CN214821030U - 一种用于碳纤维实芯拉索制备的集成式成形固化装备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种用于碳纤维实芯拉索制备的集成式成形固化装备包括安装座以及从前向后依次安装在安装座上的套压模、缠绕机和红外加热装置，所述套压模内开设有模压通道，使用时，预压实的拉索沿轴向穿设在模压通道内，且套压模可沿拉索的轴向相对拉索向前移动并压实所述拉索；所述预压实的拉索由预浸碳纤维绕制成环形绕组后经扭转而成。本发明可实现快速压实工件，实现压实、缠绕、固化一次完成，装卸方便快捷、工作劳动强度大大减轻，解决了大型长条形复合材料成型与固化问题，而且通过接外接电源实现野外成型固化作业。本发明可用于两端带接头的单向纤维预浸料的一次性压实成型与固化。

Description

一种用于碳纤维实芯拉索制备的集成式成形固化装备

技术领域

本实用新型属于涉及碳纤维复合材料制造行业，具体涉及一种用于碳纤维实芯拉索制备的集成式成形固化装备。

背景技术

碳纤维复合材料成型工艺一般有两种：预浸料成型法，包括真空袋法、热压罐法和模压法、低温低压法、光固化法、拉挤等。另一种成型工艺使液态成型技术，包括树脂传递模塑成型、真空辅助传递模塑以及树脂膜浸透成型等。复合材料棒材一般采用拉挤方法才能将材料压实然后进行固化。如果固化前不进行压实则会产生气泡、分层等各种缺陷，造成复合材料达不到使用要求。但无论哪种工艺都涉及预浸料压实过程，压实过程将需要大量的人力物力成本，且要耗费大量的时间。按正常拉挤工艺，需要大型拉挤设备，生产准备工作繁琐，也只能生产纯棒材，对于两头带接头的索具则无法采用拉挤方式生产。这种索具的预浸料目前采用纤维带绑紧的方式来使预浸料密实。纤维带绑紧力会根据操作人员不同而不同，使密实程度也不同，而且绑紧力是采用纤维带容易造成各部位绑紧力不同，密实度也不同，很难保证均匀地把复合材料索体压实。拉挤棒材虽然通过拉挤过程将树脂和碳纤维压实在一起，但无法将两端的接头很好地结合在一起，只能将索做成板材，然后用夹具将板材夹在一起进行连接，这种连接靠摩擦力承载或通过铆接就也很难保证接头的安全性。

实用新型内容

针对常用成型与压实工艺在长条类复合材料制作过程中的不足，本实用新型提供一种用于碳纤维实芯拉索制备的集成式成形固化装备，采用空气泵传递力矩，可实现快速简捷地压实工件，本装置可同时集成可控温红外加热及丝带缠绕装置，操作简便，无需额外加压，可大幅节省时间、人力物力，特别是可采用野外电源实现工地野外索体固化，解决了大尺寸索体工地固化的难题。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种用于碳纤维实芯拉索制备的集成式成形固化装备，包括安装座和安装在安装座上的套压模，所述套压模内开设有模压通道，使用时，预压实的拉索沿轴向穿设在模压通道内，且套压模可沿拉索的轴向相对拉索向前移动并压实所述拉索；所述预压实的拉索由预浸碳纤维绕制成环形绕组后经扭转而成；

还包括安装在安装座上的缠绕机，用于向压实后的拉索缠绕线材以将拉索的压实部位绑紧；

还包括安装在所述安装座上的红外加热装置，所述红外加热装置位于缠绕机的后方，用于将绑紧后的拉索加热固化。

进一步的，模压通道包括位于前端的导向部和与导向部的后端同轴连接的压实部，所述压实部用于将预压实的拉索压实至设定的径向尺寸，导向部的设置便于套压模沿拉索长度方向的移动，且在移动过程中将拉索压紧压实。

进一步的，为了使用方便，所述套压模为分体式，包括2个相对设置且可相互靠近至合模或相互远离的分体模，2个分体模相对的一侧均设有模压面，2个分体模合模时，2个模压面共同围成所述模压通道；还包括设置在安装座上的驱动机构，所述驱动机构用于驱动2个分体模进行所述的相互靠近或远离运动。使用时，先控制2个分体模相互分离，然后控制预压实的拉索位于2个分体模之间，然后控制2个分体模相互靠近至合摸，并将预压实的拉索控制在模压通道内，进而将模压通道内的拉索压实至设定尺寸，沿拉索的长度方向移动套压模，且随着套压模的移动，拉索被逐步压实。

进一步的，所述驱动机构有1个且与其中一个分体模连接；或者，所述驱动机构有2个其与分体模一一对应连接。

进一步的，所述驱动机构为气缸或电动推杆。

进一步的，所述模压通道的横截面为圆形或异形。

进一步的，所述套压模可拆卸安装在所述安装座上，可根据预制备的实心拉索的直径或实心拉索的横截面形状更换适用的套压模。

进一步的，为了便于拆卸更换，所述缠绕机可拆卸安装在所述安装座上；和/或，所述红外加热装置可拆卸安装在所述安装座上。

进一步的，所述红外加热装置包括环形的灯管，使用时，所述环形的灯管套设在缠绕有线材的拉索上，便于从周向加热拉索，保证拉索受热均匀，且当灯管沿拉索的轴向相对拉索移动时，可以使缠绕有线材的拉索得到及时固化，进一步保证拉索紧实性。

