CN204773455U - 一种玻纤增强复合材料生产系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种玻纤增强复合材料生产系统，该系统包括控制原料供给装置、上阶双螺杆挤出机、长玻纤供给装置、下阶双螺杆挤出机、定长切割输送装置以及控制上述各种装置运作的电气控制系统，所述原料供给装置的输入端接受原料，所述原料供给装置的输出端与上阶双螺杆挤出机的输入端相连接，所述上阶双螺杆挤出机的输出端、长玻纤供给装置的输出端均与下阶双螺杆挤出机的输入端相连接，所述下阶双螺杆挤出机的输出端与定长切割输送装置输入端相连接，所述定长切割输送装置的输出端与下游成型设备相连接。该玻纤增强复合材料生产系统为一套整体连贯的生产设备，其生产方法省去中间半成品环节，大大节约生产成本，具有良好应用前景。

Description

一种玻纤增强复合材料生产系统

技术领域

本实用新型属于玻纤生产领域，具体涉及一种玻纤增强复合材料生产系统。

背景技术

玻璃纤维增强热塑性塑料，出现在20世纪中叶，经过十几年的发展，玻璃纤维增强热塑性塑料市场年增长率为5％左右，已超过玻璃纤维增强固性塑料的增长速度。

玻璃纤维增强热塑性塑料是一种轻质高强度的复合材料，玻璃纤维一般为20%~50%，所用基体材料一般有聚丙烯、聚乙烯、聚苯乙烯、聚酰胺、聚碳酸酯、ABS，PET，PBT等，该复合材料具有良好的拉伸、弯曲、压缩弹性模量及抗蠕变性能，尺寸稳定、加工性能好、成型周期短、生产效率高，已被广泛用于汽车、机械、电器、建筑、船舶、航天等部门及行业。在汽车制品生产中，制品一般为保险杠、挡泥板、发动机罩、仪表盘、车门、座椅靠背、暖气机叶轮等；在电气电子和信息技术方面，用以制造仪表罩壳、接线盒、电视机后盖、风扇叶片等；在化工防腐方面，玻璃纤维增强塑料用作贮罐、管道、内管等。

传统的玻纤增强复合材料的生产工艺（如注塑成型工艺等）为二步法生产工艺，先由材料生产厂家生产出聚合物/玻纤复合材料颗粒，再由成型厂家模压、注塑制作成最终制品，这类传统工艺由于存在半成品的中间环节，导致生产加工成本、转运成本、半成品存储成本较高，同时由于经过两次熔融塑化腔玻纤长度下降非常厉害，最终制品内玻纤的平均长度多小于2mm，增强、增韧效果有限。

实用新型内容

为了解决现有技术中存在的不足，本实用新型提供了一种玻纤增强复合材料生产系统，该系统为一步法成套生产设备，省去了中间环节，比传统粒料注射成型工艺生产的零部件价格便宜30%～40%，同时特殊的双阶双螺杆挤出工艺和模头切割设计使玻纤在制品内的长度达到10mm以上，比传统颗粒注塑成型工艺生产的零部件性能提升25%~40%，具有良好的应用前景，值得推广。

为解决上述问题，本实用新型具体采用以下技术方案：

一种玻纤增强复合材料生产系统，其特征在于，包括用于储存、输送原料的原料供给装置、完成原料熔融、混炼形成熔体的上阶双螺杆挤出机、提供长玻纤的长玻纤供给装置、用于将长玻纤供给装置提供的长玻纤剪切至合适长度并将剪切后的长玻纤与上阶双螺杆挤出机中的熔体实现包覆、均匀分布的下阶双螺杆挤出机、对下阶双螺杆挤出机挤出的熔体料带进行剪切、输送至下游成型设备的定长切割输送装置以及控制原料供给装置、上阶双螺杆挤出机、长玻纤供给装置、下阶双螺杆挤出机以及定长切割输送装置运作的电气控制系统，所述原料供给装置的输入端接受原料，所述原料供给装置的输出端与上阶双螺杆挤出机的输入端相连接，所述上阶双螺杆挤出机的输出端、长玻纤供给装置的输出端均与下阶双螺杆挤出机的输入端相连接，所述下阶双螺杆挤出机的输出端与定长切割输送装置输入端相连接，所述定长切割输送装置的输出端与下游成型设备相连接。通过原料供给装置自动、精准的将原料输送至上阶双螺杆挤出机中，经上阶双螺杆挤出机熔融、混炼后形成熔体，同时长玻纤供给装置供应长玻纤，并与熔体共同进入下阶双螺杆挤出机中，经下阶双螺杆挤出机剪切后在熔体内混合均匀，再由下阶双螺杆挤出机挤出至定长切割输送装置，由定长切割输送装置按产品所需进行额定长度的切割，并输送至下游成型设备如模压机等中成型，整个系统由电气控制系统协调统一控制，自动化程度高，且精度高，产品规格控制统一，电气控制系统采集各种数据，并提供人机交互界面，使各种信息得到实时处理，实现了自动化和信息化管理、信息集中化处理的目的。

