CN220685372U - 一种碳纤维分层展纤装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种碳纤维分层展纤装置，包括依次设置的分纱组件、展纤组件和牵拉组件，展纤组件中，振动辊和调节辊分别通过第一驱动组件和第二驱动组件驱动位移。通过牵拉组件为碳纤维提供输送动力，通过设置在分纱组件中的分纱辊组使若干丝束沿纱线宽度方向有序排列并平稳导向展纤组件；在展纤组件中，通过第二驱动组件能够驱动交错设置在多个振动辊之间的调节辊在竖直方向移动，进而调节相邻两振动辊与调节辊之间的间距，改变碳纤维的输送行程，同时也能够起到调节碳纤维张力的作用；通过第一驱动组件带动交错设置在多个调节辊之间的振动辊沿纱线宽度方向移动，增强展纤效果的同时使碳纤维更加紧密的排列在一起，从而提高产品的拉伸强度。

Description

一种碳纤维分层展纤装置

技术领域

本实用新型涉及碳纤维加工设备技术领域，尤其涉及一种碳纤维分层展纤装置。

背景技术

碳纤维经编织物是风电叶片制造生产的主要材料之一，对风电叶片起增强作用，经编织物的质量优劣直接关系到风电叶片的强度、模量及耐疲劳级别，作为风电叶片主要增强材料的碳纤维经编织物的面密度通常大于600g/㎡，经编织物的面密度越大，其生产所需的碳纤维纱线根数越多，故展纤工序需要的碳纤维纱线根数越多。

在形成经编织物之前，需要对碳纤进行展纤操作，将碳纤丝束展宽成片纱，目前采用的展纤装置是对集纱后的碳纤维进行分层展纤，再将多层碳纤维叠加；大克重经编织物生产时一般选取24K以上大丝束进行展纤生产，大丝束相对于小丝束纱线其纱线本身宽度较大，而现有展纤装置对大丝束碳纤维进行分层展纤的实际效果并不好，使展纤后的碳纤维未形成片纱，叠加后的纱线间易产生缝隙，形成织物缺陷，不符合产品质量标准。

实用新型内容

本实用新型的目的就是针对现有技术中存在的缺陷提供一种碳纤维分层展纤装置贴。

为了达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：一种碳纤维分层展纤装置，包括沿第一方向依次设置的分纱组件、展纤组件和牵拉组件，在所述分纱组件和所述展纤组件之间设置有第一叠加单元，第一方向沿纤维输送方向设置；

所述分纱组件包括分纱辊组和沿第一方向设置在其两侧的导纱辊组，所述展纤组件包括振动辊、调节辊、第一驱动组件和第二驱动组件，所述振动辊和所述调节辊沿第一方向交替设置有多个，多个所述振动辊通过所述第一驱动组件驱动沿第二方向做往复运动，多个所述调节辊通过所述第二驱动组件驱动沿竖直方向移动，第二方向和第一方向在水平面内垂直设置；