进一步的，所述灯管的外部沿着灯管的延伸方向设有环形的灯罩，所述灯罩的内壁为反光材料，便于对能量的充分利用，避免浪费。

进一步的，所述缠绕机设有PLC控制器，用于控制线材的缠绕张力和缠绕速度。

相比于现有技术，本实用新型所取得的技术效果为：本发明可实现快速压实工件，实现压实、缠绕、固化一次完成，装卸方便快捷、工作劳动强度大大减轻，解决了大型长条形复合材料成型与固化问题，而且通过接外接电源实现野外成型固化作业。本发明可用于两端带接头的单向纤维预浸料的一次性压实成型与固化。

附图说明

图1为本实用新型实施例中的用于碳纤维实芯拉索制备的集成式成形固化装备的结构示意图(图中箭头代表工作时，集成式成形固化装备的移动方向)。

图2为本实用新型实施例中的用于碳纤维实芯拉索制备的集成式成形固化装备的分模体的结构示意图。

图3为本实用新型实施例中的用于碳纤维实芯拉索制备的集成式成形固化装备的套压模的结构示意图。

图中附图标记为：1.套压模，101.压实部，102.导向部，103.分体模，104.模压面，2.缠绕机，3.红外加热装置，4.预压实的拉索，5.安装座，6.导轨，7.气缸。

具体实施方式

本实用新型不局限于下列具体实施方式，本领域一般技术人员根据本实用新型公开的内容，可以采用其他多种具体实施方式实施本实用新型的，或者凡是采用本实用新型的设计结构和思路，做简单变化或更改的，都落入本实用新型的保护范围。需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

本实用新型的具体实施例如图1至图3所示，一种用于碳纤维实芯拉索制备的集成式成形固化装备，包括安装座5和安装在安装座5上的套压模，套压模内开设有模压通道，使用时，预压实的拉索4沿轴向穿设在模压通道内，且套压模可沿拉索的轴向相对拉索向前移动并压实拉索；预压实的拉索4由预浸碳纤维绕制成环形绕组后经扭转而成。

还包括安装在安装座5上的缠绕机2，用于向压实后的拉索缠绕线材以将拉索的压实部位绑紧；还包括安装在所述安装座5上的红外加热装置3，所述红外加热装置3位于缠绕机2的后方，用于将绑紧后的拉索加热固化。

为了方便控制安装座5带动套压模1、缠绕机2及红外加热装置3沿拉索的轴向移动，还包括沿拉索的轴向设置的导轨6，安装座5与导轨6滑动导向配合。具体的安装座5的底部设置电机驱动的滚轮，滚轮与导轨6导向配合。当然，关于安装座5与导轨6的设置方式及安装座5的驱动方式，并不局限于此，本领域的技术人员可根据需要自行选择，如申请号为201922144865.6的中国专利文献中齿轮与齿条啮合的驱动方式等。

模压通道包括位于前端的导向部102和与导向部102的后端同轴连接的压实部101，所述压实部101用于将预压实的拉索4压实至设定的径向尺寸，导向部102的设置便于套压模沿拉索长度方向的移动，且在移动过程中将拉索压紧压实。

为了使用方便，本实施例的套压模1为分体式，见图3，包括2个相对设置且可相互靠近至合模或相互远离的分体模103，2个分体模103相对的一侧均设有模压面104，2个分体模103合模时，2个模压面104共同围成所述模压通道；还包括设置在安装座5上的驱动机构，所述驱动机构用于驱动2个分体模103进行所述的相互靠近或远离运动。使用时，先控制2个分体模103相互分离，然后控制预压实的拉索4位于2个分体模103之间，然后控制2个分体模103相互靠近至合摸，并将预压实的拉索4控制在模压通道内，进而将模压通道内的拉索压实至设定尺寸，沿拉索的长度方向移动套压模，且随着套压模的移动，拉索被逐步压实。

驱动机构有1个且与其中一个分体模103连接；或者，驱动机构有2个其与分体模103一一对应连接，驱动机构为气缸7或电动推杆。

套压模1可拆卸安装在所述安装座5上，可根据预制备的实心拉索的直径或实心拉索的横截面形状更换适用的套压模1。

更具体的，本实施例的驱动机构有2个，且为气缸7。更具体的，安装座5上设有2根支撑梁，2根支撑梁上各安装一个气缸7，且2根支撑梁上的气缸7相对设置，2个分模体中的其中一个可拆卸安装在其中一个气缸7的活塞杆上，2个分模体中的另一个可拆卸安装在另一个气缸7的活塞杆上，2个分模体相对，气缸7启动时，活塞杆伸出并带动分模体相互靠近至合模，进而2个分模体的模压面104形成无缝的模压通道，需要说明的是模压通道的横截面可以为圆形或异形，本实施例为圆形，为了安装方便，分模体背离模压面104的一侧设有连接部，分模体通过连接部与活塞杆可拆卸连接，比如活塞杆的端部设有多个第一螺纹孔，连接部背离分模体的一端设有与第一螺纹孔相对的第二螺纹孔，活塞杆和连接部通过穿设在第一螺纹孔和第二螺纹孔内的螺栓连接，且螺栓配合设有螺母。