前述的一种玻纤增强复合材料生产系统，其特征在于，所述原料供给装置包括相连接的真空上料装置和失重式电子计量喂料装置，所述真空上料装置包括用于接收包装中原料的接料盒、利用真空吸附原料的真空上料机、储存真空上料机吸附过来的原料的粒料补料仓以及储存助剂的助剂补料仓，所述接料盒底部配有吸料口，并通过管道与真空上料机相连接，所述真空上料机的下部与粒料补料仓相连接，即真空上料机出料口与粒料补料仓进料口相连接，补料仓出料口通过软管道连接与失重式电子计量喂料装置的称重料仓进料口相连接，所述失重式电子计量喂料装置包括粒料失重式计量喂料机、小料失重式计量喂料机以及落料盒，所述粒料失重式计量喂料机对粒料补料仓中的粒料进行称重并喂入落料盒中，所述小料失重式计量喂料机对助剂补料仓中的助剂进行称量并喂入落料盒中，所述落料盒安装在上阶双螺杆挤出机喂料机筒的喂料开口上。各原料先喂入接料盒中，利用真空上料原理通过真空上料机输送至各对应的粒料补料仓，完成对原料的输送和储存功能，之后各个组分的原料再通过粒料失重式计量喂料机、助剂通过小料失重式计量喂料机按设定比例被连续均匀地喂入上阶双螺杆挤出机中，确保了产品质量的稳定性，其实现了自动化和高称量精度，动态精度±0.5%。

前述的一种玻纤增强复合材料生产系统，其特征在于，所述上阶双螺杆挤出机包括第一主电动机、第一高扭矩减速箱、第一螺杆、第一机筒、排气装置以及连接体，所述第一主电动机通过第一高扭矩减速箱与第一螺杆相连接，所述第一螺杆设于第一机筒内，所述排气装置设于第一机筒上，采用自然排气或者抽真空排气，所述连接体的一端连接第一机筒的出料端，另一端连接下阶双螺杆挤出机的进料口。上阶双螺杆挤出机主要功能是对各原材料进行加热使其熔融、并通过第一螺杆和第一机筒的相互作用进一步混炼使各组分分散充分、分布均匀，最终形成塑化良好的熔体。

前述的一种玻纤增强复合材料生产系统，其特征在于，所述长玻纤供给装置包括相连接的长玻纤输送装置和长玻纤分纱润纱装置，所述长玻纤输送装置包括玻纤平台、玻纤支架、测速传感器以及玻纤管道，所述玻纤平台固定在底面上，所述玻纤支架设于玻纤平台的顶端且一体连接，玻纤支架上设有若干用于引导玻纤通过的通孔，每个通孔对应设置的测速传感器，所述测速传感器位于玻纤平台上部，由四个传感器支撑点，每根玻纤管道对应一个测速传感器，玻纤管道的入口正对所述通孔，所述玻纤管道的出口与分纱润纱装置相连接，玻纤支架上方水平分布30~60个红外测速传感器，每个红外测速传感器可通过1束玻纤，然后玻纤再通过牵引进入玻纤管道，配置电气控制盒与主机PLC连锁控制，所述长玻纤分纱润纱装置包括分纱机架、分纱润纱装置以及传动装置，所述分纱机架固定于下阶双螺杆挤出机上，并与长玻纤输送装置的玻纤管道相连接，所述分纱机架上固定有分纱润纱装置和传动装置，所述分纱润纱装置包括拨纱架和辊筒，辊筒从上到下依次排布，拨纱架的端部利用连接杆连接后与所述传动装置组成相连，由玻纤管道输送的玻纤在拨纱架与辊筒间往复运动，所述传动装置驱动辊筒运动，长玻纤分纱润纱装置用于将多股集束玻纤筛分成细小的纱纤并对这些纱纤进行加热，改善玻纤与聚合物熔体接触时的浸润效果，以提升玻纤在聚合物中的分散程度。

前述的一种玻纤增强复合材料生产系统，其特征在于，所述下阶双螺杆挤出机包括第二主电动机、第二高扭矩减速箱、第二螺杆、第二机筒以及可调节机头，所述第二主电动机通过第二高扭矩减速箱与第二螺杆相连接，所述第二螺杆设于第二机筒内，所述可调节机头安装于下阶双螺杆挤出机的出料口处，所述可调节机头采用上下哈夫模块组合，其中下模块连接伺服液压系统。下阶双螺杆挤出机完成的是将热塑性复合材的熔融体料与玻纤的包覆、对玻纤进行剪切至合适长度并使其在熔体内分布均匀，与上阶双螺杆挤出机配合构成双阶双螺杆挤出机，能够更好地根据不同制品的生产工艺要求灵活调整工艺参数。

