CN215481460U - 一种碳纤维延展设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于碳纤维束加工技术领域，提供了一种碳纤维延展设备，包括：支撑座、驱动机构、传动机构和可调节延展机构，支撑座上设置有驱动机构和可调节延展机构，驱动机构通过传动机构驱动可调节延展机构工作，解决了设备占地面积大，使用空间受限，无法调节延展强度，不能加工多种规格的碳纤维材料的问题，具有占地面积小，使用场景不受限制，适应性更强的效果。

Description

一种碳纤维延展设备

技术领域

本实用新型涉及碳纤维束加工技术领域，具体涉及一种碳纤维延展设备。

背景技术

随着航空航天、风电、新型汽车等高科技制造业的发展与成熟，相关的材料应用技术例如碳纤维材料技术也随之取得了长足的进步和广泛的应用。有各种各样的碳纤维，包括一种被称为通用型碳纤维的具有拉伸模量约24吨/毫米 2和单纤维直径大约7μm的用于工业和体育用品中的，具有高强度、高模量的碳纤维。还包括另一种拉伸模量约30吨/毫米2及以上和单纤维直径大约7 μm-5μm的用于飞机等航空器的应用。成型用热塑性树脂如尼龙6树脂、聚醚酰亚胺树脂、聚醚醚酮树脂等的使用主要在航空航天比较多。在实际应用中，由于大丝束碳纤维，如48K、60K以至于360K、480K等的价格要比小丝束的便宜很多，大丝束售价只有小丝束的50％-60％，所以更容易为生产者所接受，但是由于大丝束碳纤维存在随着纤维束根数增多而发生纤维的曲折、扭结的现象，且树脂基体不容易浸润到大丝束纤维束内部，单丝间容易产生孔隙，且容易造成纤维相和树脂相的富集与分离等缺陷，同时会随丝束直径增加，在复合材料成型过程中出现纤维屈曲及铺层角度错位的可能性也在增加，从而使复合材料强度、刚度受影响，力学性能降低、分散性大，不能满足结构设计的要求，无法发挥碳纤维增强材料高性能优势，因此突破低成本大丝束碳纤维发挥高性能优势关键技术就是开发大丝束碳纤维展开技术。

无论是碳纤维预浸料还是碳纤维织物，其织物越薄，单位面积质量越小，其物理性能偏差越小，力学性能越优异。因为越轻薄的碳纤维生产的产品才会更轻薄，并且性能更好，所以即使不是对力学性能要求较高的应用厂家，在对销售前的碳纤维束与织造前的碳纤维束一般都要经过展纤工序，随单束纤维中纤维根数的增加，对纤维进行扩展工艺是很重要的。

国家知识产权局于2014年07月29日，公开了一件申请号为 CN201410366783.5，名称为“一种碳纤维束的扩展装置”的实用新型专利，该实用新型专利说明书中有以下部分内容：“发明实施例所述的一种碳纤维束的扩展装置，包括预热区1、若干扩展区2和整理区3，所述预热区1和整理区 3分布在扩展区2的两侧，所述预热区1和扩展区2内间隔分布有凸辊4和凹辊5，所述整理区3内设有若干平辊6；所述凸辊4、凹辊5和平辊6内均设有加热机构；所述预热区1的左侧和整理区3的右侧分别设有牵引辊组一7 和牵引辊组二8，所述牵引辊组一7和牵引辊组二8均连接有电机。所述凸辊 4、凹辊5和平辊6分布在同一水平线上。所述凸辊4、凹辊5和平辊6的两端均固定在框架9上。”

现有技术中对于碳纤维的延展多采用一排辊轮配合拉伸实现的，由于辊轮直线阵列布置，设备所占空间非常大，除此之外，现有的碳纤维延展设备大多不能调节延展强度，无法加工多种规格的碳纤维材料，现有技术中存在着设备占地面积大，使用空间受限，无法调节延展强度，不能加工多种规格的碳纤维材料的问题。

