CN214652563U - 一种碳纤维预浸料带铺放单元 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及碳纤维复合材料预成型设备技术领域，尤其涉及一种碳纤维预浸料带铺放单元，其中，放卷组件用于料盘的放卷，包括设置在支撑板上的第一气涨轴，收卷组件包括设置在支撑板上的第二气涨轴和第三气涨轴，第二气涨轴和第三气涨轴分别用于隔离膜和离型纸的收卷，第一转轴配合第一压辊为料带的放卷提供牵拉力。第一气涨轴、第二气涨轴、第三气涨轴和第一转轴分别由固定组件固定在支撑板上，确保各组件能够稳固的安装在支撑板上，同时不影响其稳定运行；轴套通过螺栓配合螺纹孔固定在第一转轴上。通过螺栓对轴套进行固定，便于拆卸和安装，且能够通过改变螺栓与第一转轴螺纹孔的旋紧深度实现对不同尺寸轴套的固定安装。

Description

一种碳纤维预浸料带铺放单元

技术领域

本实用新型涉及碳纤维复合材料预成型设备技术领域，尤其涉及一种碳纤维预浸料带铺放单元。

背景技术

20世纪60年代中期，美国Vought公司开发了世界上第一台自动铺带机。后来这一技术逐渐在各种类型飞机的部件制造上开始应用。铺带机属于技术含量比较高的专用设备，围绕龙门架床身结构、可旋转升降支架和铺贴区裁切实现预浸料带自动铺贴、制件自动裁切的工作。

在对碳纤维预浸料的放卷过程中，需要将铺放单元上的碳纤维预浸料带铺设到吸附平台上，通过龙门架驱动铺放单元在吸附平台的上方移动，再通过放卷组件驱动料盘上的料带放卷，并配合牵拉组件和导向组件将料带导向至吸附平台上。用于支撑并驱动料盘的放卷组件，用于拉动料带的牵拉组件和用于收卷隔离膜和离型纸的收卷组件均固定在支撑板上，而支撑板沿竖直方向设置，设置在其上的放卷组件、收卷组件和牵拉组件均通过转轴与支撑板垂直连接，需要确保设置在支撑板上的工作组件稳固的同时能够持续平稳运行。

鉴于上述问题的存在，本设计人基于从事此类产品工程应用多年丰富的实务经验及专业知识，积极加以研究创新，以期创设一种碳纤维预浸料带铺放单元，使其更具有实用性。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种碳纤维预浸料带铺放单元，确保工作组件稳固安装的同时能够平稳运行。

为了达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：一种碳纤维预浸料带铺放单元，包括：沿竖直方向设置的支撑板，在所述支撑板上设置有放卷组件、收卷组件、牵拉组件、导向组件、加热组件和压辊组件，所述放卷组件驱动料盘放卷，料带从料盘导出后依次通过所述牵拉组件、所述导向组件和所述加热组件，最后通过所述压辊组件平铺在吸附平台上；

所述放卷组件包括设置在所述支撑板上的第一气涨轴，所述收卷组件包括设置在所述支撑板上的第二气涨轴和第三气涨轴，所述第二气涨轴和所述第三气涨轴分别用于隔离膜和离型纸的收卷，所述第一气涨轴、所述第二气涨轴和所述第三气涨轴分别由第一电机、第二电机和第三电机提供动力且分别通过固定组件设置在所述支撑板上；

所述牵拉组件和所述导向组件均设置在所述放卷组件的下方，所述牵拉组件包括第一转轴、第一气缸和第一压辊，所述导向组件包括第二转轴、第二气缸和第二压辊，所述第一气缸和所述第二气缸能够分别驱动所述第一压辊和所述第二压辊分别朝向所述第一转轴和所述第二转轴压紧靠近，所述第一转轴由第四电机提供动力且通过固定组件设置在所述支撑板上。

进一步地，所述第一气涨轴、所述第二气涨轴、所述第三气涨轴和所述第一转轴均穿过所述支撑板，所述固定组件均套设在所述第一气涨轴、所述第二气涨轴、所述第三气涨轴和所述第一转轴的外圈，且所述固定组件与所述支撑板固定连接并用于支撑所述第一电机、所述第二电机、所述第三电机和所述第四电机；