前述的一种玻纤增强复合材料生产系统，其特征在于，所述定长切割输送装置包括定长切断装置、输送装置以及保温装置，所述定长切断装置用于将下阶双螺杆挤出机挤出的熔体料带按产品需要长度剪切成料块，所述输送装置用于将定长切断装置剪切后的料块输送至下游成型设备，所述输送装置上设有保温装置。

前述的一种玻纤增强复合材料生产系统，其特征在于，所述真空上料机设为3-4台，输送量为400~1000kg/h，所述粒料补料仓设为3-5台，容积为0.3~1m3，所述粒料补料仓设有上料位器、下料位器以及下料口蝶阀，并与报警器连锁，所述粒料失重式计量喂料机设为2-3台，喂料量100~500kg/h，动态精度±0.5%，所述小料失重式计量喂料机设为1台，喂料量1~5kg/h，动态精度±0.5%，所述落料盒通过下料管道分别与粒料失重式计量喂料机、小料失重式计量喂料机相连接。

前述的一种玻纤增强复合材料生产系统，其特征在于，所述第一主电动机采用交流电机或直流电机，转速采用交流变频器或直流调速器调节，所述第一主电动机输出轴通过第一联轴器与第一高扭矩减速箱输入轴相连接，第一高扭矩减速箱输出轴与第一螺杆轴相连接，第一主电动机功率为90~200KW，所述第一高扭矩减速箱采用平行三轴式结构，传动比i为3~5，输出转速300~600RPM，所述第一螺杆为由第一输送螺块、第一混炼螺块、第一捏合螺块、第一阻尼块及第一反旋螺块组成的串联式排列组合结构，整体悬浮于第一机筒内，第一螺杆旋转形式为双螺杆啮合型同向旋转，第一螺杆长径比L/D为36:1~48:1，第一螺杆外径为61.5~94.5mm，所述第一机筒由8~15节第一筒体串联组成，通过支架固定于床身上，所述第一机筒长径比L/D为36:1~48:1，每节第一筒体包括第一壳体和第一内衬，第一壳体采用45#钢为基材，内置循环水道用于降低第一筒体温度，外侧包裹电加热器用于加热第一机筒内的物料，第一内衬为“∞”结构采用优质耐磨合金并经热处理，第一机筒内径为62~95mm，所述排气装置的排气室安装于机筒上，通过排气管道与水环真空泵相连接。

前述的一种玻纤增强复合材料生产系统，其特征在于，所述玻纤平台采用钢结构，所述测速传感器为30-60个，所述玻纤管道材料为耐磨增强型塑料管，数量为30~60根，所述分纱机架采用钢结构，所述辊筒表面镀有硬质耐磨合金，所述辊筒带有加热功能，所述传动装置包括曲轴盘以及减速电机，所述曲轴盘的一端与减速电机相连，另一端与所述连接杆相连，减速电机功率为1.5~3KW。

前述的一种玻纤增强复合材料生产系统，其特征在于，所述第二主电动机采用交流电机或直流电机，转速采用交流变频器或直流调速器调节，第二主电动机输出轴通过第二联轴器与第二高扭矩减速箱输入轴相连接，第二高扭矩减速箱输出轴与第二螺杆轴相连接，第二主电动机功率为90~160KW，所述第二高扭矩减速箱采用平行三轴式结构，传动比i为3~5，输出转速为50~300RPM，所述第二螺杆为由第二输送螺块、第二混炼螺块、第二捏合螺块、第二阻尼块及第二反旋螺块组成的串联式排列组合结构，其整体悬浮于第二机筒内，第二螺杆旋转形式为双螺杆啮合型同向旋转，第二螺杆长径比L/D为12:1~20:1，第二螺杆外径为61.5~94.5mm，所述第二机筒由8~15节第二筒体串联组成，通过支架固定于床身上，所述第二机筒长径比L/D为12:1~20:1，每节第二筒体包括第二壳体和第二内衬，第二壳体采用45#钢为基材，内置循环水道用于降低第二筒体温度，外侧包裹电加热器用于加热第二机筒内的物料，第二内衬为“∞”结构采用优质耐磨合金并经热处理，第二机筒内径为62~95mm，所述可调节机头配加热装置，安装于机筒出料端，与定长切割输送装置的输送装置相连接。