实用新型内容

为了解决上述设备占地面积大，使用空间受限，无法调节延展强度，不能加工多种规格的碳纤维材料的技术问题，本实用新型提供了一种碳纤维延展设备。

一种碳纤维延展设备，包括：支撑座、驱动机构、传动机构和可调节延展机构，所述支撑座上设置有驱动机构和可调节延展机构，驱动机构通过传动机构驱动可调节延展机构工作。

进一步，所述可调节延展机构包括：底板、立板、U型盖板、升降驱动机构、主动辊、从动辊和升降辊，底板通过螺栓固定在支撑座上，底板上安装有 U型盖板和两个立板，U型盖板开有朝下，底板、U型盖板和两个立板形成箱体结构，主动辊和从动辊的两端均通过轴承分别安装在两个立板上，两个立板上均设置有滑道，滑道内安装有滑块，滑块与滑道配合，升降辊的两端均通过滑块安装在滑道内，两个立板上均安装有升降驱动机构。

进一步，所述升降驱动机构包括：气缸和连接架，所述气缸通过连接架安装在立板上，气缸的输出轴与滑块连接，两个气缸的上升和下降动作为同步进行。

进一步，所述升降辊位于主动辊和从动辊上方，并且在主动辊和从动辊中间。

进一步，所述驱动机构包括：电机支架和蜗轮蜗杆减速电机，所述蜗轮蜗杆减速电机通过电机支架安装在支撑座上，蜗轮蜗杆减速电机的输出轴与传动机构连接。

进一步，所述传动机构包括：传动齿轮、从动齿轮和齿槽皮带，所述传动齿轮通过键安装在蜗轮蜗杆减速电机的输出轴上，从动齿轮通过键安装在主动辊的一端，传动齿轮通过齿槽皮带与从动齿轮连接。

进一步，所述U型盖板上开有进料口和出料口。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型提供了一种碳纤维延展设备，通过将辊轮上下交错布置的方式，改变了现有的碳纤维延展设备大多数采用直线阵列设置的方式，极大地缩小了设备体积，减小了设备的使用空间，使碳纤维延展设备使用场景不再受限制，具有更广泛的应用前景，通过采用可调节延展机构调节碳纤维延展设备的延展强度，能加工多种不同规格的碳纤维材料，具有适应性强的效果。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，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为本实用新型结构示意图；

图2为本实用新型内部结构示意图；

图3为本实用新型后侧示意图；

图4为本实用新型剖视位置；

图5为图4中B-B向剖视结构示意图；

其中：

支撑座-1，驱动机构-2，传动机构-3，可调节延展机构-4，底板-41，立板-42，U型盖板-43，升降驱动机构-45，主动辊-46，从动辊-47，升降辊-48，滑道-421，滑块-422，气缸-451，连接架-452，电机支架-21，蜗轮蜗杆减速电机-22，传动齿轮-31，从动齿轮-32，齿槽皮带-33，进料口-431，出料口-432。

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。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要注意的是，本实用新型中提及的各安装方式及各技术术语，都是所属技术领域中早已明确知晓的技术用语，故不再做过多解释。此外，对于相同的部件采用了相同的附图标记，但这并不影响也不应构成本领域技术人员对技术方案的准确理解。

实施例一：

本实用新型涉及一种碳纤维延展设备，包括：支撑座1、驱动机构2、传动机构3和可调节延展机构4，所述支撑座1上设置有驱动机构2和可调节延展机构4，驱动机构2通过传动机构3驱动可调节延展机构4工作，如此设置解决了设备占地面积大，使用空间受限，无法调节延展强度，不能加工多种规格的碳纤维材料的问题，本使用新型通过改善辊轮组合，使碳纤维延展设备体积减小，能满足更多使用场景的使用需求，通过采用可调节延展机构4来调节设备延展强度，满足加工多种不同规格碳纤维材料的使用需求。

所述可调节延展机构4包括：底板41、立板42、U型盖板43、升降驱动机构45、主动辊46、从动辊47和升降辊48，底板41通过螺栓固定在支撑座1上，底板41上安装有U型盖板43和两个立板42，U型盖板43开有朝下，底板41、U型盖板43和两个立板42形成箱体结构，主动辊46和从动辊47的两端均通过轴承分别安装在两个立板42上，两个立板42上均设置有滑道421，滑道421内安装有滑块422，滑块422与滑道421配合，升降辊48的两端均通过滑块422安装在滑道421内，两个立板42上均安装有升降驱动机构45，通过升降驱动机构45驱动滑块422带动升降辊48上下移动来调节碳纤维材料拉伸的松紧程度。

所述升降驱动机构45包括：气缸451和连接架452，所述气缸451通过连接架452安装在立板42上，气缸451的输出轴与滑块422连接，两个气缸451的上升和下降动作为同步进行，所述气缸451可替换为液压缸等实现升降功能的装置。