所述牵拉组件包括主动辊和从动辊，所述主动辊通过第三动力装置驱动转动，所述从动辊通过第三驱动组件驱动朝向所述主动辊压紧。

进一步的，所述第一驱动组件包括驱动杆和套设其上的多个偏心轮组，所述驱动杆通过第一动力装置驱动转动并带动多个所述偏心轮组同轴转动；

所述驱动杆沿第一方向设置，多个所述偏心轮组分别与多个所述振动辊对应设置，且所述偏心轮组通过连杆组件与所述振动辊的一端相连。

进一步的，所述连杆组件包括连接块、连接杆和直线轴承座，所述连接块套设在所述偏心轮组外圈并与其转动连接，所述振动辊的一端通过所述连接杆与所述连接块相连；

所述连接杆沿第二方向设置并与所述直线轴承座滑动连接，所述连接杆远离所述振动辊的一端穿过所述直线轴承座与所述连接块转动连接。

进一步的，所述第二驱动组件包括蜗杆组件、支撑架和沿竖直方向设置的导轨，所述支撑架与所述导轨滑动连接，所述调节辊设置在所述支撑架上；

所述蜗杆组件通过第二动力装置提供动能，并驱动所述支撑架沿所述导轨的长度方向移动。

进一步的，所述蜗杆组件包括沿水平方向设置的输入轴和沿竖直方向设置的输出轴，所述第二动力装置驱动所述输入轴转动并带动所述输出轴沿竖直方向移动。

进一步的，所述支撑架包括连接座和设置其上的安装竖板，在所述安装竖板上并列设置有多个支板，所述连接座与所述输出轴相连，所述调节辊的端部设置在所述支板上；

在相邻两所述支板之间形成有限位槽，所述限位槽与所述振动辊的端部相适应。

进一步的，所述展纤组件沿第一方向设置为分层展纤段和叠加展纤段，在所述分层展纤段和所述叠加展纤段之间设置有第二叠加单元；

所述分层展纤段靠近所述分纱组件设置，靠近所述第二叠加单元设置有张力检测单元，在所述分层展纤段和所述叠加展纤段均设置有第一驱动组件和第二驱动组件，且分别与位于其展纤段内的所述振动辊和所述调节辊相连。

进一步的，所述分纱辊组包括沿竖直方向设置的4n个集纱辊，所述第一叠加单元包括沿竖直方向设置的2n个第一叠加辊，其中，n为大于等于1的自然数；

位于所述分层展纤段内沿第一方向交替设置的多个所述振动辊和多个所述调节辊，其在竖直方向上与所述第一叠加辊对应设置有2n组。

进一步的，所述第二叠加单元包括与所述叠加展纤段对应设置的一个第二叠加辊，在第一方向交替设置的多个所述振动辊和多个所述调节辊在所述叠加展纤段内沿竖直方向设置有一组。

进一步的，所述牵拉组件还包括导向辊，所述第三驱动组件包括气缸和摆臂，所述摆臂与所述导向辊的端部转动连接；

所述摆臂与所述导向辊的连接处设置为其摆动支点，所述从动辊设置在所述摆臂的一端，所述气缸与所述摆臂远离所述从动辊的一端相连。

本实用新型的有益效果为：

在本申请中，通过牵拉组件为碳纤维提供输送动力，配合放卷纱架使展纤组件中的碳纤维具备初始张力，从纱架放卷出的若干股碳纤维丝束经过分纱组件后导入展纤组件，通过设置在分纱组件中的分纱辊组使若干丝束沿纱线宽度方向有序排列并平稳导向展纤组件；在展纤组件中，通过第二驱动组件能够驱动交错设置在多个振动辊之间的调节辊在竖直方向移动，进而调节相邻两振动辊与调节辊之间的间距，改变碳纤维的输送行程，同时也能够起到调节碳纤维张力的作用；通过第一驱动组件带动交错设置在多个调节辊之间的振动辊沿纱线宽度方向移动，增强展纤效果的同时使碳纤维更加紧密的排列在一起，提高产品的拉伸强度。

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为本实用新型中碳纤维分层展纤装置的结构示意图；

图2为本实用新型中碳纤维分层展纤装置的爆炸结构示意图；

图3为本实用新型中展纤组件的结构示意图；

图4为本实用新型中第一驱动组件与振动辊的连接示意图；

图5为本实用新型中第二驱动组件与调节辊的连接示意图；

图6为图4中A处的局部结构放大图；

图7为本实用新型中分层展纤段的侧视图；

图8为本实用新型中分层展纤段的剖面结构示意图。

附图标记：1、分纱组件；11、分纱辊组；111、集纱辊；12、导纱辊组；2、展纤组件；21、振动辊；22、调节辊；23、第一驱动组件；231、驱动杆；232、偏心轮组；233、第一动力装置；234、连杆组件；234a、连接块；234b、连接杆；234c、直线轴承座；24、第二驱动组件；241、蜗杆组件；241a、输入轴；241b、输出轴；242、支撑架；242a、连接座；242b、安装竖板；242c、支板；242d、限位槽；243、导轨；244、第二动力装置；25、分层展纤段；26、叠加展纤段；27、第二叠加单元；271、第二叠加辊；28、张力检测单元；3、牵拉组件；31、主动辊；32、从动辊；33、第三动力装置；34、第三驱动组件；341、气缸；342、摆臂；35、导向辊；4、第一叠加单元；41、第一叠加辊。