该玻纤增强复合材料生产系统的生产方法，包括以下步骤：

步骤（1），将原料从包装袋倒入接料盒中；

步骤（2），真空上料机将接料盒中的原料吸入至粒料补料仓中，同时，在助剂补料仓中倒入助剂；

步骤（3），将粒料补料仓中的原料、助剂补料仓中的助剂通过粒料失重式计量喂料机、小料失重式计量喂料机采用失重式计量方式经落料盒落入上阶双螺杆挤出机中，在上阶双螺杆挤出机内对原料加热使其熔融，并通过螺杆进一步混炼使各组分分散充分、分布均匀，最终形成塑化良好的熔体；

步骤（4），利用长玻纤输送装置存放多卷玻纤并使各束玻纤相互独立经过长玻纤分纱润纱装置，将原来每股玻纤分散成细小的纱纤，并对这些细小的纱纤进行加热；

步骤（5），将步骤（3）中的熔体、步骤（4）中细小的纱纤共同输入下阶双螺杆挤出机中，在下阶双螺杆挤出机中完成对细小的纱纤的剪切以及与熔体的均匀混合、包覆，并通过下阶双螺杆挤出机的可调节机头调节挤出的熔体料带的尺寸；

步骤（6），将步骤（5）中的熔体料带经定长切断装置剪切成产品需要的长度，并经输送装置输送至下游成型设备。

本实用新型的有益效果，本实用新型提供的一种玻纤增强复合材料生产系统及生产方法，具有以下有益效果：

（1）原料供给装置中粒料补料仓内设有自动上料位器、下料位器以及下料口蝶阀，通过PLC控制连锁完成自动上料、补料，采用失重式电子计量喂料装置以0.3~0.5%精度将聚合物原料和助剂计量喂入上阶双螺杆挤出机中；

（2）采用双阶式双螺杆挤出机，上阶双螺杆挤出机完成的是玻纤增强复合材料的混炼，下阶双螺杆挤出机完成的是将玻纤增强复合材料的熔融体料与玻纤的包覆、对玻纤进行剪切至合适长度并使其在熔体内分布均匀，采用双阶式双螺杆挤出机能够更好地根据不同制品的生产工艺要求灵活调整工艺参数；

（3）长玻纤输送装置对每一股纱纤都有测速传感器进行监控，对纱纤流量进行自动估算，同时对纱纤断裂情况进行报警；

（4）长玻纤分纱润纱装置将原来每股纱纤分散成细小的纱纤，这样保证每根细小纱纤被熔体材料的包覆，分纱辊筒带有加热功能，使得纱纤在进入熔体结合时已被加热，使得纱纤与熔体的界面更好的结合；

（5）可调节机头采用上下哈夫模块组合，下模块联接伺服液压系统，安装与下阶双螺杆挤出机的出料口处，用于调节熔体料带的尺寸，并使其保持尺寸的均一性。

附图说明

图1为本实用新型的一种玻纤增强复合材料生产系统的结构示意图

图2为本实用新型的一种玻纤增强复合材料生产系统的工艺流程图。

附图标记含义如下：

1：原料供给装置；11：接料盒；12：真空上料机；13：粒料补料仓；14：粒料失重式计量喂料机；15：小料失重式计量喂料机；16：落料盒；2：上阶双螺杆挤出机；21：第一主电动机；22：第一高扭矩减速箱；23：第一机筒；24：排气装置；25：连接体；3：长玻纤供给装置；31：玻纤平台；32：测速传感器；33：玻纤管道；34：分纱机架；35：分纱润纱装置；36：传动装置；4：下阶双螺杆挤出机；41：第二主电动机；42：第二高扭矩减速箱；43：第二机筒；44：可调节机头；5：定长切割输送装置；51：定长切断装置；52：输送装置；53：保温装置；6：电气控制系统。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步描述。

如图1所示，一种玻纤增强复合材料生产系统，包括用于储存、输送原料的原料供给装置1、完成原料熔融、混炼形成熔体的上阶双螺杆挤出机2、提供长玻纤的长玻纤供给装置3、用于将长玻纤供给装置3提供的长玻纤剪切并将剪切后的长玻纤与上阶双螺杆挤出机2中的熔体实现包覆、均匀分布的下阶双螺杆挤出机4、对下阶双螺杆挤出机4挤出的熔体料带进行剪切、输送至下游成型设备的定长切割输送装置5以及控制原料供给装置1、上阶双螺杆挤出机2、长玻纤供给装置3、下阶双螺杆挤出机4以及定长切割输送装置5运作的电气控制系统6，所述原料供给装置1的输入端接受原料，所述原料供给装置1的输出端与上阶双螺杆挤出机2的输入端相连接，所述上阶双螺杆挤出机2的输出端、长玻纤供给装置3的输出端均与下阶双螺杆挤出机4的输入端相连接，所述下阶双螺杆挤出机4的输出端与定长切割输送装置5输入端相连接，所述定长切割输送装置5的输出端与下游成型设备相连接。

