*α/360
其中，L表示碳纤维纱线的宽度尺寸，α表示碳纤维纱线在下压辊上的包角角度。
当纱线松动时，摆臂调整角度位置开始储纱，同时驱动第二气缸增大下压机构与纱线间的摩擦力，导致下压辊与纱线的接触面积S1增大，从而增大接下压辊与纱线的摩擦力f，接触力与摩擦力成一定曲线关系，保证收卷效果。
进一步的，将空卷卷筒收卷至满卷卷筒的卷径区间划分出多个调控区间；
在第二动力装置驱动收卷轴持续收卷过程中，实时检测收卷卷径，并在收卷卷径过渡至下一调控区间后，通过第一动力装置驱动转盘转动一次；
在第一动力装置驱动转盘转动过程中，使转盘进行低速转动，同步配合第二气缸驱动下压辊维持与卷筒间的压紧状态。
在收卷过程中随着卷筒上纱线卷径的不断增加转盘逐步向下旋转，从空卷到满卷过程中转盘需多次旋转，若驱动转盘高速旋转，容易造成下压辊与收卷轴存在短时间脱离风险，造成纱线在下压辊两端拐头位置发生偏移，影响收卷效果。在收卷过程中应降低转盘旋转速度，以低速旋转可始终保持下压辊与收卷卷筒紧密贴合，不影响收卷效果。
当角度传感器检测到第一摆杆和/或第二摆杆出现大角度摆动后，通过控制中心触发警报，并停机进行人工处理。当一路纱断开后，碳纤维纱线张力会有较大波动，通过角度传感器反馈，在卷绕过程中摆杆波动超过设定安全角度，则判断断纱。
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 (10)
1.一种碳纤维收卷设备，其特征在于，包括安装架(1)和设置其上的收卷机构(2)、压辊机构(3)、张力机构(4)和导向机构(5)，所述压辊机构(3)对应所述收卷机构(2)设置在其水平侧，所述张力机构(4)设置在所述压辊机构(3)上方；
所述收卷机构(2)包括转盘(21)和设置其上的收卷轴(22)，在所述收卷轴(22)上沿其轴向依次套设有第一卷筒(23)和第二卷筒(24)，所述转盘(21)和所述收卷轴(22)分别通过第一动力装置(25)和第二动力装置(26)驱动转动；
所述压辊机构(3)包括与所述收卷轴(22)平行设置的下压辊(31)，所述下压辊(31)设置在第三摆臂(32)上并通过第二气缸(33)驱动压向所述收卷轴(22)；
所述张力机构(4)包括分别对应所述第一卷筒(23)和所述第二卷筒(24)设置的第一张力轮(411)和第二张力轮(421)，所述第一张力轮(411)和所述第二张力轮(421)分别设置在第一摆臂(41)和第二摆臂(42)的一端，并分别通过所述第一摆臂(41)和所述第二摆臂(42)与第一支座(43)和第二支座(44)转动连接；
在所述第一摆臂(41)上位于其与第一支座(43)的连接处设置有第一导向轮(412)，在所述第二摆臂(42)上位于其与第二支座(44)的连接处设置有第二导向轮(422)，所述第一摆臂(41)和所述第二摆臂(42)设置有张力轮的一端通过连杆(45)相连，所述第二摆臂(42)通过第一气缸(46)驱动摆动。
2.根据权利要求1所述的碳纤维收卷设备，其特征在于，在所述第一摆臂(41)上位于所述第一导向轮(412)远离所述第一张力轮(411)的一侧设置有第一配重块(413)，在所述第二摆臂(42)上位于所述第二导向轮(422)远离所述第二张力轮(421)的一侧设置有第二配重块(423)；
在所述第一摆臂(41)和所述第二摆臂(42)上分别对应所述第一配重块(413)和所述第二配重块(423)分别开设有第一安装孔(414)和第二安装孔(424)，所述第一安装孔(414)和所述第二安装孔(424)分别沿所述第一摆臂(41)和所述第二摆臂(42)长度方向设置。
3.根据权利要求1所述的碳纤维收卷设备，其特征在于，所述第一摆臂(41)设置在所述第二摆臂(42)上方，所述连杆(45)竖直设置且其两端分别与所述第一摆臂(41)和所述第二摆臂(42)转动连接；
所述导向机构(5)包括第一导入轮(51)、第二导入轮(52)和导出轮(53)，所述第一导入轮(51)和所述第二导入轮(52)分别对应所述第一张力轮(411)和所述第二张力轮(421)设置在其斜上方，所述第一气缸(46)设置在所述第二摆臂(42)下方，且其输出轴与所述第二摆臂(42)的连接处位于所述第二张力轮(421)和所述第二导向轮(422)之间。
4.根据权利要求3所述的碳纤维收卷设备，其特征在于，所述第二导向轮(422)对应所述第二卷筒(24)中部位置设置在所述压辊机构(3)上方，所述导出轮(53)设置在所述第一导向轮(412)的斜下方，且对应所述第一卷筒(23)中部位置设置在所述压辊机构(3)上方。
