CN218519229U - 一种预浸料展纱装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种预浸料展纱装置，属于碳纤维预浸料技术领域；其包括机架以及设于机架上的合纱辊机构、菱形辊机构、张力辊机构、升降辊机构、振动辊机构和摇摆机构；从进料至出料的方向，合纱辊机构、第一菱形辊、第二菱形辊、张力辊机构、第一升降辊机构、振动辊机构、第二升降辊机构、第一摇摆机构、第三升降辊机构、第二摇摆机构、第四升降辊机构、第一摇摆机构、第二摇摆机构、第五升降辊机构、第六升降辊机构依次设置。本实用新型结构简单，易于实现，在预浸料生产过程中将纤维束并拢、加热并沿着宽度方向均匀扩散、丝束变薄。

Description

一种预浸料展纱装置

技术领域

本实用新型涉及到碳纤维预浸料技术领域，特别涉及一种预浸料展纱装置。

背景技术

预浸料是制造复合材料及其制件的中间材料，构成了复合材料的基本单元，其质量的均匀性和稳定性，是保证复合材料及其制件质量和可靠性的重要环节。树脂基复合材料RMC的高比强度和比刚度，可设计性能好，能有效减轻航天器的结构质量，是当今宇航材料的发展重点，正逐渐取代传统的金属材料。近年来，卫星、飞船等空间飞行器上碳纤维复合材料的使用量逐年增加，尤其是碳纤维预浸料复合材料已广泛应用于卫星的中心承力筒、基板、连接架等主体结构中，满足了航天器的多项功能性需求。

碳纤维预浸料制作需要准备所需宽度及含量的碳纤维丝束，均匀平铺在纤维架子上，同时将加热后的树脂均匀涂抹在上下离型纸上，再将铺好的碳纤维丝束和涂抹了树脂的离型纸放入滚轮中，借助滚轮的压力将上下两层离型纸中间的碳纤维丝束均匀地浸润上树脂，然后再将浸润了树脂的碳纤维材料经过冷却定型，再经过切边卷取可成为成品碳纤维预浸料布。实际生产中存在展纱后纱线分布不均，纱线分布厚薄不均匀现象，造成成品预浸料力学性能降低，产品的浪费，因此碳纤维丝束均匀平铺在纤维架子上这一过程至关重要，直接影响着纤维预浸布的成品质量。

实用新型内容

针对上述背景技术中存在的问题，本实用新型提出一种预浸料展纱装置。其结构简单，易于实现，在预浸料生产过程中将纤维束并拢、加热并沿着宽度方向均匀扩散、丝束变薄。

为了实现上述目的，本实用新型所采取的技术方案为：

一种预浸料展纱装置，包括机架以及设于机架上的合纱辊机构、菱形辊机构、张力辊机构、升降辊机构、振动辊机构和摇摆机构；从进料至出料的方向，合纱辊机构、第一菱形辊、第二菱形辊、张力辊机构、第一升降辊机构、振动辊机构、第二升降辊机构、第一摇摆机构、第三升降辊机构、第二摇摆机构、第四升降辊机构、第一摇摆机构、第二摇摆机构、第五升降辊机构、第六升降辊机构依次设置；

所述合纱辊机构的合纱辊下辊固定于机架上，合纱辊上辊位于合纱辊下辊的正上方，且两者之间的间隙可调；合纱辊机构用于将纱架放过来的纤维丝束并拢到一个平面上；

所述菱形辊机构的第一菱形辊和第二菱形辊依次排列，菱形辊可升降，用于调整纱线张力；纤维丝束经过两组菱形辊进行初步的纤维丝束展平；

所述张力辊机构的张力辊两端通过带座轴承与张力传感器连接后固定在机架上，用于动态检测纤维丝束张力波动情况；所述张力辊表面做毛化处理，用于增大展纱效果而不损伤纤维丝束；