进一步的，所述原料供给装置1包括相连接的真空上料装置和失重式电子计量喂料装置，所述真空上料装置包括用于接收包装中原料的接料盒11、利用真空吸附原料的真空上料机12、储存真空上料机12吸附过来的原料的粒料补料仓13以及储存助剂的助剂补料仓，所述接料盒11底部配有吸料口，并通过管道与真空上料机12相连接，所述真空上料机12的下部与粒料补料仓13相连接，所述失重式电子计量喂料装置包括粒料失重式计量喂料机14、小料失重式计量喂料机15以及落料盒16，所述粒料失重式计量喂料机14对粒料补料仓13中的粒料进行称重并喂入落料盒16中，所述小料失重式计量喂料机15对助剂补料仓中的助剂进行称量并喂入落料盒16中，所述落料盒16安装在上阶双螺杆挤出机2喂料机筒的喂料开口上。

其中，真空上料机12设为3-4台，输送量为400~1000kg/h，所述粒料补料仓13设为3-5台，容积为0.3~1m3，所述粒料补料仓13设有上料位器、下料位器，并与报警器连锁，所述粒料失重式计量喂料机14设为2-3台，喂料量100~500kg/h，动态精度±0.5%，所述小料失重式计量喂料机15设为1台，喂料量1~5kg/h，动态精度±0.5%，所述落料盒16通过下料管道分别与粒料失重式计量喂料机、小料失重式计量喂料机相连接。

粒料失重式计量喂料机：由称重料仓、螺杆输送装置和电气控制系统组成，称重料仓的入料口与真空上料装置的补料仓出料口相连接，连接方式为软连接并配置气动阀，称重料仓的下部连接螺杆输送装置，底部安装称重传感器，喂料装置包含喂料螺杆、喂料机筒和传动装置，控制系统包含喂料和称重模块、信号处理变送通讯装置，并与主机PLC连锁。

小料失重式计量喂料机：由称重料仓、螺杆输送装置和电气控制系统组成，称重料仓的入料口与真空上料装置的补料仓出料口相连接，连接方式为软连接并配置气动阀，下部连接螺杆输送装置，底部安装称重传感器，喂料装置包含喂料螺杆、喂料机筒和传动装置，喂料机筒与称重料仓出料口相连接，控制系统包含喂料和称重模块、信号处理变送通讯装置，并与主机PLC连锁。

进一步的，所述上阶双螺杆挤出机2包括第一主电动机21、第一高扭矩减速箱22、第一螺杆、第一机筒23、排气装置24以及连接体25，所述第一主电动机21通过第一高扭矩减速箱与第一螺杆相连接，所述第一螺杆设于第一机筒23内，所述排气装置24设于第一机筒23上，采用自然排气或者抽真空排气，所述连接体25的一端连接第一机筒23的出料端，另一端连接下阶双螺杆挤出机4的入料端。

其中，第一主电动机21采用交流电机或直流电机，转速采用交流变频器或直流调速器调节，所述第一主电动机21输出轴通过第一联轴器与第一高扭矩减速箱22输入轴相连接，功率为90~200KW，所述第一高扭矩减速箱22采用平行三轴式结构，传动比i为3~5，输出转速300~600RPM，所述第一螺杆为由第一输送螺块、第一混炼螺块、第一捏合螺块、第一阻尼块及第一反旋螺块组成的串联式排列组合结构，第一螺杆旋转形式为双螺杆啮合型同向旋转，第一螺杆长径比L/D为36:1~48:1，第一螺杆外径为61.5~94.5mm，所述第一机筒23由8~15节第一筒体串联组成，所述第一机筒长径比L/D为36:1~48:1，每节第一筒体包括第一壳体和第一内衬，第一壳体采用45#钢为基材，内置循环水道用于降低第一筒体温度，外侧包裹电加热器用于加热第一机筒内的物料，第一内衬为“∞”结构采用优质耐磨合金并经热处理，第一机筒内径为62~95mm。

第一主电动机21为整台上阶双螺杆挤出机提供动力，使螺杆转动以完成塑化和混炼；第一高扭矩减速箱22采用平行三轴式结构，箱体增大空间设计合理，便于使所有定位轴承优化选择，箱体内的齿轮为大模数啮合、6级精度、高速重载硬齿面齿轮，以提升齿轮承受的扭矩；配置外置式油泵和冷却器，油泵通过油管强制润滑各齿轮啮合点和轴承，冷却器用来冷却箱体内的润滑油；两根第一螺杆置于机筒内，两根第一螺杆相互旋转并配合第一机筒完成对原料的熔融、塑化和混炼，螺杆旋转形式为双螺杆啮合型同向旋转；排气装置是在第一筒体上设有排气开口并在外部设有排气室，可采用自然排气或抽真空排气，连接体采用半开放式连接，并在外配置加热器。