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8所示的一种碳纤维分层展纤装置，包括沿第一方向依次设置的分纱组件1、展纤组件2和牵拉组件3，在分纱组件1和展纤组件2之间设置有第一叠加单元4，第一方向沿纤维输送方向设置；分纱组件1包括分纱辊组11和沿第一方向设置在其两侧的导纱辊组12，展纤组件2包括振动辊21、调节辊22、第一驱动组件23和第二驱动组件24，振动辊21和调节辊22沿第一方向交替设置有多个，多个振动辊21通过第一驱动组件23驱动沿第二方向做往复运动，多个调节辊22通过第二驱动组件24驱动沿竖直方向移动，第二方向和第一方向在水平面内垂直设置；牵拉组件3包括主动辊31和从动辊32，主动辊31通过第三动力装置33驱动转动，从动辊32通过第三驱动组件34驱动朝向主动辊31压紧。

在本申请中，通过牵拉组件3为碳纤维提供输送动力，配合放卷纱架使展纤组件2中的碳纤维具备一定张力，从纱架放卷出的若干股碳纤维丝束经过分纱组件1后导入展纤组件2，通过设置在分纱组件1中的分纱辊组11使若干丝束沿纱线宽度方向有序排列并平稳导向展纤组件2；在展纤组件2中，通过第二驱动组件24能够驱动交错设置在多个振动辊21之间的调节辊22在竖直方向移动，进而调节相邻两振动辊21与调节辊22之间的间距，改变碳纤维的输送行程，同时也能够起到调节碳纤维张力的作用；通过第一驱动组件23带动交错设置在多个调节辊22之间的振动辊21沿纱线宽度方向移动，增强展纤效果的同时使碳纤维更加紧密的排列在一起，从而提高产品的拉伸强度。

如图3所示为本申请中振动辊21和调节辊22以及二者分别连接第一驱动组件23和第二驱动组件24的结构示意图。

进一步参见图4所示，为展纤组件2中第一驱动组件23与振动辊21的驱动结构示意图，其中，第一驱动组件23包括驱动杆231和套设其上的多个偏心轮组232，驱动杆231通过第一动力装置233驱动转动并带动多个偏心轮组232同轴转动；驱动杆231沿第一方向设置，多个偏心轮组232分别与多个振动辊21对应设置，且偏心轮组232通过连杆组件234与振动辊21的一端相连。

进一步的，如图6所示，连杆组件234包括连接块234a、连接杆234b和直线轴承座234c，连接块234a套设在偏心轮组232外圈并与其转动连接，振动辊21的一端通过连接杆234b与连接块234a相连；连接杆234b沿第二方向设置并与直线轴承座234c滑动连接，连接杆234b远离振动辊21的一端穿过直线轴承座234c与连接块234a转动连接。

通过套设在驱动杆231上的偏心轮组232将驱动杆231的转动转化为带动连杆组件234在第二方向上的直线运动，通过直线轴承座234c限制连接杆234b的直线运动，并通过连接杆234b带动振动辊21在第二方向上的运动更加平稳；通过连接块234a的两端分别与偏心轮组232和连接杆234b转动连接，补偿偏心轮组232转动过程中在竖直方向的行程差。

参见图5所示为第二驱动组件24与调节辊22的驱动结构示意图，其中，第二驱动组件24包括蜗杆组件241、支撑架242和沿竖直方向设置的导轨243，支撑架242与导轨243滑动连接，调节辊22设置在支撑架242上；蜗杆组件241通过第二动力装置244提供动能，并驱动支撑架242沿导轨243的长度方向移动。

进一步的，蜗杆组件241包括沿水平方向设置的输入轴241a和沿竖直方向设置的输出轴241b，第二动力装置244驱动输入轴241a转动并带动输出轴241b沿竖直方向移动。