为了便于拆卸更换，缠绕机2和红外加热装置3均可拆卸的安装在所述安装座5上。其中缠绕机2设有PLC控制器，用于控制线材的缠绕张力和缠绕速度；红外加热装置3包括环形的灯管，使用时，所述环形的灯管套设在缠绕有线材的拉索上，便于从周向加热拉索，保证拉索受热均匀，且当灯管沿拉索的轴向相对拉索移动时，可以使缠绕有线材的拉索得到及时固化，进一步保证拉索紧实性。

灯管的外部沿着灯管的延伸方向设有环形的灯罩，所述灯罩的内壁为反光材料，便于对能量的充分利用，避免浪费。更进一步的，灯管内的发热体可以为碳纤维或其他发热材料。

本实施例的用于碳纤维实芯拉索制备的集成式成形固化装备的工作方法为：见图1，将装置放入指定位置，并控制预压实的拉索4的后端位于套压模的2个分模体之间，接通气源，将气缸7的控制开关打开，此时气缸7活塞杆推动分体模103朝向预压实的拉索4运动至合模，并使套压模之间的预浸料受到挤压，压力可在0.5-1MPa之间调节，然后移动套压模沿预压实的拉索4的轴向向前行进进，速度可选1-2米每分钟，预压实的拉索4被套压模1所经过后均被压实，并由设置在套压模1后方的缠绕机2缠绕线材，并将压实的拉索绑紧，被压实并绑紧的拉索紧接着由设置在缠绕机2后方的红外加热装置3对索体进行加热固化。套压模1的压力和固化时间需要根据预浸料树脂系统性能进行调节。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于碳纤维实芯拉索制备的集成式成形固化装备，其特征在于：包括安装座(5)，以及从前向后依次安装在安装座(5)上的套压模(1)、用于向压实后的拉索缠绕线材以将拉索的压实部位绑紧的缠绕机(2)和用于将绑紧后的拉索加热固化的红外加热装置(3)，所述套压模(1)内开设有模压通道，使用时，预压实的拉索(4)沿轴向穿设在模压通道内，且套压模(1)可沿拉索的轴向相对拉索向前移动并压实所述拉索；所述预压实的拉索(4)由预浸碳纤维绕制成环形绕组后经扭转而成。

2.根据权利要求1所述的用于碳纤维实芯拉索制备的集成式成形固化装备，其特征在于：模压通道包括位于前端的导向部(102)和与导向部(102)的后端同轴连接的压实部(101)，所述压实部(101)用于将预压实的拉索(4)压实至设定的径向尺寸。

3.根据权利要求1所述的用于碳纤维实芯拉索制备的集成式成形固化装备，其特征在于：所述套压模(1)为分体式，包括2个相对设置且可相互靠近至合模或相互远离的分体模(103)，2个分体模(103)相对的一侧均设有模压面(104)，2个分体模(103)合模时，2个模压面(104)共同围成所述模压通道；还包括设置在安装座(5)上的驱动机构，所述驱动机构用于驱动2个分体模(103)进行所述的相互靠近或远离运动。

4.根据权利要求3所述的用于碳纤维实芯拉索制备的集成式成形固化装备，其特征在于：所述驱动机构有1个且与其中一个分体模(103)连接；或者，所述驱动机构有2个且与分体模(103)一一对应连接。

5.根据权利要求3所述的用于碳纤维实芯拉索制备的集成式成形固化装备，其特征在于：所述驱动机构为气缸(7)或电动推杆。

6.根据权利要求1所述的用于碳纤维实芯拉索制备的集成式成形固化装备，其特征在于：所述模压通道的横截面为圆形或异形。

7.根据权利要求1所述的用于碳纤维实芯拉索制备的集成式成形固化装备，其特征在于：所述套压模(1)可拆卸安装在所述安装座(5)上；和/或，所述缠绕机(2)可拆卸安装在所述安装座(5)上；和/或，所述红外加热装置(3)可拆卸安装在所述安装座(5)上。

8.根据权利要求1所述的用于碳纤维实芯拉索制备的集成式成形固化装备，其特征在于：所述红外加热装置(3)包括环形的灯管，使用时，所述环形的灯管套设在缠绕有线材的拉索上。

9.根据权利要求8所述的用于碳纤维实芯拉索制备的集成式成形固化装备，其特征在于：所述灯管的外部沿着灯管的延伸方向设有环形的灯罩，所述灯罩的内壁为反光材料。

10.根据权利要求1所述的用于碳纤维实芯拉索制备的集成式成形固化装备，其特征在于：所述缠绕机(2)设有PLC控制器，用于控制线材的缠绕张力和缠绕速度。

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