CN209668378U - 一种无动力带张力放卷装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种无动力带张力放卷装置，包括可绕轴转动的放卷盘，放卷盘两端固定有圆形的放卷盘挡片，料卷卷绕在放卷盘外，还设有固定的设备底座，设备底座上铰接有摇臂，摇臂的端部固定有摩擦套筒总成；摇臂铰接轴的轴向、摩擦套筒总成的轴向与放卷盘的轴向平行；摩擦套筒总成的端部与放卷盘挡片内侧壁搭接；摇臂的中部与设备底座间连接有拉簧；摩擦套筒总成的朝向放卷盘轴线的表面与料卷表面搭接。本实用新型的有益效果是：在不依赖其他动力的情况下由结构本身的摩擦力实现带张力放卷，使纤维获得较小范围变化的张力，满足生产工艺要求。

Description

一种无动力带张力放卷装置

技术领域

本实用新型属于复合材料生产领域，具体是一种无动力带张力放卷装置，一般应用于复合材料加工过程中对增强纤维实现带张力铺放。

背景技术

复合材料是将不同性质的材料组分优化组合而成的新材料，通过各组分性能的互补和管理以获得单一组成材料所不能达到的综合性能。其中，以玻璃钢为代表的纤维增强热固性复合材料应用广泛，比较常见的应用有汽车零部件、船艇壳体、腐蚀性液体容器、管道等。其基本组成为基体树脂、增强纤维及其制品。增强纤维常用的形式有纤维纱、纤维布、短切纤维毡、短切纤维等，而以受力方向铺设的连续纤维对复合材料拉伸性能增强效果最为明显，如连续纤维纱、纤维布。而要充分连续纤维的力学性能，就要求纤维在受力方向尽可能方向一致、平直铺放，因此控制好连续纤维张力是制作高品质纤维增强复合材料的主要工艺技术之一。

中国专利文献CN205326432U于2016年6月22日公开了“快速高效节能复合机”，包括：机架，设置在机架前端的上层料张力放卷装置，在上层料张力放卷装置后端的机架上设置有滚筒加热复合装置和网带装置，滚筒加热复合装置的结构包括：滚筒本体，在滚筒本体的内侧设置有耐高温玻璃纤维布层，在耐高温玻璃纤维布层的内侧均匀设置有若干云母加热板，在云母加热板的内侧设置有与其相互配合的固定压板，云母加热板通过固定压板固定设置在滚筒本体内侧，在云母加热板与固定压板之间设置有保温岩棉，在滚筒本体的外侧设置有与云母加热板相互配合的导电环，在滚筒加热复合装置下端的机架上设置有上胶装置和底层料放卷装置，在牵引装置的后端的机架上设置有收卷装置。此类传统设备中，采用的放卷张力控制方法有力矩电机、磁粉制动器、变频器卷绕控制器等。这类放卷张力控制方法的主要原理是将电流作为控制信号或直接产生制动力矩，从而使放卷过程中料带保持一定张力，控制方法有人工控制、前馈控制、闭环控制等，其张力控制的精度各有不同。另外，也有一些采用气压、液压作为动力的张力控制装置。以上控制方法中最关键的要素是动力源，然而在纤维增强复合材料的制造过程中，有时放卷装置安装在运动装置上，其动力供给有较大难度，采用复杂的控制系统将增加设备制造成本和维护难度，因此以上采用外界动力的张力控制系统并不是最佳方案。同时，在纤维放卷过程中，料带与料卷轴线的距离会随着消耗变化，如果阻力大小和（或）力矩不对应进行调整，会导致料卷放卷过程中张力出现较大的变化，例如料卷半径减至一半则张力将增加一倍，张力控制精度过低，从而对复合材料性能造成较大影响。

发明内容

为了克服在纤维增强热固性复合材料纤维铺放过程中采用常用的带电、液、气等动力源的定张力放卷装置，可能面临的动力提供难度大，综合成本高的困难，以及定阻力矩张力控制可能造成张力变化过大等问题，本实用新型提供了一种无动力带张力放卷装置，在不依赖其他动力的情况下由结构本身的摩擦力实现带张力放卷，使纤维获得较小范围变化的张力，满足生产工艺要求。

为了实现发明目的，本实用新型采用如下技术方案：一种无动力带张力放卷装置，包括可绕轴转动的放卷盘，放卷盘两端固定有圆形的放卷盘挡片，料卷卷绕在放卷盘外，还设有固定的设备底座，设备底座上铰接有摇臂，摇臂的端部固定有摩擦套筒总成；摇臂铰接轴的轴向、摩擦套筒总成的轴向与放卷盘的轴向平行；摩擦套筒总成的端部与放卷盘挡片内侧壁搭接；摇臂的中部与设备底座间连接有拉簧；摩擦套筒总成的朝向放卷盘轴线的表面与料卷表面搭接。

