CN205046271U - 一种多轴向复合基材生产线 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种多轴向复合基材生产线，包括机架，水平设置在机架上的输送带，以及沿输送带延伸方向自前向后依次设置的分切装置、缝合机、连续毡放卷装置、送经装置和铺纬装置组；其特征在于：所述缝合机为多针绗缝机；所述铺纬装置组包括数个沿输送带移动方向依次设置的铺纬机构，所述各铺纬机构均包括安装在机架上横跨输送带的小车导轨，以及可沿小车导轨延伸方向移动的铺纬小车。本实用新型的优点在于：利用铺纬小车正向和反向移动时与输送带方向的差异性，直接在输送带上形成两个角度不同的纬纱，且不存在侧边废边，提高资源利用率。

Description

一种多轴向复合基材生产线

技术领域

本实用新型涉及一种多轴向复合基材，特别涉及一种多轴向复合基材生产线。

背景技术

玻璃纤维缝编织物是玻璃纤维增强材料的新品种，在这种织物中，经纬纱完全平直铺设，只交叉，不交织，没有传统机织物经纬纱交织形成的纱线屈曲,可以充分发挥玻璃纤维抗拉强度高的特点，同时无曲屈的纤维更有利于树脂的流动，更易于树脂渗透，用缝编织物制造的复合材料强度高、层间结合性能好。被广泛应用于航天航空、造船业、风力发电行业、汽车工业、建筑业、运输等领域。

多轴向玻璃纤维复合连续毡是玻璃纤维缝编织物中的一种，其大多由多轴向玻璃纤维纱层与连续毡缝编而成，同时为提高受力效果，其多轴向玻璃纤维纱层的各层间玻璃纤维纱方向均匀分布，各层的纱线角度分别为0°、90°和/或±35~80°，层内的各玻璃纤维纱平行设置、角度相同，其具有更好的力学性能、剪切性。

例如专利申请号200920312773.8公开了一种多轴向复合连续毡，它主要由玻璃纤维纱构成，以玻璃纤维连续毡作为基布，玻璃纤维纱铺层在玻璃纤维连续毡上；所述的多轴向复合连续毡，所述的玻璃纤维纱铺层通过低弹涤纶丝缝编结合；所述的玻璃纤维纱铺层至少两层，层与层之间为多方向的角度设置；所述的多方向角度设置是0°、+45°、＋90°或-45°。

上述轴向玻璃纤维复合毡结构中，多轴向玻璃纤维纱铺层具有多个角度，受力均匀稳定，抗拉强度高；且同时各玻璃纤维纱无曲屈，更有利于树脂的流动和渗透，但也存在一定的缺点：

（1）由于玻璃纤维纱铺层通过低弹涤纶丝缝编结合，缝编结构紧密，影响了产品的浸润性、浸透性以及导流性；

（2）多轴向玻璃纤维纱铺层的各层纱线角度分别为0°、90°和±45°，其中0°的纱线为经纱，90°、±45°的纱线为纬纱，其在利用多轴向铺纬系统铺纬过程中，每层纬纱均是通过玻璃纤维铺纬小车沿铺纱输送带移动方向侧向移动以及沿垂直于铺纱输送带移动方向横向移动进行铺纱形成。

为确保同层纬纱均平行设置，需要通过玻璃纤维铺纬小车在导轨上的往复移动（导轨可与输送带呈一定夹角设置），支承玻璃纤维铺纬小车的导轨在输送带两侧沿输送带方向的移动，以及输送带运动之间的完美配合，即三者之间的合成运动来形成铺纬工艺角度。

铺纬系统的精确程度直接影响产品的质量，即该工艺对设备的精度要求非常高。因此多轴向铺纬系统主要依靠进口，造成多轴向玻璃纤维产品生产初期投入高，且结构及其控制系统非常复杂、维护不便，产能受制约，严重影响多轴向复合产品在各领域的快速发展；