进一步的，所述长玻纤供给装置3包括相连接的长玻纤输送装置和长玻纤分纱润纱装置，所述长玻纤输送装置包括玻纤平台31、玻纤支架、测速传感器32以及玻纤管道33，所述玻纤平台31固定在底面上，所述玻纤支架设于玻纤平台31上，所述测速传感器32位于玻纤平台31上部，每根玻纤管道33对应一个测速传感器32，所述长玻纤分纱润纱装置包括分纱机架34、分纱润纱装置35以及传动装置36，所述分纱机架34固定于下阶双螺杆挤出机4上，并与长玻纤输送装置的玻纤管道33相连接，所述分纱润纱装置35设于分纱机架34上，所述分纱润纱装置35包括拨纱架和辊筒，由玻纤管道33输送的玻纤在拨纱架与辊筒间往复运动，所述传动装置36驱动辊筒运动。具体的，玻纤平台采用钢结构，所述测速传感器为30-60个红外测速传感器，由四个传感器支撑点，每个红外测速传感器可通过1束玻纤，然后玻纤再通过牵引进入玻纤管道，配置电气控制盒与主机PLC连锁控制，所述玻纤管道材料为耐磨增强型塑料管，每个管道可通过1束玻纤，数量为30~60根，所述分纱机架采用钢结构，所述辊筒表面镀有硬质耐磨合金，所述辊筒带有加热功能，所述传动装置包括曲轴盘和减速电机。纱纤在分纱机上经过表面镀有硬质耐磨合金的辊筒，在拨纱架和辊筒之间左右往复运动，将原来每股纱纤分散成细小的纱纤，辊筒带有加热功能，使得纱纤在进入熔体结合时已被加热，使得纱纤与聚合物熔体的界面更好的结合。

进一步放入，所述下阶双螺杆挤出机4包括第二主电动机41、第二高扭矩减速箱42、第二螺杆、第二机筒43以及可调节机头44，所述第二主电动机41通过第二高扭矩减速箱42与第二螺杆相连接，所述第二螺杆设于第二机筒43内，所述可调节机头44安装于下阶双螺杆挤出机4的出料口处，所述可调节机头44采用上下哈夫模块组合，其中下模块连接伺服液压系统。

具体的，第二主电动机41采用交流电机或直流电机，转速采用交流变频器或直流调速器调节，第二主电动机输出轴通过第二联轴器与第二高扭矩减速箱42输入轴相连接，第二主电动机41功率为90~160KW，所述第二高扭矩减速箱42采用平行三轴式结构，传动比i为3~5，输出转速为50~300RPM，所述第二螺杆为由第二输送螺块、第二混炼螺块、第二捏合螺块、第二阻尼块及第二反旋螺块组成的串联式排列组合结构，第二螺杆旋转形式为双螺杆啮合型同向旋转，第二螺杆长径比L/D为12:1~20:1，第二螺杆外径为61.5~94.5mm，所述第二机筒43由8~15节第二筒体串联组成，所述第二机筒长径比L/D为12:1~20:1，每节第二筒体包括第二壳体和第二内衬，第二壳体采用45#钢为基材，内置循环水道用于降低第二筒体温度，外侧包裹电加热器用于加热第二机筒内的物料，第二内衬为“∞”结构采用优质耐磨合金并经热处理，第二机筒内径为62~95mm。

第二主电动机41为整台下阶双螺杆挤出机提供动力，使螺杆转动以完成塑化和混炼；第二高扭矩减速箱42采用平行三轴式结构，箱体增大空间设计合理，便于使所有定位轴承优化选择；箱体内的齿轮为大模数啮合、6级精度、高速重载硬齿面齿轮，以提升齿轮承受的扭矩；配置外置式油泵和冷却器，油泵通过油管强制润滑各齿轮啮合点和轴承，冷却器用来冷却箱体内的润滑油；两根第二螺杆置于第二机筒内，两根第二螺杆相互旋转并配合第二机筒完成对原料的熔融、塑化和混炼，螺杆旋转形式为双螺杆啮合型同向旋转；可调节机头44安装与下阶双螺杆挤出机的出料口处，用于调节熔体料带的尺寸，并使其保持尺寸的均一性。

进一步的，所述定长切割输送装置5包括定长切断装置51、输送装置52以及保温装置53，所述定长切断装置51用于将下阶双螺杆挤出机4挤出的熔体料带剪切成料块，所述输送装置52用于将定长切断装置51剪切后的料块输送至下游成型设备，所述输送装置52上设有保温装置53。

