CN218140002U - 一种碳纤维预浸料加热定厚辊压装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种碳纤维预浸料加热定厚辊压装置，包括机架；左滑块的前后两侧设置有与滑轨导向滑动适配的滑槽；右滑块的前后两侧设置有与滑轨导向滑动适配的滑槽；驱动辊压模块包括上定厚辊和下定厚辊；驱动辊压模块还包括第一驱动装置，第一驱动装置与下定厚辊之间设置有传动机构，下定厚辊与上定厚辊之间传动连接；间隙调节模块包括分别驱动左滑块与右滑块上下移动的第二驱动装置，间隙调节模块还包括测量上定厚辊与下定厚辊之间间隙的间隙测量机构和间隙传感器，间隙传感器与控制器控制连接，控制器与第二驱动装置控制连接；加热模块包括均布在上定厚辊与下定厚辊内部的加热棒。

Description

一种碳纤维预浸料加热定厚辊压装置

技术领域

本实用新型属于碳纤维预浸料加工领域，尤其涉及一种碳纤维预浸料加热定厚辊压装置。

背景技术

碳纤维复合材料由于具有低密度、高比强度和比模量、耐疲劳、耐腐蚀等优点，被广泛应用于航空航天、汽车制造、风力发电、石油化工等领域。但伴随着工业和社会的发展，碳纤维复合材料的应用也面临着挑战。例如，风力发电领域风电叶片大型化、航空航天及汽车制造领域对安全性能要求不断提高等趋势，都对碳纤维复材制品的力学性能提出了更高的要求。

碳纤维预浸带作为碳纤维复材制品制备过程的关键中间产品，其性能，尤其是制品厚度决定了复材制品成型过程中铺层数量及铺层角度的设计，将对复材制品力学性能产生显著影响。在碳纤维预浸带制备过程中，通常采用对压热辊对预浸带进行热压定型定厚处理，其原理大都是采用电机驱动楔形块调节对压辊间隙，然后利用具有一定间隙的对压辊对浸渍树脂后的碳纤维进行热压定型定厚处理，最终形成预浸带产品。然而采用楔形块调节对压辊间隙的方式，调节响应较慢且调节精度差，无法实现定量调节。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种碳纤维预浸料加热定厚辊压装置，以解决现有技术中辊压设备在预浸料加热定厚过程中，主要依靠楔形块调节间隙响应慢、精度差以及无法定量调节等问题。

为实现上述目的，本实用新型的一种碳纤维预浸料加热定厚辊压装置所采用的技术方案是：

一种碳纤维预浸料加热定厚辊压装置，包括：

机架：包括左右平行间隔设置的左侧板和右侧板，左侧板的上部与右侧板的上部分别开设有安装孔，安装孔的前后两侧分别设置有滑轨；

左滑块：设置在左侧板的安装孔中，左滑块的前后两侧分别设置有与滑轨导向滑动适配的滑槽，左滑块在安装孔中上下可调；

右滑块：设置在右侧板的安装孔中，右滑块的前后两侧分别设置有与滑轨导向滑动适配的滑槽，右滑块在安装孔中上下可调；

驱动辊压模块：包括上定厚辊和下定厚辊，下定厚辊转动设置在左侧板与右侧板之间，上定厚辊转动设置在左滑块和右滑块之间；

驱动辊压模块还包括第一驱动装置，第一驱动装置与下定厚辊之间设置有传动机构，下定厚辊与上定厚辊之间传动连接；

间隙调节模块：包括分别驱动左滑块与右滑块上下移动的第二驱动装置，间隙调节模块还包括测量上定厚辊与下定厚辊之间间隙的间隙测量机构，间隙测量机构包括间隙传感器，间隙传感器与第二驱动装置控制连接；

加热模块：包括均布在上定厚辊与下定厚辊内部的加热棒。

有益效果：本实用新型中，通过间隙调节模块中的间隙传感器测量上定厚辊与下定厚辊之间的距离，间隙传感器与第二驱动装置控制连接，间隙传感器能够将检测到数据传递至第二驱动装置，从而控制第二电缸驱动左滑块与右滑块上下移动，以实现对上定厚辊和下定厚辊之间间隙的精准控制。