所述升降辊机构的展纱轴通过升降的方式来调整纱线张力；所述升降辊机构的展纱轴的两端固设有滑块，且滑块与螺杆螺纹连接并可沿着导轨上下移动，所述导轨安装在导轨固定板上，所述导轨固定板通过升降固定板固定在机架上；

所述振动辊机构的振动辊两端通过弹性支承固定于机架上，所述振动辊中间部分下方安装有振动电机；其通过振动电机的挠性振动将纤维束震开打散，为后续展纱做准备；

所述摇摆机构的展纱轴通过伺服电机带动；伺服电机和摇摆机构的展纱轴之间还设有偏心块；其通过伺服电机输出轴上的偏心块将旋转运动转化为展纱轴在直线导轨上的往复运动；所述偏心块上设置有用于两个偏心行程使用的工位。

进一步的，所述升降辊机构的展纱轴的两端与滑块通过轴承连接。

本实用新型采取上述技术方案所产生的有益效果在于：

本实用新型的结构简单，易于实现，在预浸料生产过程中将纤维束并拢、加热并沿着宽度方向均匀扩散、丝束变薄，提高预浸料产品质量。

附图说明

图1是本实用新型预浸料在线裁切装置的结构示意图；

图2是图1中摇摆机构的结构示意图；

图3是图1中升降辊机构的结构示意图。

图中，1、机架，2、合纱辊机构，3、菱形辊机构，4、张力辊机构，5、升降辊机构，6、振动辊机构，7、摇摆机构，7-1、轴承座，7-2、7-6、滑块连接板，7-3、直线导轨，7-4、底板，7-5、摇摆机构的展纱轴，7-7、外螺纹关节轴承,7-8、内螺纹关节轴承，7-9、偏心轮，7-10、偏心块，7-11、电机安装板，7-12、伺服电机，2-5-1、升降固定板；2-5-2、导轨固定板；2-5-3、导轨；2-5-4、螺杆；2-5-5、滑块；2-5-6、升降机构的展纱轴；2-5-7、手轮。

具体实施方式

下面，结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步的说明。

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例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。

一种预浸料展纱装置，包括机架1以及设于机架上的合纱辊机构2、菱形辊机构3、张力辊机构4、升降辊机构5、振动辊机构6 和摇摆机构7；从进料至出料的方向，合纱辊机构2、第一菱形辊、第二菱形辊、张力辊机构、第一升降辊机构、振动辊机构6、第二升降辊机构、第一摇摆机构、第三升降辊机构、第二摇摆机构、第四升降辊机构、第一摇摆机构、第二摇摆机构、第五升降辊机构、第六升降辊机构依次设置；

所述合纱辊机构2的合纱辊下辊固定于机架上，合纱辊上辊位于合纱辊下辊的正上方，且两者之间的间隙可调；合纱辊机构2用于将纱架放过来的纤维丝束并拢到一个平面上；

所述菱形辊机构3的第一菱形辊和第二菱形辊依次排列，菱形辊可升降，用于调整纱线张力；纤维丝束经过两组菱形辊进行初步的纤维丝束展平；

所述张力辊机构4的张力辊两端通过带座轴承与张力传感器连接后固定在机架1上，用于动态检测纤维丝束张力波动情况；所述张力辊表面做毛化处理，用于增大展纱效果而不损伤纤维丝束；

所述升降辊机构5的展纱轴通过升降的方式来调整纱线张力；所述升降辊机构5的展纱轴的两端固设有滑块2-5-5，且滑块2-5-5 与螺杆2-5-4螺纹连接并可沿着导轨2-5-3上下移动，所述导轨 2-5-3安装在导轨固定板2-5-2上，所述导轨固定板2-5-2通过升降固定板2-5-1固定在机架1上；

所述振动辊机构6的振动辊两端通过弹性支承固定于机架1上，所述振动辊中间部分下方安装有振动电机；其通过振动电机的挠性振动将纤维束震开打散，为后续展纱做准备；

所述摇摆机构7的展纱轴7-5通过伺服电机带动；伺服电机和摇摆机构的展纱轴7-5之间还设有偏心块7-10；其通过伺服电机输出轴上的偏心轮7-9将旋转运动转化为摇摆机构7的展纱轴7-5在直线导轨7-3上的往复运动；所述偏心块7-10上设置有用于两个偏心行程使用的工位。