所述升降辊48位于主动辊46和从动辊47上方，并且在主动辊46和从动辊47中间，如此设置极大地缩小了设备的体积，改变了现有技术中大多采用将辊轮直线阵列设置的方式。

所述驱动机构2包括：电机支架21和蜗轮蜗杆减速电机22，所述蜗轮蜗杆减速电机22通过电机支架21安装在支撑座1上，蜗轮蜗杆减速电机22的输出轴与传动机构3连接，其中采用蜗轮蜗杆减速电机作为驱动原件，稳定提供驱动力的同时也减小了设备的体积。

所述传动机构3包括：传动齿轮31、从动齿轮32和齿槽皮带33，所述传动齿轮31通过键安装在蜗轮蜗杆减速电机22的输出轴上，从动齿轮32通过键安装在主动辊46的一端，传动齿轮31通过齿槽皮带33与从动齿轮32 连接，为了方式齿槽皮带33松弛影响传动效率，齿槽皮带33下方还设置有顶紧轮，如此设置使驱动力传动稳定可靠，增大了设备的工作效率。

所述U型盖板43上开有进料口431和出料口432，进料口431和出料口 432的上端高于主动辊46和从动辊47的最低位置，防止碳纤维材料在移动过程中与U型盖板43摩擦造成碳纤维材料损坏。

工作原理：

碳纤维材料从进料口431进入设备后从从动辊47下方绕到升降辊48再绕到主动辊46下方后从出料口432进入外部设备，根据不同碳纤维材料的不同生产需求，通过控制气缸451使升降辊48上下移动来调节碳纤维的松紧程度，即延展强度。

对于本领域技术人员而言，本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其它的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。以上所述，仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同替换和改进，均应包含在本实用新型技术方案的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种碳纤维延展设备，其特征在于，包括：支撑座(1)、驱动机构(2)、传动机构(3)和可调节延展机构(4)，所述支撑座(1)上设置有驱动机构(2)和可调节延展机构(4)，驱动机构(2)通过传动机构(3)驱动可调节延展机构(4)工作，所述可调节延展机构(4)包括：底板(41)、立板(42)、U型盖板(43)、升降驱动机构(45)、主动辊(46)、从动辊(47)和升降辊(48)，底板(41)通过螺栓固定在支撑座(1)上，底板(41)上安装有U型盖板(43)和两个立板(42)，U型盖板(43)开有朝下，底板(41)、U型盖板(43)和两个立板(42)形成箱体结构，主动辊(46)和从动辊(47)的两端均通过轴承分别安装在两个立板(42)上，两个立板(42)上均设置有滑道(421)，滑道(421)内安装有滑块(422)，滑块(422)与滑道(421)配合，升降辊(48)的两端均通过滑块(422)安装在滑道(421)内，两个立板(42)上均安装有升降驱动机构(45)。

2.根据权利要求1所述的一种碳纤维延展设备，其特征在于，所述升降驱动机构(45)包括：气缸(451)和连接架(452)，所述气缸(451)通过连接架(452)安装在立板(42)上，气缸(451)的输出轴与滑块(422)连接，两个气缸(451)的上升和下降动作为同步进行。

3.根据权利要求1所述的一种碳纤维延展设备，其特征在于，所述升降辊(48)位于主动辊(46)和从动辊(47)上方，并且在主动辊(46)和从动辊(47)中间。

4.根据权利要求1所述的一种碳纤维延展设备，其特征在于，所述驱动机构(2)包括：电机支架(21)和蜗轮蜗杆减速电机(22)，所述蜗轮蜗杆减速电机(22)通过电机支架(21)安装在支撑座(1)上，蜗轮蜗杆减速电机(22)的输出轴与传动机构(3)连接。

5.根据权利要求4所述的一种碳纤维延展设备，其特征在于，所述传动机构(3)包括：传动齿轮(31)、从动齿轮(32)和齿槽皮带(33)，所述传动齿轮(31)通过键安装在蜗轮蜗杆减速电机(22)的输出轴上，从动齿轮(32)通过键安装在主动辊(46)的一端，传动齿轮(31)通过齿槽皮带(33)与从动齿轮(32)连接。

6.根据权利要求1所述的一种碳纤维延展设备，其特征在于，所述U型盖板(43)上开有进料口(431)和出料口(432)。

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