所述第一气缸和所述第二气缸分别通过第一支架和第二支架固定在所述支撑架上。

进一步地，所述固定组件包括连接法兰，在所述连接法兰的两端分别设置有第一轴承和第二轴承，所述第一气涨轴、所述第二气涨轴、所述第三气涨轴和所述第一转轴均通过所述第一轴承和所述第二轴承与所述连接法兰转动连接。

进一步地，在所述连接法兰两端的内壁上分别开设有第一限位槽和第二限位槽，所述第一限位槽和所述第二限位槽分别用于放置所述第一轴承和所述第二轴承，所述第一轴承靠近所述支撑板设置。

进一步地，在所述第一气涨轴、所述第二气涨轴、所述第三气涨轴和所述第一转轴的外圈对应所述第二轴承的位置处均开设有第三限位槽，在所述第三限位槽内设置有卡簧用于固定所述第二轴承。

进一步地，所述第一转轴沿其轴向设置为第一部分、第二部分和第三部分，其中，所述第三部分设置在所述第四电机一侧；

在所述第一部分的端部沿其轴心开设有螺纹孔，在所述第一部分的外圈套设有轴套，所述轴套通过螺栓配合所述螺纹孔固定在所述第一转轴上。

进一步地，在所述第一电机和所述第一气涨轴之间设置有第一减速机，在所述第四电机和所述第一转轴之间设置有第二减速机，所述第一减速机和所述第二减速机分别固定在所述连接法兰上。

进一步地，在所述第一气涨轴、所述第二气涨轴和所述第三气涨轴上均设置有挡料盘。

进一步地，所述压辊组件包括第三支架、第三气缸、连接座和第三压辊，所述第三支架设置在所述支撑板上，所述第三气缸沿竖直方向设置在所述第三支架上，所述连接座设置在所述第三气缸的输出轴上，所述第三压辊通过关节轴承设置在所述连接座的底部。

进一步地，所述加热组件包括第一加热器和第二加热器，所述第一加热器通过第四支架固定在所述支撑板上，所述第二加热器通过第五支架固定在所述连接座上；

所述第一加热器朝向料带和吸附平台之间的夹角设置，所述第二加热器设置在所述第一加热器的上方且朝向料带设置。

本实用新型的有益效果为：本申请中，支撑板沿竖直方向设置，设置在其上的放卷组件、收卷组件和牵拉组件均通过转轴与支撑板垂直连接，通过在连接法兰的两端处均设置轴承，为转轴提供更多的支撑点；

固定组件用于分别固定支撑第一气涨轴、第二气涨轴、第三气涨轴和第一转轴，应用于各处的固定组件的结构均相同，区别仅在于固定组件的尺寸不同。确保第一气涨轴、第二气涨轴、第三气涨轴和第一转轴能够稳固的安装在支撑板上，同时不影响其稳定运行；

轴套通过螺栓配合螺纹孔固定在第一转轴上。通过螺栓对轴套进行固定，便于拆卸和安装，且能够通过改变螺栓与第一部分螺纹孔的旋紧深度实现对不同尺寸轴套的固定安装。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例中碳纤维预浸料带铺放单元的前向结构示意图；

图2为本实用新型实施例中碳纤维预浸料带铺放单元的后向结构示意图；

图3为本实用新型实施例中放卷组件的结构示意图；

图4为本实用新型实施例中放卷组件的结构爆炸图；

图5为本实用新型实施例中收卷组件中第二气涨轴处的结构示意图；

图6为本实用新型实施例中收卷组件中第二气涨轴处的结构爆炸图；

图7为本实用新型实施例中牵拉组件的结构示意图；

图8为本实用新型实施例中牵拉组件中第一转轴处的局部结构示意图；

图9为本实用新型实施例中第一转轴处的局部结构爆炸示意图；

图10为本实用新型实施例中第一转轴处的局部结构剖视图；

图11为本实用新型实施例中导向组件的结构示意图；

图12为本实用新型实施例中加热组件和压辊组件的结构示意图。

附图标记：1、支撑板；2、放卷组件；21、第一气涨轴；22、第一电机；23、挡料盘；24、第一减速机；3、收卷组件；31、第二气涨轴；32、第三气涨轴；33、第二电机；34、第三电机；4、牵拉组件；41、第一转轴；411、第一部分；412、第二部分；413、第三部分；414、轴套；415、螺栓；42、第一气缸；43、第一压辊；44、第四电机；45、第一支架；46、第二减速机；5、固定组件；51、连接法兰；511、第一限位槽；512、第二限位槽；52、第一轴承；53、第二轴承；54、第三限位槽；55、卡簧；6、导向组件；61、第二转轴；62、第二气缸；63、第二压辊；64、第二支架；7、加热组件；71、第一加热器；72、第二加热器；73、第四支架；74、第五支架；8、压辊组件；81、第三支架；82、第三气缸；83、连接座；84、第三压辊。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一 个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元 件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用 的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目 的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术 语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的 术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

