本發(fā)明屬于復(fù)合材料碳纖維展絲，提出一種紅外加熱機(jī)械展絲設(shè)備。

背景技術(shù)：

1、連續(xù)纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料例如碳纖維具有密度低、韌性強(qiáng)，耐腐蝕、耐疲勞等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于航空航天、汽車(chē)、能源、醫(yī)療等領(lǐng)域。預(yù)浸料作為制備連續(xù)纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料的中間材料，其性能的好壞將對(duì)該材料的性能產(chǎn)生直接的影響，其中纖維束展開(kāi)程度的好壞是影響制備的預(yù)浸料性能的一個(gè)重要因素。

2、預(yù)浸料的實(shí)際生產(chǎn)中，存在振動(dòng)展絲后的纖維束不夠均勻、損傷較大，造成成品預(yù)浸料力學(xué)性能低、材料浪費(fèi)，使用可加熱的展絲輥以及可控制溫度的展絲設(shè)備可以有效的提高展絲效果。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是提出一種碳纖維振動(dòng)展絲試驗(yàn)設(shè)備，以解決上述背景技術(shù)提出的問(wèn)題。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

3、一種紅外加熱機(jī)械展絲設(shè)備，包括：機(jī)架以及固定在機(jī)架上方的工裝底板，最外層為帶有溫度檢測(cè)功能的保溫箱；展絲定輥機(jī)構(gòu)，所述展絲定輥機(jī)構(gòu)通過(guò)定輥托架固定在所述工裝底板上，所述展絲定輥機(jī)構(gòu)包括七組展絲輥；三組展絲動(dòng)輥機(jī)構(gòu)，所述展絲動(dòng)輥機(jī)構(gòu)等間距安裝在所述工裝底板上，每組所述展絲動(dòng)輥機(jī)構(gòu)通過(guò)頂升電機(jī)固定板固定在所述工裝底板，所述展絲動(dòng)輥機(jī)構(gòu)的動(dòng)輥托架安裝兩組展絲輥，通過(guò)連接伺服電機(jī)以及精密絲杠可上下升降振動(dòng)；所述展絲輥內(nèi)部帶有加熱裝置并有溫度檢測(cè)裝置；四個(gè)紅外加熱裝置。

4、進(jìn)一步地，所述保溫箱固定在工裝底板上，保溫箱內(nèi)部設(shè)有溫度傳感器，保溫箱內(nèi)部壁板采用氣凝膠材料，有側(cè)拉門(mén)。

5、進(jìn)一步地，所述展絲定輥機(jī)構(gòu)包括兩個(gè)定輥托架，所述兩個(gè)定輥托架平行固接在所述工裝底板上，所述兩個(gè)定輥托架兩側(cè)面固定了限位板，所述限位板上方緊貼固定紅外加熱裝置的加熱棒托架，定輥軸承端蓋平均間距固定在定輥托架上，七個(gè)兩端安裝定輥軸承的展絲輥通過(guò)兩端定輥軸承端蓋安裝在定輥托架之間。

6、進(jìn)一步地，所述展絲動(dòng)輥機(jī)構(gòu)包括固定裝置與移動(dòng)裝置，所述移動(dòng)裝置通過(guò)精密絲杠連接固定裝置上下振動(dòng)，所述精密絲杠上端連接移動(dòng)裝置，下端在固定裝置的伺服電機(jī)內(nèi)實(shí)現(xiàn)上下移動(dòng)。所述移動(dòng)裝置通過(guò)固定在所述移動(dòng)裝置上的四根動(dòng)輥架導(dǎo)柱和固定在所述固定裝置上的四根固定套筒實(shí)現(xiàn)移動(dòng)定位。

7、進(jìn)一步地，所述固定裝置包括頂升電機(jī)固定板，所述頂升電機(jī)固定板通過(guò)定位套筒確定與所述工裝底板的距離，伺服電機(jī)安裝在所述頂升電機(jī)固定板下方，精密絲杠下端在伺服電機(jī)內(nèi)上下移動(dòng)，四個(gè)所述固定套筒固定在所述伺服電機(jī)四角位置的頂升電機(jī)固定板上。

8、進(jìn)一步地，所述移動(dòng)裝置包括四個(gè)固定在動(dòng)輥托架上的動(dòng)輥托架導(dǎo)柱，兩個(gè)動(dòng)輥軸承端蓋固定在動(dòng)輥托架上，兩個(gè)兩端安裝動(dòng)輥軸承的展絲輥通過(guò)兩端動(dòng)輥軸承端蓋安裝在動(dòng)輥托架之間。

9、進(jìn)一步地，所述三組展絲動(dòng)輥機(jī)構(gòu)等間距安裝在工裝底板上，所述三組移動(dòng)裝置可單獨(dú)控制。

10、進(jìn)一步地，所述展絲輥內(nèi)部帶有加熱棒加熱裝置并有熱電偶溫度檢測(cè)裝置。

11、進(jìn)一步地，所述紅外加熱裝置包括紅外加熱棒，上方四個(gè)紅外加熱棒由加熱棒托架固定在保溫箱內(nèi)測(cè)上板，下方四個(gè)紅外加熱棒由加熱棒托架固定在定輥托架之間，七組展絲定輥機(jī)構(gòu)的展絲輥下方。

