CN203976112U - 张力可控纤维复丝制作工装 - Google Patents

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张鹏飞
侯仲军
陈孝鹏
胡伟
赵学平
张永胜
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Abstract

本实用新型涉及一种张力可控纤维复丝制作工装，其特征在于：所述张力可控纤维复丝制作工装包括滑轮、张力计、旋钮和底框，底框为矩形框架结构，滑轮为上下两排平行并列，上下两排平行并列的滑轮分别固定在底框上梁和下梁上，在底框上梁的一端固定旋钮，底框下梁的另一端固定张力计，制作纤维复丝时，浸胶纤维一头与张力计连接，浸胶纤维另一头蛇形穿过上下两排平行并列的滑轮后与旋钮连接，转动旋钮拉伸浸胶纤维实现对浸胶纤维的施加预张力，通过张力计的读数实现对纤维施加所需预张力大小的控制。本实用新型结构简单，操作方便，通过浸胶纤维在滑轮上施加预张力，减小了纤维的受损程度，同时张力计的安装实现了对纤维预张力实现精确控制。

Description

张力可控纤维复丝制作工装
技术领域
本实用新型涉及的是一种纤维复丝制作工装，具体为在无磨损情况下实现不同预张力控制的复丝制作工装。
背景技术
碳纤维都属于高强、高模的刚性纤维，其变形小、强度高、极易脆断，故其试样制备水平对于强伸性能影响极大，如预张力的控制。目前各研究单位因测试手段不足尚不能准确、稳定地表征碳纤维性能，通常与厂家公布指标存在较大差异，尤以12K碳纤维最为明显。而在纤维复合材料产品生产的工厂里，纤维作为一种主要原材料又必须接受严格的质量检测。同时，纤维的逐团检测给工厂带来很大的工作量，有必要开发一种简单、准确的成型工装来减少人力物力的投入。GB/T 3362规定了碳纤维复丝的制作方法：将浸胶纤维纱束略加张力固定在一个框架上，进行固化，该标准并没有说明预张力控制的具体方法，且难以保证丝束具有相同的张力；申请公开号为CN 102507283A的中国专利公开了一种12K复丝拉伸性能试样的制作与测试方法，其通过纤维缠绕机将纤维浸胶后缠绕在纱框上，虽然该技术通过缠绕机张力控制系统实现张力的精确控制，但纤维一旦经过缠绕机导纱辊、分纱梳、丝嘴等结构后极易遭受损伤，部分脆性的丝束在摩擦和弯曲的作用下发生断裂，其强度必然下降，因此该方法亦无法完全体现纤维的本身性能。
发明内容
本实用新型的所要解决的技术问题是实现预张力可控和克服在纤维复丝成型过程中受磨损的问题，提供一种在纤维无损伤情况下可精确控制预张力的碳纤维复丝制作工装。
为解决上述技术问题，本实用新型采用技术方案为：所述张力可控纤维复丝制作工装包括底框、旋钮、滑轮、和张力计，底框为矩形框架结构，滑轮为上下两排平行并列，上下两排平行并列的滑轮分别固定在底框上梁和下梁上，在底框上梁的一端固定旋钮，底框下梁的另一端固定张力计，浸胶纤维一头与张力计连接，浸胶纤维另一头蛇形穿过上下两排平行并列的滑轮后与旋钮连接，转动旋钮拉伸浸胶纤维实现对浸胶纤维的施加预张力，通过张力计的读数实现对纤维施加所需预张力大小的控制。施加张力后，浸胶纤维及工装整体进入高温试样箱进行固化。
为方便固化树脂的清理，上述滑轮可选择轴承滑轮，滑轮表面为钢材、不锈钢、聚四氟乙烯、尼龙、喷涂或镀膜的钢材等。
旋钮可选择单向步进式旋钮，可对纤维实现由小到大逐渐施加张力，避免张力的反复对纤维损伤。
根据需要，可在底框上安装一组或多组张力控制组合，实现对纤维的不同张力控制。
本实用新型的有益效果是：本实用新型结构简单，操作方便，通过浸胶纤维在滑轮上施加预张力，减小了纤维的受损程度，同时张力计的安装实现了对纤维预张力实现精确控制；同时也可完成多根等张力纤维复丝，满足GB/T 3362对试样数量的要求；也可一次性将多团纤维截取样品并首尾连接形成一根等张力复丝，实现同时对多团纤维性能的考察，对于工厂原材料逐团复验的繁琐工作具有重大意义。
附图说明
图1张力可控纤维复丝制作工装示意图。
图中1为底框，2为旋钮，3为滑轮，4为浸胶纤维，5为张力计。
具体实施方式
下面结合附图来对本发明做更详细的描述。
本实用新型的张力可控纤维复丝制作工装如图1所示。
所述张力可控纤维复丝制作工装包括底框1、旋钮2、滑轮3和张力计5，滑轮3为轴承滑轮，滑轮3表面材料为聚四氟乙烯，滑轮3分上下两排平行并列，底框1为矩形框架结构，上下两排平行并列的滑轮3分别固定在底框3上梁和下梁上，在底框3上梁的一端固定旋钮2，旋钮2为单向步进式旋钮，底框3下梁的另一端固定张力计5，浸胶纤维4一头与与张力计5连接，浸胶纤维4另一头蛇形穿过上下两排平行并列的滑轮3后与旋钮2连接，转动旋钮2拉伸浸胶纤维4实现对浸胶纤维4的施加预张力，通过张力计5的读数实现对纤维施加所需预张力大小的控制。
应用本发明装置制作纤维复丝的工序为：首先进行所需树脂胶液的配制，再将纤维剪下一段丝束(也可多段丝束进行首尾相连)，将丝束浸胶形成浸胶纤维4，浸胶纤维4一头系于图1所示张力计5挂钩上，另一头逐个穿过上下两排平行并列的滑轮3，末端固定于单向步进式旋钮2，然后旋转旋钮2，使浸胶纤维4产生预张力，张力大小为10N，由张力计5直接读出。最后整体工装放入高温试样箱进行固化。用剪刀剪下固化后的浸胶纤维4即可得到纤维复丝。

