CN213985898U

CN213985898U - 定长单束碳纤维复合材料样条自动制样装置

Info

Publication number: CN213985898U
Application number: CN202022947308.0U
Authority: CN
Inventors: 刘艳艳; 孙绍桓; 付甜甜
Original assignee: Inner Mongolia Guangwei Carbon Fiber Co ltd; Weihai Tuozhan Fiber Co ltd
Current assignee: Inner Mongolia Guangwei Carbon Fiber Co ltd; Weihai Tuozhan Fiber Co ltd
Priority date: 2020-12-10
Filing date: 2020-12-10
Publication date: 2021-08-17
Anticipated expiration: 2030-12-10

Abstract

本实用新型涉及一种定长单束碳纤维复合材料样条自动制样装置，属于复合材料生产设备领域。退绕装置的每个退绕丝轴上安装有张力调节装置，张力调节装置是通过弹簧连接一端的调节蝶形螺母和另一端的紧固螺栓，试验箱外侧的后部安装有瓷环，水浴箱内侧壁的纤维入口处安装有第一传动辊，第一传动辊前部的水浴箱后侧壁上安装有第二传动辊，水浴箱的凹形槽内固定有浸胶辊，浸胶辊上方安装有轴向平行的橡胶挤压辊，橡胶挤压辊与气缸的伸缩杆铰连，水浴箱前侧壁上安装有导向辊，导辊前方设有微波加热装置Ⅰ及微波加热装置Ⅱ，微波加热装置Ⅱ的前方依次安装有牵引装置、自动剪裁装置及光感定长系统，自动剪裁装置下方安装有托架系统。

Description

定长单束碳纤维复合材料样条自动制样装置

技术领域

本实用新型涉及复合纤维材料测试样品的制备装置领域，详细地讲是一种定长单束碳纤维复合材料样条自动制样装置。

背景技术

众所周知，碳纤维是一种含碳量大于90％的新型无机高分子材料，具有质轻、高强、高模、耐腐蚀、低膨胀、抗疲劳、抗冲刷及自润滑、与生物体等的相容性较好等综合优异性能，因此，被广泛应用于航空、航天、休闲体育及民用领域。碳纤维的各项性能指标中，力学性能的高低及离散系数的大小是大家关注的焦点，也是目前碳纤维生产厂家和应用单位主要的材料性能考核指标之一。GB/T 3362-2005《碳纤维复丝拉伸性能试验方法》规定：“碳纤维复丝可采用手工法或机器法浸胶”。以手工浸胶为例：剪取500mm长的复丝，用手拿住两端放入胶槽中浸渍胶液，然后对浸渍后的纤维进行缠绕、固化，经裁剪后，获得规定长度的纤维，方可进行加强。因此，手工制样的操作步骤复杂，影响因素繁多，不仅难以保证样条的质量一致性，而且样条制备效率低，耗费大量的人力，成本较大。因此，随着国家新材料产业的快速发展和高性能碳纤维国产化工作的突破性进展，产业政策支持加大，技术水平不断提高，市场需求持续增长，这些都为我国高性能纤维的良好发展态势提供了动力，国内碳纤维也呈逐年增长态势。

随着碳纤维产能和产量增大，纤维检测的数量也逐渐增多。同时，为确保样条的重复性和稳定性，纤维级别越高，对样条制备的一致性要求越高。因此，亟需开发一种碳纤维束丝复合材料自动制样装置。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本实用新型提供一种定长单束碳纤维复合材料样条自动制样装置，操作简单、制样速度快，样条一致性程度高，保证测试数据的准确性和稳定性。同时，该装置解决了手工制样敞开式浸胶过程中有机溶剂挥发对人体的伤害，更加符合环保要求和操作安全。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种定长单束碳纤维复合材料样条自动制样装置，设有退绕装置，其特征是，退绕装置一侧设有试验箱，退绕装置的每个退绕丝轴上安装有张力调节装置，张力调节装置是通过弹簧连接一端的调节蝶形螺母和另一端的紧固螺栓，第一传动辊、第二传动辊、浸胶辊、橡胶挤压辊、导向辊、微波加热装置Ⅰ和微波加热装置Ⅱ、自动剪裁装置以及光感定长系统、水浴箱、牵引装置及托架系统均设置在试验箱中，试验箱外侧的后部安装有瓷环，水浴箱内侧壁的纤维入口处安装有第一传动辊，第一传动辊前部的水浴箱后侧壁上安装有第二传动辊，水浴箱的凹形槽内固定有浸胶辊，浸胶辊上方安装有轴向平行的橡胶挤压辊，橡胶挤压辊与气缸的伸缩杆铰连，伸缩杆可带动橡胶挤压辊上下移动，水浴箱前侧壁上安装有导向辊，导辊前方设有微波加热装置Ⅰ及微波加热装置Ⅱ，微波加热装置Ⅱ的前方依次安装有牵引装置、自动剪裁装置及光感定长系统，自动剪裁装置下方安装有托架系统。