进一步的，所述升降辊机构5的展纱轴的两端与滑块通过轴承连接。

下面为一更具体的实施例：

参照图1，本实施例的纤维束从合纱辊机构2进入展纱装置后在展纱轴之间为蛇形穿线，其包括机架1、合纱辊机构2、菱形辊机构3、张力辊机构4、升降辊机构5、振动辊机构6和摇摆机构7。

所述用于碳纤维预浸生产线的预浸料纤维束展纱装置，其特征在于：各机构固定在机架上，从进料方向依次排列为：合纱辊机构2、菱形辊、菱形辊、张力辊机构4、升降辊机构5、振动辊机构6、升降辊机构5、摇摆机构7、升降辊机构5、摇摆机构7、升降辊机5 构、摇摆机构7、摇摆机构7、升降辊机构5、升降辊机构5。

用于碳纤维预浸生产线的预浸料纤维束展纱装置，合纱辊2上辊可升降，下辊固定，将纱架放过来的纤维丝束并拢到一个平面上，合纱辊不加热。

用于碳纤维预浸生产线的预浸料纤维束展纱装置，两组菱形辊依次排列，菱形辊可升降调节来调整纱线张力，合纱辊机构2输出的纤维束经过菱形辊进行一个初步的纤维丝束展平。

用于碳纤维预浸生产线的预浸料纤维束展纱装置，所述张力辊机构4两端通过带座轴承与张力传感器连接后固定在机架1上，可以动态检测菱形辊输出的纤维丝束张力波动情况，张力辊表面做毛化处理，能够增大展纱效果而不损伤纤维丝束。

用于碳纤维预浸生产线的预浸料纤维束展纱装置，所述升降辊机构5的展纱轴2-5-6可升降调节来调整纱线张力，该展纱轴两端由滑块2-5-5固定，中空通热油加热，所述滑块2-5-5与螺杆2-5-4 连接固定，并沿着导轨上下移动，所述导轨2-5-3安装在导轨固定板2-5-2上，所述导轨固定板2-5-2通过升降固定板2-5-1固定在机架1上。参照图3，在本实施例升降辊机构包括、升降固定板2-5-1、导轨固定板2-5-2、导轨2-5-3、螺杆2-5-4、滑块2-5-5、升降机构的展纱轴2-5-6和手轮2-5-7。通过旋转手轮2-5-7带动螺杆4-5-4 旋转，使螺杆上的滑块沿导轨2-5-3做升降运动；滑块2-5-5带动升降辊机构的展纱轴2-5-6升降。

用于碳纤维预浸生产线的预浸料纤维束展纱装置，振动辊机构6 两端通过弹性支承固定在机架上，所述振动辊中间部分下方安装有振动电机，可以通过振动电机的挠性振动将纤维束震开打散，为后续展纱做准备。

用于碳纤维预浸生产线的预浸料纤维束展纱装置，所述摇摆机构7通过伺服电机输出轴上的偏心块7-10将电机减速机的旋转运动转化为摇摆机构的展纱轴7-5在直线导轨7-3上的往复运动，所述偏心块7-10上设置两个工位，可适应两种偏心行程的使用，需要更多的偏心行程，可以制作不同偏心距的偏心块7-10替代即可，所述摇摆机构的展纱轴7-5中空通热油加热，针对不同碳纤维丝束可以匹配不同偏心距及摆动频率，能够更大程度的将纤维束沿宽度方向均匀扩散，从而保证纤维束展宽的均匀性。