如图1至图12所示的碳纤维预浸料带铺放单元，包括沿竖直方向设置的支撑板1，在支撑板1上设置有放卷组件2、收卷组件3、牵拉组件4、导向组件6、加热组件7和压辊组件8，放卷组件2驱动料盘放卷，料带从料盘导出后依次通过牵拉组件4、导向组件6和加热组件7，最后通过压辊组件8平铺在吸附平台上；放卷组件2包括设置在支撑板1上的第一气涨轴21，收卷组件3包括设置在支撑板1上的第二气涨轴31和第三气涨轴32，第二气涨轴31和第三气涨轴32分别用于隔离膜和离型纸的收卷，第一气涨轴21、第二气涨轴31和第三气涨轴32分别由第一电机22、第二电机33和第三电机34提供动力且分别通过固定组件5设置在支撑板1上；牵拉组件4和导向组件6均设置在放卷组件2的下方，牵拉组件4包括第一转轴41、第一气缸42和第一压辊43，导向组件6包括第二转轴61、第二气缸62和第二压辊63，第一气缸42和第二气缸62能够分别驱动第一压辊43和第二压辊63分别朝向第一转轴41和第二转轴61压紧靠近，第一转轴41由第四电机44提供动力且通过固定组件5设置在支撑板1上。

本实用新型所公开的碳纤维预浸料带铺放单元，用于碳纤维预浸料盘的放卷，并将放卷出来的料带平铺至吸附平台上。在放卷操作中，料盘上的碳纤维预浸料带设置为三层夹心状结构，通过隔离膜和离型纸将碳纤维预浸料夹在中间，隔离膜用于分割料盘中相邻的两层料带，且隔离膜随料带的放卷在料带导出料盘的时候便被收卷，使碳纤维预浸料贴合一层离型纸导向吸附平台，最终使碳纤维预浸料平铺在吸附平台上并与离型纸分离。在进行碳纤维预浸料和离型纸的分离时，通过在压辊组件8之前设置加热组件7，实现对料带加热便于碳纤维预浸料和离型纸的分离，同时也使碳纤维预浸料与吸附平台表面之间更容易粘黏。

具体的，如图1和图2所示，第一气涨轴21用于固定支撑料盘，第二气涨轴31和第三气涨轴32分别用于收卷隔离膜和离型纸，三个气涨轴均由电机提供动力驱动旋转，料盘在放卷过程中不仅通过第一气涨轴21驱动放卷，第二气涨轴31在对隔离膜收卷的过程中同时也对料盘的放卷起到一定的牵拉作用。第一转轴41配合第一压辊43从料带的两侧相互压紧靠近，通过辊筒与料带平面之间的摩擦力实现为料带的输送提供动力，进一步地为料带的放卷提供牵拉力。

在本申请中，第一气涨轴21、第二气涨轴31、第三气涨轴32和第一转轴41均穿过支撑板1，固定组件5均套设在第一气涨轴21、第二气涨轴31、第三气涨轴32和第一转轴41的外圈，且固定组件5与支撑板1固定连接并用于支撑第一电机22、第二电机33、第三电机34和第四电机44；第一气缸42和第二气缸62分别通过第一支架45和第二支架64固定在支撑板1上。通过设置多个固定组件，实现第一气涨轴21、第二气涨轴31、第三气涨轴32和第一转轴41与支撑板之间的稳固连接，且能够保证其稳定运行。