（3）此外，多轴向玻璃纤维纱铺层结构中，由于同层纬纱角度相同（多轴向是指不同层间的角度不同），为实现该工艺要求，多轴向铺纬系统在铺纬过程中，纬纱到达输送带边缘后由多轴向铺纬系统的耙针钩住纬纱后折向，再由挡针配合二次折向，进而实现铺位小车往复来回移动时均能形成相互平行的纬纱段，才能使得该层内的单根纬纱角度相同，该部分位于挡针外侧的纬纱为废纱，造成材料的浪费较大。

因此，研发一种浸润性、浸透性、导流性好且制造简单的多轴向复合基材及其专用设备势在必行。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种结构简单、成本低、工艺简单、维护方便的多轴向复合基材生产线，

为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案为：一种多轴向复合基材生产线，包括机架，水平设置在机架上的输送带，以及沿输送带延伸方向自前向后依次设置的分切装置、缝合机、连续毡放卷装置、送经装置和铺纬装置组；其创新点在于：所述缝合机为多针绗缝机；所述铺纬装置组包括数个沿输送带移动方向依次设置的铺纬机构，所述各铺纬机构均包括安装在机架上横跨输送带的小车导轨，以及可沿小车导轨延伸方向移动的铺纬小车。

优选的，所述铺纬装置组包括沿输送带移动方向依次设置第四铺纬机构、第三铺纬机构、第二铺纬机构、第一铺纬机构；第一铺纬机构包括安装在机架上横跨输送带的第一小车导轨，以及可沿第一小车导轨延伸方向移动的第一铺纬小车，所述第一小车导轨的延伸方向与输送带移动方向的夹角为+72°；第二铺纬机构包括安装在机架上横跨输送带的第二小车导轨，以及可沿第二小车导轨延伸方向移动的第二铺纬小车，所述第二小车导轨的延伸方向与输送带移动方向的夹角为+36°；第三铺纬机构包括安装在机架上横跨输送带的第三小车导轨，以及可沿第三小车导轨延伸方向移动的第三铺纬小车，所述第三小车导轨的延伸方向与输送带移动方向的夹角为-36°；第四铺纬机构包括安装在机架上横跨输送带的第四小车导轨，以及可沿第四小车导轨延伸方向移动的第四铺纬小车，所述第四小车导轨的延伸方向与输送带移动方向的夹角为-72°。

优选的，所述输送带两侧的机架上设置有沿输送带延伸方向的角度调节导轨，所述各小车导轨均支承在角度调节导轨上，并通过各自的滑块组件与角度调节导轨滑动配合，且在滑块组件上设置有锁紧组件。

本实用新型的优点在于：

（1）本实用新型中，通过铺纬装置组和送经装置分别在输送带上铺设玻璃纤维纬纱和玻璃纤维经纱，进而形成多轴向玻璃纤维层，该多轴向玻璃纤维层在经过连续毡放卷装置下方后被铺上一层玻璃纤维连续毡（也可以不铺），再由多针绗缝机进行缝合，最后分切为指定长度的由多轴向玻璃纤维纱层和玻璃纤维连续毡层组成多轴向复合基材。

玻璃纤维连续毡结构强度高、表面光洁度高、抗移性好，耐树脂冲刷，浸透速度快且均匀，使得多轴向复合基材能够满足拉挤工艺快速浸透树脂的要求；通过在绗缝机上进行缝合的连接，连接结构松散，消除传统缝编带来的紧密性，可提高了多轴向复合基材的浸润性、浸透性以及导流性；

（2）本实用新型中，铺纬机构中铺纬小车在小车导轨上往复移动时，利用铺纬小车正向和反向移动时与输送带方向的差异性，直接在输送带上形成两个角度不同的纬纱，该结构不仅仅能够增加单层玻璃纤维的方向，提升多个方向的机械性能、抗冲击性能；更重要的是，该结构使得在制作多轴向玻璃纤维纬纱层的过程中，玻璃纤维铺纬小车在到达输送带侧边时无需做多余的侧移调整纬纱重新进入输送带的角度，可直接转向实现连续化快速铺纬，比传统的铺纬方式可大大减少侧边废边，传统的铺纬方式单边废边为129mm，本实用新型复合基材的单边废边＜20mm，提高了资源利用率；