本实用新型还可通过如下措施来实现：所述的牵引装置由轴向平行且相互切压的牵引辊Ⅰ及牵引辊Ⅱ组成，伺服电机通过齿轮带动牵引辊Ⅰ和牵引辊Ⅱ相对转动。所述的托架系统的托架一端与垂直设置的气缸的伸缩杆铰连，托架的另一端与转轴铰连。所述的试验箱的上方连接控制恒温恒湿的新风控制系统，试验箱的前侧面设有推拉门。

本实用新型的有益效果是，结构简单，该浸胶装置使纤维均匀上胶，上胶量可控，同时，该装置操作简单，制作成本低廉，实现了纤维自浸胶—固化—剪裁的一体化成型。另外，密闭的试验箱可实现浸胶和固化环境的密闭，减少环境污染，保护测试人员的身体健康。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1本实用新型的结构示意图。

图2是本实用新型牵引装置的示意图。

图3是本实用新型退绕装置的张力调节装置的示意图。

图4是本实用新型托架的主视示意图。

图5是本实用新型托架卸载样条的示意图。

图中：1.退绕装置，2.张力调节装置，3.纤维，4.瓷环，5.第一传动辊，6.第二传动辊，7.橡胶挤压辊，8.浸胶辊，9.导向辊，10.轴承架，11.水浴箱，12.微波加热装置Ⅰ，13.微波加热装置Ⅱ，14.牵引辊Ⅰ，15.自动剪裁装置，16.光感定长系统，17.试验箱，18.胶液，19.托架，22.牵引辊Ⅱ,23.伺服电机，24.弹簧,25.蝶形螺母，26.紧固螺栓，27.气缸，28.转轴，29.牵引装置，30.托架系统。

具体实施方式

在图中，本实用新型设有退绕装置1，退绕装置1一侧设有试验箱17，退绕装置1的每个退绕丝轴上安装有张力调节装置2，张力调节装置2是通过弹簧24连接一端的调节蝶形螺母25和另一端的紧固螺栓26，第一传动辊5、第二传动辊6、浸胶辊8、橡胶挤压辊7、导向辊9、微波加热装置Ⅰ12和微波加热装置Ⅱ13、自动剪裁装置15以及光感定长系统16、水浴箱11、牵引装置29及托架系统30均设置在试验箱17中，试验箱17外侧的后部安装有瓷环4，水浴箱11内侧壁的纤维入口处安装有第一传动辊5，第一传动辊5前部的水浴箱11后侧壁上安装有第二传动辊6，水浴箱11的凹形槽内固定有浸胶辊8并装有胶液18，浸胶辊8上方安装有轴向平行的橡胶挤压辊7，橡胶挤压辊7与气缸的伸缩杆铰连，伸缩杆可带动橡胶挤压辊7上下移动，水浴箱11前侧壁上经轴承架10安装有导向辊9，导向辊9前方设有微波加热装置Ⅰ12及微波加热装置Ⅱ13，微波加热装置Ⅱ13的前方依次安装有牵引装置29、自动剪裁装置15及光感定长系统16，自动剪裁装置15下方安装有托架系统30。所述的牵引装置29由轴向平行且相互切压的牵引辊Ⅰ14及牵引辊Ⅱ22组成，伺服电机23通过齿轮带动牵引辊Ⅰ14和牵引辊Ⅱ22相对转动。所述的托架系统30的托架19一端与垂直设置的气缸27的伸缩杆铰连，托架19的另一端与转轴28铰连。所述的试验箱17的上方连接控制恒温恒湿的新风控制系统，试验箱17的前侧面设有推拉门。