Claims (4)

1.一种张力可控纤维复丝制作工装，其特征在于：所述张力可控纤维复丝制作工装包括底框(1)、旋钮(2)、滑轮(3)和张力计(5)，底框(1)为矩形框架结构，滑轮(3)分上下两排平行并列，上下两排平行并列的滑轮(3)分别固定在底框(1)的上梁和下梁上，在底框(1)上梁的一端固定旋钮(2)，底框(1)下梁的另一端固定张力计(5)，制作纤维复丝时，浸胶纤维(4)一头与张力计(5)连接，浸胶纤维(4)另一头蛇形穿过上下两排平行并列的滑轮(3)后与旋钮(2)连接，转动旋钮(2)拉伸浸胶纤维(4)实现对浸胶纤维(4)施加预张力，通过张力计(5)的读数实现对纤维施加所需预张力大小的控制。
2.根据权利要求1所述的张力可控纤维复丝制作工装，其特征在于：所述的滑轮(3)为轴承滑轮。
3.根据权利要求2所述的张力可控纤维复丝制作工装，其特征在于：所述的轴承滑轮表面为钢材或不锈钢或聚四氟乙烯或尼龙材料。
4.根据权利要求1所述的张力可控纤维复丝制作工装，其特征在于：所述的旋钮(3)为单向步进式旋钮。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109406234A (zh) * 2018-11-06 2019-03-01 北京化工大学 大丝束碳纤维复丝拉伸试样及其制备装置和方法
CN110926892A (zh) * 2019-11-26 2020-03-27 湖北航天技术研究院总体设计所 一种用于碳纤维复丝缠绕制样的工装及方法

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