（3）在实现层内玻璃纤维纬纱角度时，无需导轨在输送带运动方向上进行侧向移动调整纬纱去、回时的合成角度，即只需考虑玻璃纤维铺纬小车与输送带之间的合成运动，大大简化铺纬系统的结构设计以及精度控制，降低设备制作、采购成本，有利于实现设备的国产化、规模化。

附图说明

图1为本实用新型中多轴向复合基材生产线主视图。

图2为图1中沿A-A线剖视图。

图3为本实用新型中铺纬装置组铺设时形成的各纬纱与经纱的夹角示意图。

图4为采用本实用新型中铺纬装置组铺设的多轴向玻璃纤维纱层结构示意图。

具体实施方式

如图1、2所示，本实用新型中多轴向复合基材生产线主要包括机架1，水平设置在机架1上的输送带2，以及沿输送带2延伸方向自前向后依次设置的分切装置4、缝合机5、连续毡放卷装置6、送经装置7和铺纬装置组，在输送带2的前方还设置有收卷装置。

本实用新型中，缝合机5为多针绗缝机，利用绗缝机将在输送带后方形成的多轴向玻璃纤维层与玻璃纤维连续毡缝合成一体。

铺纬装置组包括数个沿输送带1移动方向依次设置的铺纬机构8，各铺纬机构8均包括安装在机架上横跨输送带的小车导轨，以及可沿小车导轨延伸方向移动的铺纬小车。采用铺纬装置时，其输送带1的两侧边上均均匀分布有挡针。

本实用新型中，铺纬装置组包括沿输送带2移动方向依次设置第四铺纬机构84、第三铺纬机构83、第二铺纬机构82、第一铺纬机构81；具体为：

第一铺纬机构81包括安装在机架1上横跨输送带2的第一小车导轨811，以及可沿第一小车导轨811延伸方向移动的第一铺纬小车812，第一小车导轨811的延伸方向与输送带2移动方向的夹角为+72°。

第二铺纬机构82包括安装在机架1上横跨输送带2的第二小车导轨821，以及可沿第二小车导轨821延伸方向移动的第二铺纬小车822，第二小车导轨822的延伸方向与输送带2移动方向的夹角为+36°。

第三铺纬机构83包括安装在机架1上横跨输送带2的第三小车导轨831，以及可沿第三小车导轨831延伸方向移动的第三铺纬小车832，第三小车导轨832的延伸方向与输送带2移动方向的夹角为-36°。

第四铺纬机构84包括安装在机架1上横跨输送带2的第四小车导轨841，以及可沿第四小车导轨841延伸方向移动的第四铺纬小车842，第四小车导轨841的延伸方向与输送带2移动方向的夹角为-72°。

此外，作为本实用新型更具体的实施方式：输送带2两侧的机架1上设置有沿输送带2延伸方向的角度调节导轨9，各小车导轨均支承在角度调节导轨9上，并通过各自的滑块组件与角度调节导轨滑动配合，且在滑块组件上设置有锁紧组件，以便根据需要微调小车导轨在输送带上的位置及角度。滑块组件、锁紧组件可采用目前公知的结构，这里就不再赘述。

本生产线采用经编原理，输送带自后向前移动，送经装置的经纱与输送带方向平行，其工作原理为：如图3、4所示，

首先，输送带首先通过第四铺纬机构下方，第四铺纬小车沿第四小车导轨移动正向横跨输送带，在其移动至输送带侧边后，将其上的纬纱钩在挡针上，再掉头反向移动至输送带另一边，将纬纱钩在另一边的挡针上，如此往复循环将纬纱折成Z形铺设在输送带上。