进一步的，所述第一驱动装置为第一伺服电机，第一伺服电机通过伺服电机安装座固定在机架上；所述传动机构包括固定在第一伺服电机输出轴上的第一同步轮、安装在下定厚辊传动轴端的第二同步轮、传动连接在第一同步轮和第二同步轮之间的同步带。

有益效果：通过第一伺服电机能够使第一同步轮转动，第一同步轮通过同步带带动第二同步轮转动，第二同步轮带动下定厚辊转动，下定厚辊带动上定厚辊转动，从而能够方便通过第一伺服电机驱动上定厚辊与下定厚辊转动。

进一步的，所述第二同步轮安装在右侧板右侧，在右侧板上固定有张紧轮固定座，张紧轮固定座上安装有张紧轮，张紧轮可调设置在同步带的外侧。

有益效果：张紧轮的设置能够方便控制同步带的松紧。

在上定厚辊传动轴上固定有上直齿轮，在下定厚辊传动轴上固定有下直齿轮，上直齿轮与下直齿轮啮合传动以实现下定厚辊与上定厚辊之间的传动连接。

有益效果：上直齿轮与下直齿轮啮合传动不仅能够实现上定厚辊与下定厚辊之间的传动，而且不会妨碍上定厚辊与下定厚辊之间的间距调节。

所述第二驱动装置包括左右间隔设置的第一伺服电缸和第二伺服电缸，第一伺服电缸的输出轴上固定连接有左连接块，所述左滑块与左连接块固定连接；第二伺服电缸的输出轴上固定连接有右连接块，所述右滑块与右连接块固定连接。

有益效果：通过第一伺服电缸与第二伺服电缸能够方便调整左滑块与右滑块在上下方向的位置，从而通过左滑块与右滑块调节上定厚辊在上下方向的位置，也即调节上定厚辊与下定厚辊之间的间隙。

进一步的，所述间隙测量机构设置有两组，两组间隙测量机构分别设置在左侧板与右侧板上，间隙测量机构包括固定在侧板上的间隙传感器固定座、固定在滑块上的滑块固定片，所述间隙传感器固定在间隙传感器固定座上，滑块固定片与间隙传感器上下对应设置。

有益效果：间隙测量机构设置有两组，能够通过两组间隙测量机构分别测量上定厚辊左右两端距离下定厚辊左右两端之间的距离，这样，上定厚辊与下定厚辊之间的距离通过左右两端分别进行判断，从而使上定厚辊与下定厚辊之间的间隙调节更加精准。

所述加热模块包括设置在上定厚辊右侧的上导电滑环和设置在下定厚辊右侧的下导电滑环，上导电滑环与下导电滑环均安装在右侧板上，所述加热棒与导电滑环导线连接。

有益效果：上导电滑环与下导电滑环的设置能够方便为上定厚辊中的加热棒、下定厚辊中的加热棒进行供电，并且能够避免加热棒在随着定厚辊转动时，为加热棒供电的导线缠绕在一起。

所述加热棒为硅碳加热棒。

有益效果：能够实现快速升温。

所述机架包括安装底板，所述左侧板和右侧板的下部分别固定在安装底板上，左侧板的上部与右侧板的上部固定安装有上安装板。

有益效果：机架的结构更加稳定且能够为辊压装置的设置提供更多的安装位置。

附图说明

图1是本实用新型的一种碳纤维预浸料加热定厚辊压装置的结构示意图；

图2是图1中一种碳纤维预浸料加热定厚辊压装置的另一视角的结构示意图；

图3是图1中一种碳纤维预浸料加热定厚辊压装置的主视图。

附图标记：1-安装底板；2-左侧板；3-下定厚辊；4-上定厚辊；5-上安装板；6-第一伺服电缸；7-第二伺服电缸；8-右连接块；9-右滑块；10-右侧板；11-同步带；12-第一同步轮；13-第二同步轮；14-张紧轮；15-张紧轮固定座；16-右间隙传感器；17-右间隙传感器固定座；18-右滑块固定片；19-左间隙传感器；20-左间隙传感器固定座；21-下导电滑环；22-左滑块固定片；23-上导电滑环；24-左滑块；25-左连接块；26-上直齿轮；27-弹簧；28-下直齿轮；29-第一伺服电机；30-伺服电机安装座；31-加热棒。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施方式对本实用新型的一种碳纤维预浸料加热定厚辊压装置作进一步详细描述：