5.根据权利要求1所述的碳纤维收卷设备，其特征在于，靠近所述压辊机构(3)且位于其上方设置有排纱机构(6)，所述排纱机构(6)包括直线模组(61)和设置其上的第一导纱架(62)和第二导纱架(63)；
所述直线模组(61)与所述收卷轴(22)平行设置，所述第一导纱架(62)和所述第二导纱架(63)分别与所述第一卷筒(23)和所述第二卷筒(24)对应设置。
6.根据权利要求1所述的碳纤维收卷设备，其特征在于，在所述第一摆臂(41)和/或所述第二摆臂(42)上分别与所述第一支座(43)和/或所述第二支座(44)的连接处均设置有角度传感器。
7.一种碳纤维收卷设备的张力储纱控制方法，其特征在于，采用上述权利要求1～6任一项所述的碳纤维收卷设备，包括以下步骤：
分别调节第一摆臂和第二摆臂上第一配重块和第二配重块的固定位置；
人工上纱使两根碳纤维纱线分别绕设通过导向机构、张力机构和压辊机构至收卷机构的两个收卷卷筒上；
根据碳纤维收卷张力要求，设定第一气缸的初始拉力值并维持拉力恒定不变，启动第二动力装置驱动收卷轴开始收卷碳纤维纱线；
收卷过程中随收卷卷径的增大，通过第一动力装置驱动转盘转动，带动收卷卷筒远离压辊机构；
通过角度传感器检测第一摆臂和/或第二摆臂的摆动角度，并反馈至控制中心，当检测到纱线出现松动时，通过第二气缸驱动下压辊压向收卷卷筒。
8.根据权利要求7所述的碳纤维收卷设备的张力储纱控制方法，其特征在于，调节张力机构的初始收卷状态，使第一摆臂和第二摆臂均呈水平设置；
正常收卷过程中第二摆臂上的力矩平衡公式计算可得：
2F2L2＝F1L1；
F5＝F2COSθ；
其中，第一气缸的拉力为F1，力臂为L1，碳纤维纱线在张力轮上的合力为F2，力臂为L2，单根碳纤维纱线的张力为F5，θ为F2与F5间的夹角；
当纱线出现松动时，第一气缸拉力不变并驱动第二张力轮向下移动，提高碳纤维纱线在张力机构中的线程使力矩再次平衡，此时碳纤维纱线上的张力值增大；
增大第二气缸输出力，使下压辊进一步将碳纤维纱线压向卷筒；
通过增大下压辊与碳纤维纱线之间的摩擦力，平衡碳纤维纱线在张力机构储纱所提高的碳纤维纱线张力值。
9.根据权利要求7所述的碳纤维收卷设备的张力储纱控制方法，其特征在于，将空卷卷筒收卷至满卷卷筒的卷径区间划分出多个调控区间；
在第二动力装置驱动收卷轴持续收卷过程中，实时检测收卷卷径，并在收卷卷径过渡至下一调控区间后，通过第一动力装置驱动转盘转动一次；
在第一动力装置驱动转盘转动过程中，使转盘进行低速转动，同步配合第二气缸驱动下压辊维持与卷筒间的压紧状态。
10.一种碳纤维收卷设备的张力储纱控制方法，其特征在于，当角度传感器检测到第一摆臂和/或第二摆臂出现大角度摆动后，通过控制中心触发警报，并停机进行人工处理。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311838256.5A CN117775869A (zh) | 2023-12-27 | 2023-12-27 | 一种碳纤维收卷设备及其张力储纱控制方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN202311838256.5A CN117775869A (zh) | 2023-12-27 | 2023-12-27 | 一种碳纤维收卷设备及其张力储纱控制方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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| CN117775869A true CN117775869A (zh) | 2024-03-29 |
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| CN202311838256.5A Pending CN117775869A (zh) | 2023-12-27 | 2023-12-27 | 一种碳纤维收卷设备及其张力储纱控制方法 |
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- 2023-12-27 CN CN202311838256.5A patent/CN117775869A/zh active Pending
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