由于第四铺纬小车在第四小车导轨上正向和反向移动的方向与输送带的方向产生的合成运动方向不同，因此，第四铺纬小车在输送带上一来一回时，在输送带上形成若干根Z形的连续性纬纱，纬纱与输送带之间就存在两个角度，该两个角度一个与输送带的夹角为-68.1°，另一个为-75.9°，当然，这个不是局限性的，其可通过调节铺纬小车运动速度、输送带移动速度来微调，一般一个在-68°~-70°之间，一个在-74°~-76°之间；完成最下面第四层玻璃纤维纬纱的铺设；然后，输送带依次通过第三铺纬机构、第二铺纬机构、第一铺纬机构，在最下面的玻璃纤维纬纱层上依次铺设第三层玻璃纤维纬纱层、第二层玻璃纤维纬纱层、第一层玻璃纤维纬纱层，其中，第三层玻璃纤维纬纱层的纬纱与输送带的夹角为-34.5°、-37.5°，第二层玻璃纤维纬纱层的纬纱与输送带的夹角为34.5°、37.5°，第一层玻璃纤维纬纱层的纬纱与输送带的夹角为68.1°、75.9°，可参见图4。

铺设完玻璃纤维纬纱层后，输送带继续前移，由送经装置在输送带上铺设一层与输送带移动方向平行的经纱，形成多轴向玻璃纤维铺层；利用连续毡放卷装置在其上铺设玻璃纤维连续毡后，由多针绗缝机将多轴向玻璃纤维层与玻璃纤维连续毡缝合成一体制成多轴向复合基材；形成的多轴向复合基材由输送带最前方的牵引装置牵引通过分切装置，被切割成一定长度的成品。

综上所述，采用本实用新型生产线制作的多轴向复合基材，每层玻璃纤维纬纱层具有两个方向，四个铺纬机构共铺设出的玻璃纤维纬纱层具有八个方向，提升多个方向的机械性能、抗冲击性能；而同时，每层的Z形玻璃纤维纬纱的两个角度相差较小，其合成为一个主要的受力方向，最终与玻璃玻璃纤维经纱形成五轴向玻璃纤维层。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。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 (3)

1.一种多轴向复合基材生产线，包括机架，水平设置在机架上的输送带，以及沿输送带延伸方向自前向后依次设置的分切装置、缝合机、连续毡放卷装置、送经装置和铺纬装置组；其特征在于：所述缝合机为多针绗缝机；所述铺纬装置组包括数个沿输送带移动方向依次设置的铺纬机构，所述各铺纬机构均包括安装在机架上横跨输送带的小车导轨，以及可沿小车导轨延伸方向移动的铺纬小车。

2.根据权利要求1所述的多轴向复合基材生产线，其特征在于：

所述铺纬装置组包括沿输送带移动方向依次设置第四铺纬机构、第三铺纬机构、第二铺纬机构、第一铺纬机构；

第一铺纬机构包括安装在机架上横跨输送带的第一小车导轨，以及可沿第一小车导轨延伸方向移动的第一铺纬小车，所述第一小车导轨的延伸方向与输送带移动方向的夹角为+72°；

第二铺纬机构包括安装在机架上横跨输送带的第二小车导轨，以及可沿第二小车导轨延伸方向移动的第二铺纬小车，所述第二小车导轨的延伸方向与输送带移动方向的夹角为+36°；

第三铺纬机构包括安装在机架上横跨输送带的第三小车导轨，以及可沿第三小车导轨延伸方向移动的第三铺纬小车，所述第三小车导轨的延伸方向与输送带移动方向的夹角为-36°；

第四铺纬机构包括安装在机架上横跨输送带的第四小车导轨，以及可沿第四小车导轨延伸方向移动的第四铺纬小车，所述第四小车导轨的延伸方向与输送带移动方向的夹角为-72°。

3.根据权利要求1所述的多轴向复合基材生产线，其特征在于：所述输送带两侧的机架上设置有沿输送带延伸方向的角度调节导轨，所述各小车导轨均支承在角度调节导轨上，并通过各自的滑块组件与角度调节导轨滑动配合，且在滑块组件上设置有锁紧组件。