本实用新型的一种碳纤维预浸料加热定厚辊压装置包括机架，机架包括安装底板1，安装底板1上通过螺栓固定设置有左侧板2与右侧板10，左侧板2与右侧板10左右平行间隔设置，左侧板2的顶部与右侧板10的顶部固定安装有上安装板5。安装底板1、左侧板2、右侧板10、上安装板5围成矩形框状结构。

左侧板2的上部与右侧板10的上部分别开设有安装孔，安装孔的前后两侧分别设置有滑轨。在左侧板2的安装孔中设置有左滑块24，左滑块24前后两侧分别设置有与滑轨导向滑动适配的滑槽，左滑槽在安装孔中位置上下调节，左滑块24下端与安装孔下侧之间固定设置有弹簧27；在右侧板10的安装孔中设置有右滑块9，右滑块9的前后两侧分别设置有与滑轨导向滑动适配的滑槽，右滑块9在安装孔中位置上下可调；右滑块9下端与安装孔下侧之间固定设置有弹簧27。

机架上设置有驱动辊压模块，驱动辊压模块包括上定厚辊4与下定厚辊3，上定厚辊4与下定厚辊3均为轴向沿左右方向延伸设置。下定厚辊3转动设置在左侧板2与右侧板10之间，下定厚辊3的传动轴向右伸出右侧板10，上定厚辊4转动设置在左滑块24与右滑块9之间，上定厚辊4左右两端传动轴分别穿过左滑块24的安装孔位和右滑块9的安装孔位，且左滑块24与右滑块9的安装孔位中设置有与上定厚辊4传动轴适配的轴承。

驱动辊压模块还包括第一驱动装置，本实施例中，第一驱动装置为第一伺服电机29，第一伺服电机29通过伺服电机安装座30固定在机架上，本实施例中，伺服电机安装座30固定在机架的安装底板1上。

第一伺服电机29与下定厚辊3之间设置有传动机构，传动机构包括固定在第一伺服电机29输出轴上的第一同步轮12、安装在下定厚辊3传动轴端的第二同步轮13、传动连接在第一同步轮12和第二同步轮13之间的同步带11。第二同步轮13安装在右侧板10右侧，在右侧板10上固定有张紧轮固定座15，张紧轮固定座15上安装有张紧轮14，张紧轮14在张紧轮固定座15上位置可调，张紧轮14可调设置在同步带11的外侧，以通过张紧轮14调节同步带11的松紧。

下定厚辊3与上定厚辊4之间传动连接，本实施例中，在上定厚辊4传动轴上通过销钉固定有上直齿轮26，在下定厚辊3传动轴上通过销钉固定有下直齿轮28，上直齿轮26与下直齿轮28啮合传动以实现下定厚辊3与上定厚辊4之间的传动连接。

机架上还设置有间隙调节模块，间隙调节模块包括分别驱动左滑块24与右滑块9上下移动的第二驱动装置，本实施例中，第二驱动装置包括左右间隔设置的第一伺服电缸6和第二伺服电缸7，第一伺服电缸6与第二伺服电缸7分别安装在机架的上安装板5上。第一伺服电缸6的输出轴上固定连接有左连接块25，左滑块24与左连接块25固定连接；第二伺服电缸7的输出轴上固定连接有右连接块8，所述右滑块9与右连接块8固定连接。第一伺服电缸6与第二伺服电缸7分别通过左连接块25和右连接块8驱动左滑块24与右滑块9上下移动，以实现上定厚辊4相对于下定厚辊3上下移动。

间隙调节模块还包括测量上定厚辊4与下定厚辊3之间间隙的间隙测量机构，间隙测量机构设置有两组，两组间隙测量机构分别设置在左侧板2与右侧板10上。两组间隙测量机构结构相同，左侧的间隙测量机构包括左间隙传感器19，左侧的间隙测量机构还包括固定在左侧板2上的左间隙传感器固定座20、固定在左滑块24上的左滑块固定片22，左间隙传感器19固定在左间隙传感器固定座20上，左滑块固定片22与左间隙传感器19上下对应设置，左滑块固定片22作为左间隙传感器19的检索目标，能够随着间隙左滑块24上下移动。