定长切断装置由电机驱动，切断机构门架内装有电加热板，具有保温功能；输送装置的输送带A、B用2台伺服电机分别驱动，输送带A、B摆动切换采用电动推杆驱动；保温罩包括2组4块保温罩，分别由4套电动推杆驱动翻转，保温罩用电加热式。

如图2所示，一种玻纤增强复合材料生产系统的生产方法，包括以下步骤：

步骤（1），将原料从包装袋倒入接料盒中；

步骤（2），真空上料机将接料盒中的原料吸入至粒料补料仓中，同时，在助剂补料仓中倒入助剂；

步骤（3），将粒料补料仓中的原料、助剂补料仓中的助剂通过粒料失重式计量喂料机、小料失重式计量喂料机采用失重式计量方式经落料盒落入上阶双螺杆挤出机中，在上阶双螺杆挤出机内对原料加热使其熔融，并通过螺杆进一步混炼使各组分分散充分、分布均匀，最终形成塑化良好的熔体；

步骤（4），利用长玻纤输送装置存放多卷玻纤并使各束玻纤相互独立经过长玻纤分纱润纱装置，将原来每股玻纤分散成细小的纱纤，并对这些细小的纱纤进行加热；

步骤（5），将步骤（3）中的熔体、步骤（4）中细小的纱纤共同输入下阶双螺杆挤出机中，在下阶双螺杆挤出机中完成对细小的纱纤的剪切以及与熔体的均匀混合、包覆，并通过下阶双螺杆挤出机的可调节机头调节挤出的熔体料带的尺寸；

步骤（6），将步骤（5）中的熔体料带经定长切断装置剪切成产品需要的长度，并经输送装置输送至下游成型设备。

该玻纤增强复合材料生产系统为一套整体连贯的生产设备，其生产方法从原料到产品一气呵成、连贯到底，省去了中间半成品的环节，大大节约了生产成本，并优化了产品的质量，且降低了销售价格，具有良好的应用前景。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征及优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型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实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型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实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (9)

1.一种玻纤增强复合材料生产系统，其特征在于，包括用于储存、输送原料的原料供给装置、完成原料熔融、混炼形成熔体的上阶双螺杆挤出机、提供长玻纤的长玻纤供给装置、用于将长玻纤供给装置提供的长玻纤剪切并将剪切后的长玻纤与上阶双螺杆挤出机中的熔体实现包覆、均匀分布的下阶双螺杆挤出机、对下阶双螺杆挤出机挤出的熔体料带进行剪切、输送至下游成型设备的定长切割输送装置以及控制原料供给装置、上阶双螺杆挤出机、长玻纤供给装置、下阶双螺杆挤出机以及定长切割输送装置运作的电气控制系统，所述原料供给装置的输入端接受原料，所述原料供给装置的输出端与上阶双螺杆挤出机的输入端相连接，所述上阶双螺杆挤出机的输出端、长玻纤供给装置的输出端均与下阶双螺杆挤出机的输入端相连接，所述下阶双螺杆挤出机的输出端与定长切割输送装置输入端相连接，所述定长切割输送装置的输出端与下游成型设备相连接。

2.根据权利要求1所述的一种玻纤增强复合材料生产系统，其特征在于，所述原料供给装置包括相连接的真空上料装置和失重式电子计量喂料装置，所述真空上料装置包括用于接收包装中原料的接料盒、利用真空吸附原料的真空上料机、储存真空上料机吸附过来的原料的粒料补料仓以及储存助剂的助剂补料仓，所述接料盒底部配有吸料口，并通过管道与真空上料机相连接，所述真空上料机的下部与粒料补料仓相连接，所述失重式电子计量喂料装置包括粒料失重式计量喂料机、小料失重式计量喂料机以及落料盒，所述粒料失重式计量喂料机对粒料补料仓中的粒料进行称重并喂入落料盒中，所述小料失重式计量喂料机对助剂补料仓中的助剂进行称量并喂入落料盒中，所述落料盒安装在上阶双螺杆挤出机喂料机筒的喂料开口上。

3.根据权利要求1所述的一种玻纤增强复合材料生产系统，其特征在于，所述上阶双螺杆挤出机包括第一主电动机、第一高扭矩减速箱、第一螺杆、第一机筒、排气装置以及连接体，所述第一主电动机通过第一高扭矩减速箱与第一螺杆相连接，所述第一螺杆设于第一机筒内，所述排气装置设于第一机筒上，采用自然排气或者抽真空排气，所述连接体的一端连接第一机筒的出料端，另一端连接下阶双螺杆挤出机的入料端。