作为上述实施例的优选，如图9和图10所示，固定组件5包括连接法兰51，在连接法兰51的两端分别设置有第一轴承52和第二轴承53，第一气涨轴21、第二气涨轴31、第三气涨轴32和第一转轴41均通过第一轴承52和第二轴承53与连接法兰51转动连接。具体的，在连接法兰51两端的内壁上分别开设有第一限位槽511和第二限位槽512，第一限位槽511和第二限位槽512分别用于放置第一轴承52和第二轴承53，第一轴承52靠近支撑板1设置。在第一气涨轴21、第二气涨轴31、第三气涨轴32和第一转轴41的外圈对应第二轴承53的位置处均开设有第三限位槽54，在第三限位槽54内设置有卡簧55用于固定第二轴承53。

具体的，本申请中的固定组件5用于分别固定支撑第一气涨轴21、第二气涨轴31、第三气涨轴32和第一转轴41，应用于各处的固定组件5的结构均相同，区别仅在于固定组件5的尺寸不同。

支撑板1沿竖直方向设置，设置在其上的放卷组件2、收卷组件3和牵拉组件4均通过转轴与支撑板1垂直连接，通过在连接法兰51的两端处均设置轴承，为转轴提供更多的支撑点，确保第一气涨轴21、第二气涨轴31、第三气涨轴32和第一转轴41能够稳固的安装在支撑板1上，同时不影响其稳定运行。

在具体实施过程中，第一转轴41沿其轴向设置为第一部分411、第二部分412和第三部分413，其中，第三部分413设置在第四电机44一侧；在第一部分411的端部沿其轴心开设有螺纹孔，在第一部分411的外圈套设有轴套414，轴套414通过螺栓415配合螺纹孔固定在第一转轴41上。通过螺栓415对轴套414进行固定，便于拆卸和安装，且能够通过改变螺栓415与第一部分411螺纹孔的旋紧深度实现对不同尺寸轴套414的固定安装。

在本申请中，在第一气涨轴21、第二气涨轴31和第三气涨轴32上均设置有挡料盘23。在第一电机22和第一气涨轴21之间设置有第一减速机24，在第四电机44和第一转轴41之间设置有第二减速机46，第一减速机24和第二减速机46分别固定在连接法兰51上。通过设置减速机来增大第一气涨轴21和第一转轴41的输出扭矩。

作为本申请的优选实施例，如图12所示，压辊组件8包括第三支架81、第三气缸82、连接座83和第三压辊84，第三支架81设置在支撑板1上，第三气缸82沿竖直方向设置在第三支架81上，连接座83设置在第三气缸82的输出轴上，第三压辊84通过关节轴承设置在连接座83的底部。加热组件7包括第一加热器71和第二加热器72，第一加热器71通过第四支架73固定在支撑板1上，第二加热器72通过第五支架74固定在连接座83上；第一加热器71朝向料带和吸附平台之间的夹角设置，第二加热器72设置在第一加热器71的上方且朝向料带设置。导向组件6将料带导入加热组件7，使料带被加热后更容易实现碳纤维预浸料和离型纸的分离，再由第三压辊84将碳纤维预浸料平铺在吸附平台上。

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 (10)

1.一种碳纤维预浸料带铺放单元，其特征在于，包括：沿竖直方向设置的支撑板（1），在所述支撑板（1）上设置有放卷组件（2）、收卷组件（3）、牵拉组件（4）、导向组件（6）、加热组件（7）和压辊组件（8），所述放卷组件（2）驱动料盘放卷，料带从料盘导出后依次通过所述牵拉组件（4）、所述导向组件（6）和所述加热组件（7），最后通过所述压辊组件（8）平铺在吸附平台上；

所述放卷组件（2）包括设置在所述支撑板（1）上的第一气涨轴（21），所述收卷组件（3）包括设置在所述支撑板（1）上的第二气涨轴（31）和第三气涨轴（32），所述第二气涨轴（31）和所述第三气涨轴（32）分别用于隔离膜和离型纸的收卷，所述第一气涨轴（21）、所述第二气涨轴（31）和所述第三气涨轴（32）分别由第一电机（22）、第二电机（33）和第三电机（34）提供动力且分别通过固定组件（5）设置在所述支撑板（1）上；

所述牵拉组件（4）和所述导向组件（6）均设置在所述放卷组件（2）的下方，所述牵拉组件（4）包括第一转轴（41）、第一气缸（42）和第一压辊（43），所述导向组件（6）包括第二转轴（61）、第二气缸（62）和第二压辊（63），所述第一气缸（42）和所述第二气缸（62）能够分别驱动所述第一压辊（43）和所述第二压辊（63）分别朝向所述第一转轴（41）和所述第二转轴（61）压紧靠近，所述第一转轴（41）由第四电机（44）提供动力且通过固定组件（5）设置在所述支撑板（1）上。