退绕装置1的张力调节装置2是通过弹簧24连接一端的调节蝶形螺母25和另一端的紧固螺栓26，通过旋紧蝶形螺母25，从而带动张力调节装置2上的弹簧24伸长或收缩，进而控制纤维的退卷张力。橡胶挤压辊7位于浸胶辊8的正上方，依靠气缸可控制橡胶挤压辊7的上升和下降。纤维3丝束从橡胶挤压辊7和浸胶辊8中间的间隙通过后，气动气缸动作，此时，橡胶挤压辊7下降正好落在浸胶辊8上。伺服电机23通过齿轮带动牵引辊Ⅰ14和牵引辊Ⅱ22相对转动，从而牵引固化后的纤维3向前移动。牵引辊Ⅰ14和牵引辊Ⅱ22、自动剪裁装置15自左向右依次坐落在托架19上，托架19最右端的正上方设有光感定长系统16。托架19的一端连接气缸27，另一端与转轴28相连接，当气缸27升起时，托架19的另一端通过转轴28的旋转使托架19慢慢倾斜，剪裁好的样条自动滑入样品储槽中。当气缸27降下时，托架19的一端依靠转轴28的转动，另一端慢慢降落直至与水平面平行。

本用新型使用时，首先将碳纤维丝筒安装到退绕装置1上的退绕丝轴上，调节每个退丝轴的张力调节装置2，使纤维3在退绕装置1保持合适的范围。打开纤维丝扣，退去丝轴外部的纤维，直至纤维表面光滑、无毛丝，将纤维纱筒上的纤维3依次经过瓷环4、第一传动辊5、第二传动辊6后，从浸胶辊8和橡胶挤压辊7之间的间隙通过后，经导向辊9、微波加热装置Ⅰ12、微波加热装置Ⅱ13到达牵引装置29，固化后的纤维样条依靠牵引辊Ⅰ14和牵引辊Ⅱ22的相对转动，带动固化的样条向前移动。当固化后纤维样条最前端移动至托架19的最右端时，此时光感定长系统16接收到信号，信号传递到自动剪裁装置15，自动剪裁装置15接收到命令后，气动剪裁装置产生剪裁动作。

Claims

1.一种定长单束碳纤维复合材料样条自动制样装置，设有退绕装置，其特征是，退绕装置一侧设有试验箱，退绕装置的每个退绕丝轴上安装有张力调节装置，张力调节装置是通过弹簧连接一端的调节蝶形螺母和另一端的紧固螺栓，第一传动辊、第二传动辊、浸胶辊、橡胶挤压辊、导向辊、微波加热装置Ⅰ和微波加热装置Ⅱ、自动剪裁装置以及光感定长系统、水浴箱、牵引装置及托架系统均设置在试验箱中，试验箱外侧的后部安装有瓷环，水浴箱内侧壁的纤维入口处安装有第一传动辊，第一传动辊前部的水浴箱后侧壁上安装有第二传动辊，水浴箱的凹形槽内固定有浸胶辊，浸胶辊上方安装有轴向平行的橡胶挤压辊，橡胶挤压辊与气缸的伸缩杆铰连，伸缩杆可带动橡胶挤压辊上下移动，水浴箱前侧壁上安装有导向辊，导辊前方设有微波加热装置Ⅰ及微波加热装置Ⅱ，微波加热装置Ⅱ的前方依次安装有牵引装置、自动剪裁装置及光感定长系统，自动剪裁装置下方安装有托架系统。

2.根据权利要求1所述定长单束碳纤维复合材料样条自动制样装置，其特征在于所述的牵引装置由轴向平行且相互切压的牵引辊Ⅰ及牵引辊Ⅱ组成，伺服电机通过齿轮带动牵引辊Ⅰ和牵引辊Ⅱ相对转动。

3.根据权利要求1所述定长单束碳纤维复合材料样条自动制样装置，其特征在于所述的托架系统的托架一端与垂直设置的气缸的伸缩杆铰连，托架的另一端与转轴铰连。

4.根据权利要求1所述定长单束碳纤维复合材料样条自动制样装置，其特征在于所述的试验箱的上方连接控制恒温恒湿的新风控制系统，试验箱的前侧面设有推拉门。