4.根据权利要求1所述的一种玻纤增强复合材料生产系统，其特征在于，所述长玻纤供给装置包括相连接的长玻纤输送装置和长玻纤分纱润纱装置，所述长玻纤输送装置包括玻纤平台、玻纤支架、测速传感器以及玻纤管道，所述玻纤平台固定在底面上，所述玻纤支架设于玻纤平台上，所述测速传感器位于玻纤平台上部，每根玻纤管道对应一个测速传感器，所述长玻纤分纱润纱装置包括分纱机架、分纱润纱装置以及传动装置，所述分纱机架固定于下阶双螺杆挤出机上，并与长玻纤输送装置的玻纤管道相连接，所述分纱润纱装置设于分纱机架上，所述分纱润纱装置包括拨纱架和辊筒，由玻纤管道输送的玻纤在拨纱架与辊筒间往复运动，所述传动装置驱动辊筒运动。

5.根据权利要求1所述的一种玻纤增强复合材料生产系统，其特征在于，所述下阶双螺杆挤出机包括第二主电动机、第二高扭矩减速箱、第二螺杆、第二机筒以及可调节机头，所述第二主电动机通过第二高扭矩减速箱与第二螺杆相连接，所述第二螺杆设于第二机筒内，所述可调节机头安装于下阶双螺杆挤出机的出料口处，所述可调节机头采用上下哈夫模块组合，其中下模块连接伺服液压系统。

6.根据权利要求1所述的一种玻纤增强复合材料生产系统，其特征在于，所述定长切割输送装置包括定长切断装置、输送装置以及保温装置，所述定长切断装置用于将下阶双螺杆挤出机挤出的熔体料带剪切成料块，所述输送装置用于将定长切断装置剪切后的料块输送至下游成型设备，所述输送装置上设有保温装置。

7.根据权利要求2所述的一种玻纤增强复合材料生产系统，其特征在于，所述真空上料机设为3-4台，输送量为400~1000kg/h，所述粒料补料仓设为3-5台，容积为0.3~1m³，所述粒料补料仓设有上料位器、下料位器，并与报警器连锁，所述粒料失重式计量喂料机设为2-3台，喂料量100~500kg/h，动态精度±0.5%，所述小料失重式计量喂料机设为1台，喂料量1~5kg/h，动态精度±0.5%，所述落料盒通过下料管道分别与粒料失重式计量喂料机、小料失重式计量喂料机相连接。

8.根据权利要求3所述的一种玻纤增强复合材料生产系统，其特征在于，所述第一主电动机采用交流电机或直流电机，转速采用交流变频器或直流调速器调节，所述第一主电动机输出轴通过第一联轴器与第一高扭矩减速箱输入轴相连接，功率为90~200KW，所述第一高扭矩减速箱采用平行三轴式结构，传动比i为3~5，输出转速300~600RPM，所述第一螺杆为由第一输送螺块、第一混炼螺块、第一捏合螺块、第一阻尼块及第一反旋螺块组成的串联式排列组合结构，第一螺杆旋转形式为双螺杆啮合型同向旋转，第一螺杆长径比L/D为36:1~48:1，第一螺杆外径为61.5~94.5mm，所述第一机筒由8~15节第一筒体串联组成，所述第一机筒长径比L/D为36:1~48:1，每节第一筒体包括第一壳体和第一内衬，第一壳体采用45#钢为基材，内置循环水道用于降低第一筒体温度，外侧包裹电加热器用于加热第一机筒内的物料，第一内衬为“∞”结构采用优质耐磨合金并经热处理，第一机筒内径为62~95mm。

9.根据权利要求5所述的一种玻纤增强复合材料生产系统，其特征在于，所述第二主电动机采用交流电机或直流电机，转速采用交流变频器或直流调速器调节，第二主电动机输出轴通过第二联轴器与第二高扭矩减速箱输入轴相连接，第二主电动机功率为90~160KW，所述第二高扭矩减速箱采用平行三轴式结构，传动比i为3~5，输出转速为50~300RPM，所述第二螺杆为由第二输送螺块、第二混炼螺块、第二捏合螺块、第二阻尼块及第二反旋螺块组成的串联式排列组合结构，第二螺杆旋转形式为双螺杆啮合型同向旋转，第二螺杆长径比L/D为12:1~20:1，第二螺杆外径为61.5~94.5mm，所述第二机筒由8~15节第二筒体串联组成，所述第二机筒长径比L/D为12:1~20:1，每节第二筒体包括第二壳体和第二内衬，第二壳体采用45#钢为基材，内置循环水道用于降低第二筒体温度，外侧包裹电加热器用于加热第二机筒内的物料，第二内衬为“∞”结构采用优质耐磨合金并经热处理，第二机筒内径为62~95mm。