支撑架242包括连接座242a和设置其上的安装竖板242b，在安装竖板242b上并列设置有多个支板242c，连接座242a与输出轴241b相连，调节辊22的端部设置在支板242c上；在相邻两支板242c之间形成有限位槽242d，限位槽242d与振动辊21的端部相适应。

在本申请中，振动辊21与第一驱动组件23相互配合且设置在两侧的固定墙板上，安装竖板242b位于固定墙板的内侧，为避免振动辊21与安装竖板242b之间相互干渉，通过在安装竖板242b上设置多个支板242c用于安装调节辊22。

作为本申请的优选实施例，展纤组件2沿第一方向设置为分层展纤段25和叠加展纤段26，在分层展纤段25和叠加展纤段26之间设置有第二叠加单元27；分层展纤段25靠近分纱组件1设置，靠近第二叠加单元27设置有张力检测单元28，在分层展纤段25和叠加展纤段26均设置有第一驱动组件23和第二驱动组件24，且分别与位于其展纤段内的振动辊21和调节辊22相连。

具体的，分纱辊组11包括沿竖直方向设置的4n个集纱辊111，第一叠加单元4包括沿竖直方向设置的2n个第一叠加辊41，其中，n为大于等于1的自然数；位于分层展纤段25内沿第一方向交替设置的多个振动辊21和多个调节辊22，其在竖直方向上与第一叠加辊41对应设置有2n组。

在展纤组件2中，先对碳纤维进行分层展纤，不仅能够使每一层上的碳纤维密度更加均匀，同时还能减少展纤过程中碳纤维的断裂率，同时提高展纤效率；分层展纤段25与分纱组件1对应设置，使碳纤维有序沿纱线宽度方向排列，在经过第二叠加单元27导入叠加展纤段26后，使多层纱线形成产品平面。

如图7和图8所示为分层展纤段25内振动辊21、调节辊22以及二者与第一驱动组件23和第二驱动组件24的连接示意图，交替设置的振动辊21和调节辊22在竖直方向设置有两组。

进一步的，第二叠加单元27包括与叠加展纤段26对应设置的一个第二叠加辊271，在第一方向交替设置的多个振动辊21和多个调节辊22在叠加展纤段26内沿竖直方向设置有一组。

如图2所示，牵拉组件3还包括导向辊35，第三驱动组件34包括气缸341和摆臂342，摆臂342与导向辊35的端部转动连接；摆臂342与导向辊35的连接处设置为其摆动支点，从动辊32设置在摆臂342的一端，气缸341与摆臂342远离从动辊32的一端相连。

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)

1.一种碳纤维分层展纤装置，其特征在于，包括沿第一方向依次设置的分纱组件(1)、展纤组件(2)和牵拉组件(3)，在所述分纱组件(1)和所述展纤组件(2)之间设置有第一叠加单元(4)，第一方向沿纤维输送方向设置；

所述分纱组件(1)包括分纱辊组(11)和沿第一方向设置在其两侧的导纱辊组(12)，所述展纤组件(2)包括振动辊(21)、调节辊(22)、第一驱动组件(23)和第二驱动组件(24)，所述振动辊(21)和所述调节辊(22)沿第一方向交替设置有多个，多个所述振动辊(21)通过所述第一驱动组件(23)驱动沿第二方向做往复运动，多个所述调节辊(22)通过所述第二驱动组件(24)驱动沿竖直方向移动，第二方向和第一方向在水平面内垂直设置；

所述牵拉组件(3)包括主动辊(31)和从动辊(32)，所述主动辊(31)通过第三动力装置(33)驱动转动，所述从动辊(32)通过第三驱动组件(34)驱动朝向所述主动辊(31)压紧。

2.根据权利要求1所述的碳纤维分层展纤装置，其特征在于，所述第一驱动组件(23)包括驱动杆(231)和套设其上的多个偏心轮组(232)，所述驱动杆(231)通过第一动力装置(233)驱动转动并带动多个所述偏心轮组(232)同轴转动；