右侧的间隙测量机构包括右间隙传感器16，右侧的间隙测量机构还包括固定在右侧板10上的右间隙传感器固定座17、固定在右滑块9上的右滑块固定片18，右间隙传感器16固定在右间隙传感器固定座17上，右滑块固定片18与右间隙传感器16上下对应设置，右滑块固定片18作为右间隙传感器16的检索目标，能够随着间隙右滑块9上下移动。

具体的，间隙传感器与控制器控制连接，本实施例中，控制器为单片机，控制器与第二驱动装置控制连接，也即，左侧的间隙传感器与右侧的间隙传感器分别与单片机控制连接，单片机与第一伺服电缸6、第二伺服电缸7控制连接，左侧间隙传感器与右侧间隙传感器将分别测得的上定厚辊4与下定厚辊3之间的间隙传递给单片机，单片机控制第一伺服电缸6和第二伺服电缸7工作，第一伺服电缸6和第二伺服电缸7调节上定厚辊4在上下方向的位置以实现上定厚辊4与下定厚辊3之间距离的精准控制。

上定厚辊4与下定厚辊3上设置有加热模块，本实施例中，加热模块为均布在上定厚辊4与下定厚辊3内部的加热棒31，本实施例中，加热棒31与定厚辊的轴向平行设置，且加热棒31在定厚辊的周向均布设置。加热模块包括设置在上定厚辊4右侧的上导电滑环23和设置在下定厚辊3右侧的下导电滑环21，上导电滑环23与下导电滑环21均安装在右侧板10上，加热棒31与导电滑环导线连接，上导电滑环23与下导电滑环21的设置能够方便为上定厚辊4中的加热棒31、下定厚辊3中的加热棒31进行供电，并且能够避免加热棒31在随着定厚辊转动时，为加热棒31供电的导线缠绕在一起。本实施例中，加热棒31为硅碳加热棒，能够实现快速升温。本实施例中，导电滑环的结构、导电滑环与加热棒31之间的连接方式均为现有技术，在此不再赘述。本实施例中，加热棒31采用硅碳加热棒，可以实现快速升温，并且通过可控硅，实现温度精确控制。

本实用新型的一种碳纤维预浸料加热定厚辊压装置在使用时，第一伺服电机29工作，带动第一同步轮12转动，在同步带11的带动下，第二同步轮13与第一同步轮12同步转动，第二同步轮13带动下定厚辊3转动，下定厚辊3通过设置在其传动轴上的下直齿轮28与设置在上定厚辊4传动轴上的上直齿轮26带动上定厚辊4转动。

当需要调节上定厚辊4与下定厚辊3之间的间隙时，第一伺服电机29停止工作，间隙传感器将检测到的数据分别传递至单片机，单片机控制第一伺服电缸6和第二伺服电缸7工作，第一伺服电缸6与第二伺服电缸7在上定厚辊4的左右两端调节上定厚辊4在上下方向的位置，以调节上定厚辊4与下定厚辊3之间的间隙，实现上定厚辊4与下定厚辊3之间距离的精确控制。

上述实施例中，在右侧板上固定有张紧轮固定座，张紧轮固定座上安装有张紧轮，张紧轮可调设置在同步带的外侧；其他实施例中，张紧轮以及张紧轮固定座还可以不设置。

上述实施例中，所述第二驱动装置包括左右间隔设置的第一伺服电缸和第二伺服电缸，第一伺服电缸的输出轴上固定连接有左连接块，所述左滑块与左连接块固定连接；第二伺服电缸的输出轴上固定连接有右连接块，所述右滑块与右连接块固定连接；其他实施例中，第一伺服电缸的输出轴直接与左滑块固定连接，第二伺服电缸的输出轴直接与右滑块固定连接。