参照图2，本实施例中，摇摆结构包括展纱轴和伺服电机、传动轮和偏心块；展纱轴的两端通过轴承座安装在底板7-4上，且展纱轴可在底板7-4上沿其轴线方向滑动；

所述伺服电机通过传动轮和偏心块7-10带动展纱轴轴向运动；所述伺服电机通过电机安装板7-11固定在底板7-4上；所述伺服电机的输出轴穿过电机安装板7-11并露出于电机安装板7-11的上表面，所述传动轮位于安装板的上表面并通过伺服电机驱动；所述偏心块7-10位于传动轮的顶部并与传动轮固定连接，且偏心块7-10 与传动轮的中轴线重合；

所述偏心块7-10的上表面具有偏心工位，偏心工位与偏心块 7-10的中轴线之间具有大于0的间距；所述偏心块7-10依次通过内螺纹关节轴承7-8和外螺纹连接轴承7-7带动展纱轴的轴承座沿展纱轴的中轴线往复运动。

所述底座上具有直线导轨7-3，且直线导轨7-3与展纱轴平行；所述轴承座的底部具有滑块2-5-5连接板；所述滑块2-5-5连接板约束于直线导轨7-3上，并可沿直线导轨7-3运动。

所述外螺纹关节轴承7-7的轴承端与滑块连接板7-6连接；所述内螺纹关节轴承7-8的轴承端与偏心块7-10的偏心工位连接；外螺纹关节轴承7-7和内螺纹关节轴承7-8的对应螺纹端连接。

上述描述为本实用新型可实施的技术方案，对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下做出的简单推演或替换，均落在本实用新型的保护范围中。

Claims (2)

1.一种预浸料展纱装置，其特征在于，包括机架(1)以及设于机架上的合纱辊机构(2)、菱形辊机构(3)、张力辊机构(4)、升降辊机构(5)、振动辊机构(6)和摇摆机构(7)；从进料至出料的方向，合纱辊机构(2)、第一菱形辊、第二菱形辊、张力辊机构、第一升降辊机构、振动辊机构(6)、第二升降辊机构、第一摇摆机构、第三升降辊机构、第二摇摆机构、第四升降辊机构、第一摇摆机构、第二摇摆机构、第五升降辊机构、第六升降辊机构依次设置；

所述合纱辊机构(2)的合纱辊下辊固定于机架上，合纱辊上辊位于合纱辊下辊的正上方，且两者之间的间隙可调；合纱辊机构(2)用于将纱架放过来的纤维丝束并拢到一个平面上；

所述菱形辊机构(3)的第一菱形辊和第二菱形辊依次排列，菱形辊可升降，用于调整纱线张力；纤维丝束经过两组菱形辊进行初步的纤维丝束展平；

所述张力辊机构(4)的张力辊两端通过带座轴承与张力传感器连接后固定在机架(1)上，用于动态检测纤维丝束张力波动情况；所述张力辊表面做毛化处理，用于增大展纱效果而不损伤纤维丝束；

所述升降辊机构(5)的展纱轴通过升降的方式来调整纱线张力；所述升降辊机构(5)的展纱轴的两端固设有滑块(2-5-5)，且滑块(2-5-5)与螺杆(2-5-4)螺纹连接并可沿着导轨(2-5-3)上下移动，所述导轨(2-5-3)安装在导轨固定板(2-5-2)上，所述导轨固定板(2-5-2)通过升降固定板(2-5-1)固定在机架(1)上；

所述振动辊机构(6)的振动辊两端通过弹性支承固定于机架(1) 上，所述振动辊中间部分下方安装有振动电机；其通过振动电机的挠性振动将纤维束震开打散，为后续展纱做准备；

所述摇摆机构(7)的展纱轴(7-5)通过伺服电机带动；伺服电机和摇摆机构的展纱轴(7-5)之间还设有偏心块(7-10)；其通过伺服电机输出轴上的偏心块(7-10)将旋转运动转化为摇摆机构(7)的展纱轴(7-5)在直线导轨(7-3)上的往复运动；所述偏心块(7-10)上设置有用于两个偏心行程使用的工位。

2.根据权利要求1所述的一种预浸料展纱装置，其特征在于，所述升降辊机构(5)的展纱轴的两端与滑块通过轴承连接。

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