2.根据权利要求1所述的碳纤维预浸料带铺放单元，其特征在于，所述第一气涨轴（21）、所述第二气涨轴（31）、所述第三气涨轴（32）和所述第一转轴（41）均穿过所述支撑板（1），所述固定组件（5）均套设在所述第一气涨轴（21）、所述第二气涨轴（31）、所述第三气涨轴（32）和所述第一转轴（41）的外圈，且所述固定组件（5）与所述支撑板（1）固定连接并用于支撑所述第一电机（22）、所述第二电机（33）、所述第三电机（34）和所述第四电机（44）；

所述第一气缸（42）和所述第二气缸（62）分别通过第一支架（45）和第二支架（64）固定在所述支撑板（1）上。

3.根据权利要求2所述的碳纤维预浸料带铺放单元，其特征在于，所述固定组件（5）包括连接法兰（51），在所述连接法兰（51）的两端分别设置有第一轴承（52）和第二轴承（53），所述第一气涨轴（21）、所述第二气涨轴（31）、所述第三气涨轴（32）和所述第一转轴（41）均通过所述第一轴承（52）和所述第二轴承（53）与所述连接法兰（51）转动连接。

4.根据权利要求3所述的碳纤维预浸料带铺放单元，其特征在于，在所述连接法兰（51）两端的内壁上分别开设有第一限位槽（511）和第二限位槽（512），所述第一限位槽（511）和所述第二限位槽（512）分别用于放置所述第一轴承（52）和所述第二轴承（53），所述第一轴承（52）靠近所述支撑板（1）设置。

5.根据权利要求4所述的碳纤维预浸料带铺放单元，其特征在于，在所述第一气涨轴（21）、所述第二气涨轴（31）、所述第三气涨轴（32）和所述第一转轴（41）的外圈对应所述第二轴承（53）的位置处均开设有第三限位槽（54），在所述第三限位槽（54）内设置有卡簧（55）用于固定所述第二轴承（53）。

6.根据权利要求5所述的碳纤维预浸料带铺放单元，其特征在于，所述第一转轴（41）沿其轴向设置为第一部分（411）、第二部分（412）和第三部分（413），其中，所述第三部分（413）设置在所述第四电机（44）一侧；

在所述第一部分（411）的端部沿其轴心开设有螺纹孔，在所述第一部分（411）的外圈套设有轴套（414），所述轴套（414）通过螺栓（415）配合螺纹孔固定在所述第一转轴（41）上。

7.根据权利要求3所述的碳纤维预浸料带铺放单元，其特征在于，在所述第一电机（22）和所述第一气涨轴（21）之间设置有第一减速机（24），在所述第四电机（44）和所述第一转轴（41）之间设置有第二减速机（46），所述第一减速机（24）和所述第二减速机（46）分别固定在所述连接法兰（51）上。

8.根据权利要求1所述的碳纤维预浸料带铺放单元，其特征在于，在所述第一气涨轴（21）、所述第二气涨轴（31）和所述第三气涨轴（32）上均设置有挡料盘（23）。

9.根据权利要求1所述的碳纤维预浸料带铺放单元，其特征在于，所述压辊组件（8）包括第三支架（81）、第三气缸（82）、连接座（83）和第三压辊（84），所述第三支架（81）设置在所述支撑板（1）上，所述第三气缸（82）沿竖直方向设置在所述第三支架（81）上，所述连接座（83）设置在所述第三气缸（82）的输出轴上，所述第三压辊（84）通过关节轴承设置在所述连接座（83）的底部。

10.根据权利要求9所述的碳纤维预浸料带铺放单元，其特征在于，所述加热组件（7）包括第一加热器（71）和第二加热器（72），所述第一加热器（71）通过第四支架（73）固定在所述支撑板（1）上，所述第二加热器（72）通过第五支架（74）固定在所述连接座（83）上；

所述第一加热器（71）朝向料带和吸附平台之间的夹角设置，所述第二加热器（72）设置在所述第一加热器（71）的上方且朝向料带设置。

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