上述实施例中，所述加热棒为硅碳加热棒，其他实施例中，加热棒还可以为其他材质的结构。

上述实施例中，所述机架包括安装底板，所述左侧板和右侧板的下部分别固定在安装底板上，左侧板的上部与右侧板的上部固定安装有上安装板；其他实施例中，机架的结构形式还可以为其他的结构形式。

Claims (9)

1.一种碳纤维预浸料加热定厚辊压装置，其特征是，包括：

机架：包括左右平行间隔设置的左侧板和右侧板，左侧板的上部与右侧板的上部分别开设有安装孔，安装孔的前后两侧分别设置有滑轨；

左滑块：设置在左侧板的安装孔中，左滑块的前后两侧分别设置有与滑轨导向滑动适配的滑槽，左滑块在安装孔中上下可调；

右滑块：设置在右侧板的安装孔中，右滑块的前后两侧分别设置有与滑轨导向滑动适配的滑槽，右滑块在安装孔中上下可调；

驱动辊压模块：包括上定厚辊和下定厚辊，下定厚辊转动设置在左侧板与右侧板之间，上定厚辊转动设置在左滑块和右滑块之间；

驱动辊压模块还包括第一驱动装置，第一驱动装置与下定厚辊之间设置有传动机构，下定厚辊与上定厚辊之间传动连接；

间隙调节模块：包括分别驱动左滑块与右滑块上下移动的第二驱动装置，间隙调节模块还包括测量上定厚辊与下定厚辊之间间隙的间隙测量机构，间隙测量机构包括间隙传感器，间隙传感器与控制器控制连接，控制器与第二驱动装置控制连接；

加热模块：包括均布在上定厚辊与下定厚辊内部的加热棒。

2.根据权利要求1所述的一种碳纤维预浸料加热定厚辊压装置，其特征是，所述第一驱动装置为第一伺服电机，第一伺服电机通过伺服电机安装座固定在机架上；所述传动机构包括固定在第一伺服电机输出轴上的第一同步轮、安装在下定厚辊传动轴端的第二同步轮、传动连接在第一同步轮和第二同步轮之间的同步带。

3.根据权利要求2所述的一种碳纤维预浸料加热定厚辊压装置，其特征是，所述第二同步轮安装在右侧板右侧，在右侧板上固定有张紧轮固定座，张紧轮固定座上安装有张紧轮，张紧轮可调设置在同步带的外侧。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的一种碳纤维预浸料加热定厚辊压装置，其特征是，在上定厚辊传动轴上固定有上直齿轮，在下定厚辊传动轴上固定有下直齿轮，上直齿轮与下直齿轮啮合传动以实现下定厚辊与上定厚辊之间的传动连接。

5.根据权利要求1-3中任一项所述的一种碳纤维预浸料加热定厚辊压装置，其特征是，所述第二驱动装置包括左右间隔设置的第一伺服电缸和第二伺服电缸，第一伺服电缸的输出轴上固定连接有左连接块，所述左滑块与左连接块固定连接；第二伺服电缸的输出轴上固定连接有右连接块，所述右滑块与右连接块固定连接。

6.根据权利要求4所述的一种碳纤维预浸料加热定厚辊压装置，其特征是，所述间隙测量机构设置有两组，两组间隙测量机构分别设置在左侧板与右侧板上，间隙测量机构包括固定在侧板上的间隙传感器固定座、固定在滑块上的滑块固定片，所述间隙传感器固定在间隙传感器固定座上，滑块固定片与间隙传感器上下对应设置。

7.根据权利要求1-3中任一项所述的一种碳纤维预浸料加热定厚辊压装置，其特征是，所述加热模块包括设置在上定厚辊右侧的上导电滑环和设置在下定厚辊右侧的下导电滑环，上导电滑环与下导电滑环均安装在右侧板上，所述加热棒与导电滑环导线连接。

8.根据权利要求1-3中任一项所述的一种碳纤维预浸料加热定厚辊压装置，其特征是，所述加热棒为硅碳加热棒。

9.根据权利要求1-3中任一项所述的一种碳纤维预浸料加热定厚辊压装置，其特征是，所述机架包括安装底板，所述左侧板和右侧板的下部分别固定在安装底板上，左侧板的上部与右侧板的上部固定安装有上安装板。

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