本方案设计的无动力带张力放卷装置，包括可绕轴转动的放卷盘，放卷盘上卷绕着料卷，放卷盘两端固定有圆形的放卷盘挡片。放料时，面料被拉动，放卷盘持续转动，将面料释放出来。在此基础上，本方案利用了固定的设备底座，在设备底座上安装了摇臂，摇臂通过摇臂铰接轴可转动，摇臂的中部设计通过拉簧与设备底座连接，摇臂端部安装有摩擦套筒总成。摩擦套筒总成的端部与放卷盘挡片内侧壁搭接，当放卷盘挡片转动时，摩擦套筒总成端部与放卷盘挡片内侧壁之间产生摩擦力。由于摇臂铰接轴的轴向、摩擦套筒总成的轴向与放卷盘的轴向平行，因此在拉簧的作用下，摇臂带动摩擦套筒总成向料卷表面下压，使摩擦套筒总成的轴线与放卷盘的轴线始终保持一定距离，并利用摩擦套筒总成端部与放卷盘挡片内侧壁之间产生的摩擦力，保持从放卷盘放出的面料始终处于张紧状态，不会出现忽松忽紧的问题。摩擦套筒总成一般为与料卷宽度适配的长条形，其与面料接触的部分的形状和尺寸，可由本领域技术人员根据面料的物理特性进行适应性调整；其端部与放卷盘挡片内侧壁搭接部分的具体结构和材质，可由本领域技术人员根据设计需要进行适应性调整。设备底座可以以墙壁、立柱等其它物体替代，其与放卷盘轴线位置相对固定即可。

作为优选，摩擦套筒总成包括直筒形的主轴，主轴内间隙套接有压簧，主轴的两端均设有可在主轴轴向上自由运动的摩擦片安装座，摩擦片安装座的外侧端固定有摩擦片；压簧抵接在两摩擦片安装座的内侧端之间；两摩擦片分别与两放卷盘挡片的内侧壁抵接。本方案提供了摩擦套筒总成的一种具体结构。在该结构中，摩擦套筒总成设有一个直筒型的主轴，一般以圆筒形为多。主轴内安装有压簧，主轴两端设有摩擦片安装座，摩擦片安装座套接在主轴端部内，可沿主轴轴向移动。摩擦片安装座的外侧端安装有摩擦片，两内侧端之间以压簧抵接。这样的结构，使摩擦片面在压簧的推动下向外侧移动，与所在侧的放卷盘挡片内侧壁实现抵接。由于弹力作用，摩擦片与放卷盘挡片内侧壁之间产生摩擦力，并随着位置变化产生变阻力矩，该阻力矩与放料张力产生的力矩平衡，确保放料张力在一个较小的范围内变化，使放料动作更平稳，面料的张力变化更细小。摩擦片的具体参数由本领域技术人员根据设计所需自行决定。

作为优选，主轴外紧配合的套接有滚动轴承，滚动轴承的圆形外圈与料卷表面搭接并随动。放料张力的变化范围与摩擦套筒总成上滚动轴承的直径有关。滚动轴承的直径越小，放料张力的变化范围越小，只要变化范围符合所需加工的纤维增强复合材料的要求即可。具体由本领域技术人员按照工艺要求调整决定。

作为优选，滚动轴承的数量至少为两个，在主轴的长度方向上对称布置。滚动轴承数量至少为2个，可以减少单个滚动轴承在两侧均有较大张力的情况下对面料表面的破坏。各滚动轴承在主轴的长度方向上对称设置，可以更好的平衡两侧的张力。如果滚动轴承是单数个，可将位于中间的滚动轴承设置在主轴的中部，其余的滚动轴承对称设置。

作为优选，主轴内设有左右两定位片，主轴上径向贯通的设有定位销孔，定位销孔内插接有定位销；两定位片分别紧贴的设于一个定位销的外侧；压簧为两个，分别抵接在其中一侧的定位片与该侧的端盖之间。该方案采用了两个压簧，两侧各设置一个，通过定位片、定位销和定位孔可以调节压簧的压力，从而对单侧的摩擦片与放卷盘挡片内侧壁之间的摩擦力进行独立调节，以获取最佳的摩擦效果。

作为优选，定位销孔的数量至少为2对，沿主轴的轴向排列。定位片的直径略小于主轴内径，因此可按需在主轴内轴向位移。定位销孔一般在主轴的中点两侧对称的布置。这样可以根据需要对压簧的压力进行多级调节。

综上所述，本实用新型的有益效果是：在不依赖其他动力的情况下由结构本身的摩擦力实现带张力放卷，使纤维获得较小范围变化的张力，满足生产工艺要求。

附图说明

图1是本实用新型的立体图。

图2是图1的俯视图。

图3是图1的正视图，其中放卷盘、放卷盘挡片和料卷未示出。

图4是放卷盘及放卷盘挡片的立体图。

图5是摩擦套筒总成的立体图。

图6是图5的俯视图。

图7是摩擦套筒总成在去掉主轴后的立体图。

图8是图7的俯视图。

其中：1摩擦套筒总成，2料卷，3摇臂，4设备底座（局部），5拉簧，6摇臂铰接轴，7放卷盘，8放卷盘挡片，11主轴，12压簧，13端盖，14摩擦片安装座，15摩擦片，16滚动轴承，17定位片，18定位销孔，19定位销。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本实用新型做进一步的描述。