所述驱动杆(231)沿第一方向设置，多个所述偏心轮组(232)分别与多个所述振动辊(21)对应设置，且所述偏心轮组(232)通过连杆组件(234)与所述振动辊(21)的一端相连。

3.根据权利要求2所述的碳纤维分层展纤装置，其特征在于，所述连杆组件(234)包括连接块(234a)、连接杆(234b)和直线轴承座(234c)，所述连接块(234a)套设在所述偏心轮组(232)外圈并与其转动连接，所述振动辊(21)的一端通过所述连接杆(234b)与所述连接块(234a)相连；

所述连接杆(234b)沿第二方向设置并与所述直线轴承座(234c)滑动连接，所述连接杆(234b)远离所述振动辊(21)的一端穿过所述直线轴承座(234c)与所述连接块(234a)转动连接。

4.根据权利要求1所述的碳纤维分层展纤装置，其特征在于，所述第二驱动组件(24)包括蜗杆组件(241)、支撑架(242)和沿竖直方向设置的导轨(243)，所述支撑架(242)与所述导轨(243)滑动连接，所述调节辊(22)设置在所述支撑架(242)上；

所述蜗杆组件(241)通过第二动力装置(244)提供动能，并驱动所述支撑架(242)沿所述导轨(243)的长度方向移动。

5.根据权利要求4所述的碳纤维分层展纤装置，其特征在于，所述蜗杆组件(241)包括沿水平方向设置的输入轴(241a)和沿竖直方向设置的输出轴(241b)，所述第二动力装置(244)驱动所述输入轴(241a)转动并带动所述输出轴(241b)沿竖直方向移动。

6.根据权利要求5所述的碳纤维分层展纤装置，其特征在于，所述支撑架(242)包括连接座(242a)和设置其上的安装竖板(242b)，在所述安装竖板(242b)上并列设置有多个支板(242c)，所述连接座(242a)与所述输出轴(241b)相连，所述调节辊(22)的端部设置在所述支板(242c)上；

在相邻两所述支板(242c)之间形成有限位槽(242d)，所述限位槽(242d)与所述振动辊(21)的端部相适应。

7.根据权利要求1所述的碳纤维分层展纤装置，其特征在于，所述展纤组件(2)沿第一方向设置为分层展纤段(25)和叠加展纤段(26)，在所述分层展纤段(25)和所述叠加展纤段(26)之间设置有第二叠加单元(27)；

所述分层展纤段(25)靠近所述分纱组件(1)设置，靠近所述第二叠加单元(27)设置有张力检测单元(28)，在所述分层展纤段(25)和所述叠加展纤段(26)均设置有第一驱动组件(23)和第二驱动组件(24)，且分别与位于其展纤段内的所述振动辊(21)和所述调节辊(22)相连。

8.根据权利要求7所述的碳纤维分层展纤装置，其特征在于，所述分纱辊组(11)包括沿竖直方向设置的4n个集纱辊(111)，所述第一叠加单元(4)包括沿竖直方向设置的2n个第一叠加辊(41)，其中，n为大于等于1的自然数；

位于所述分层展纤段(25)内沿第一方向交替设置的多个所述振动辊(21)和多个所述调节辊(22)，其在竖直方向上与所述第一叠加辊(41)对应设置有2n组。

9.根据权利要求7所述的碳纤维分层展纤装置，其特征在于，所述第二叠加单元(27)包括与所述叠加展纤段(26)对应设置的一个第二叠加辊(271)，在第一方向交替设置的多个所述振动辊(21)和多个所述调节辊(22)在所述叠加展纤段(26)内沿竖直方向设置有一组。

10.根据权利要求1所述的碳纤维分层展纤装置，其特征在于，所述牵拉组件(3)还包括导向辊(35)，所述第三驱动组件(34)包括气缸(341)和摆臂(342)，所述摆臂(342)与所述导向辊(35)的端部转动连接；

所述摆臂(342)与所述导向辊(35)的连接处设置为其摆动支点，所述从动辊(32)设置在所述摆臂(342)的一端，所述气缸(341)与所述摆臂(342)远离所述从动辊(32)的一端相连。