实施例为一种无动力带张力放卷装置，应用在某玻璃纤维面料制备复合材料的生产工艺中。如图1、图2、图3、图4所示，本例的无动力带张力放卷装置，设有可绕轴转动的放卷盘7，放卷盘的轴向为水平向。放卷盘两端固定有圆形的放卷盘挡片8，料卷2卷绕在放卷盘外。拉动面料外侧端时，带动放卷盘转动，面料从放卷盘中逐步释放，向拉动端移动。在放卷盘左侧的固定的设备底座4上，铰接有摇臂3。摇臂的端部固定有摩擦套筒总成1，摇臂的中部与设备底座间连接有拉簧5。摇臂铰接轴6的轴向、摩擦套筒总成的轴向与放卷盘的轴向三者平行，使摩擦套筒总成的朝向放卷盘轴线的表面与料卷表面搭接。

如图5、图6、图7、图8所示，摩擦套筒总成包括直筒形的主轴11，主轴是圆筒形，固定在摇臂的端部。主轴的长度略小于两放卷盘挡片之间的间距。主轴上设计有3对定位销孔18，沿主轴的轴向排列。定位销孔贯通主轴的径向，一对定位销19适配的插入其中一对定位销孔中。定位销孔的外侧紧贴的设有定位片17，定位片的直径略小于主轴内径，因此可在主轴内轴向位移。定位片的外侧端是一个压簧12，压簧的外侧端与摩擦片安装座14的内侧端抵接。主轴的端部以端盖13拧紧封闭，端盖上设有摩擦片安装座通孔，摩擦片安装座本体套接在摩擦片安装座通孔内。摩擦片安装座内侧端的直径略小于主轴内径，因此可在主轴内沿轴向位移。摩擦片安装座外侧端暴露在端盖外侧，固定安装有摩擦片15。两摩擦片分别与所在侧的放卷盘挡片内侧壁抵接。主轴外紧配合的套接有滚动轴承16。本例中，滚动轴承的数量为两个，在主轴的长度方向上对称布置。滚动轴承的圆形外圈与料卷表面搭接并随动。

本例的无动力带张力放卷装置，摩擦套筒总成在拉簧对摇臂的作用下始终对下方的面料产生下压力，而摩擦片与放卷盘挡片内侧壁之间形成一定的摩擦力，并随着位置变化产生变阻力矩，该阻力矩与放料张力产生的力矩平衡，确保放料张力在一个较小的范围内变化，使面料的释放既有足够的张力，张力又平衡稳定，不会忽松忽紧。

Claims (6)

1.一种无动力带张力放卷装置，包括可绕轴转动的放卷盘（7），放卷盘两端固定有圆形的放卷盘挡片（8），料卷（2）卷绕在放卷盘外，其特征是，还设有固定的设备底座（4），设备底座上铰接有摇臂（3），摇臂的端部固定有摩擦套筒总成（1）；摇臂铰接轴的轴向、摩擦套筒总成的轴向与放卷盘的轴向平行；摩擦套筒总成的端部与放卷盘挡片内侧壁搭接；摇臂的中部与设备底座间连接有拉簧（5）；摩擦套筒总成的朝向放卷盘轴线的表面与料卷表面搭接。

2.根据权利要求1所述的一种无动力带张力放卷装置，其特征是，摩擦套筒总成包括直筒形的主轴（11），主轴内间隙套接有压簧（12），主轴的两端均设有可在主轴轴向上自由运动的摩擦片安装座（14），摩擦片安装座的外侧端固定有摩擦片（15）；压簧抵接在两摩擦片安装座的内侧端之间；两摩擦片分别与两放卷盘挡片的内侧壁抵接。

3.根据权利要求2所述的一种无动力带张力放卷装置，其特征是，主轴外紧配合的套接有滚动轴承（16），滚动轴承的圆形外圈与料卷表面搭接并随动。

4.根据权利要求3所述的一种无动力带张力放卷装置，其特征是，滚动轴承的数量至少为两个，在主轴的长度方向上对称布置。

5.根据权利要求2或3或4所述的一种无动力带张力放卷装置，其特征是，主轴内设有左右两定位片（17），主轴上径向贯通的设有定位销孔（18），定位销孔内插接有定位销（19）；两定位片分别紧贴的设于一个定位销的外侧；压簧为两个，分别抵接在其中一侧的定位片与该侧的端盖之间。

6.根据权利要求5所述的一种无动力带张力放卷装置，其特征是，定位销孔的数量至少为2对，沿主轴的轴向排列。