12、進(jìn)一步地，一種紅外加熱機(jī)械展絲設(shè)備的使用方法，包括如下步驟：

13、a、將未經(jīng)展寬的碳纖維絲束原材料依次放絲經(jīng)過(guò)展絲定輥機(jī)構(gòu)的展絲輥下端、展絲動(dòng)輥機(jī)構(gòu)的展絲輥的上端、展絲定輥機(jī)構(gòu)的展絲輥下端等依次交替直到從另一端收絲。

14、b、關(guān)閉保溫箱側(cè)拉門(mén)，確保保溫箱內(nèi)部上端加熱棒以及下端加熱棒正常開(kāi)啟并能夠檢測(cè)和實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)溫度，確保七組展絲定輥機(jī)構(gòu)的展絲輥和六組展絲動(dòng)輥機(jī)構(gòu)的展絲輥能夠加熱并能夠檢測(cè)和實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)溫度。

15、c、在振動(dòng)展絲過(guò)程中，展絲定輥機(jī)構(gòu)的伺服電機(jī)帶動(dòng)精密絲杠做上下往返運(yùn)動(dòng)，為確保展絲寬度更大，展絲后纖維密度更均勻，纖維損傷更小，絲束經(jīng)過(guò)的展絲動(dòng)輥機(jī)構(gòu)的上下振動(dòng)幅度依次為小幅度、中幅度、大幅度。

16、比起現(xiàn)有的技術(shù)，本發(fā)明的有益效果在于：

17、在該機(jī)械展絲設(shè)備內(nèi)設(shè)置有上下共八組紅外加熱裝置，上方四組紅外加熱裝置主要用于軟化連續(xù)碳纖維絲束原料的上漿劑，便于后序展絲進(jìn)行；下方四組紅外加熱裝置主要用于補(bǔ)償及調(diào)節(jié)箱內(nèi)溫度，箱內(nèi)設(shè)有精密溫度傳感器，實(shí)時(shí)反饋箱內(nèi)溫度；展絲輥內(nèi)置電加熱棒對(duì)連續(xù)纖維絲束進(jìn)行加熱，電加熱棒與熱電偶連接，可實(shí)時(shí)感知展絲輥的表面溫度并人工調(diào)整；絲束經(jīng)過(guò)的展絲動(dòng)輥機(jī)構(gòu)的上下振動(dòng)幅度依次為小幅度、中幅度、大幅度，可最大程度確保展絲寬度更大，展絲后纖維密度更均勻，纖維損傷更小。

技術(shù)特征：

1.一種紅外加熱機(jī)械展絲設(shè)備，其特征在于，包括：

2.如權(quán)利要求1所述的一種紅外加熱機(jī)械展絲設(shè)備，其特征在于，所述保溫箱(3)固定在工裝底板(2)上，保溫箱(3)內(nèi)部設(shè)有溫度傳感器，保溫箱(3)內(nèi)部壁板采用氣凝膠材料，有側(cè)拉門(mén)。

3.如權(quán)利要求1所述的一種紅外加熱機(jī)械展絲設(shè)備，其特征在于，所述展絲定輥機(jī)構(gòu)包括兩個(gè)定輥托架(6)，所述兩個(gè)定輥托架(6)平行固接在所述工裝底板(2)上，所述兩個(gè)定輥托架(6)兩側(cè)面固定了限位板(7)，所述限位板(7)上方緊貼固定紅外加熱裝置的加熱棒托架(5)，定輥軸承端蓋(8)平均間距固定在定輥托架(6)上，七個(gè)兩端安裝定輥軸承(7)的展絲輥(20)通過(guò)兩端定輥軸承端蓋(8)安裝在定輥托架(6)之間。

4.如權(quán)利要求1所述的一種紅外加熱機(jī)械展絲設(shè)備，其特征在于，所述展絲動(dòng)輥機(jī)構(gòu)包括固定裝置與移動(dòng)裝置，所述移動(dòng)裝置通過(guò)精密絲杠(16)連接固定裝置上下振動(dòng)，所述精密絲杠(16)上端連接移動(dòng)裝置，下端在固定裝置的伺服電機(jī)(15)內(nèi)實(shí)現(xiàn)上下移動(dòng)；所述移動(dòng)裝置通過(guò)固定在所述移動(dòng)裝置上的四根動(dòng)輥架導(dǎo)柱(12)和固定在所述固定裝置上的四根固定套筒(13)實(shí)現(xiàn)移動(dòng)定位。

5.如權(quán)利要求4所述的一種紅外加熱機(jī)械展絲設(shè)備，其特征在于，所述固定裝置包括頂升電機(jī)固定板(10)，所述頂升電機(jī)固定板(10)通過(guò)定位套筒(13)確定與所述工裝底板(2)的距離，伺服電機(jī)(15)安裝在所述頂升電機(jī)固定板(10)下方，精密絲杠(16)下端在伺服電機(jī)內(nèi)上下移動(dòng)，四個(gè)所述固定套筒(13)固定在所述伺服電機(jī)(15)四角位置的頂升電機(jī)固定板(10)上。

6.如權(quán)利要求4所述的一種紅外加熱機(jī)械展絲設(shè)備，其特征在于，所述移動(dòng)裝置包括四個(gè)固定在動(dòng)輥托架(11)上的動(dòng)輥托架導(dǎo)柱(12)，兩個(gè)動(dòng)輥軸承端蓋(18)固定在動(dòng)輥托架(11)上，兩個(gè)兩端安裝動(dòng)輥軸承(17)的展絲輥(20)通過(guò)兩端動(dòng)輥軸承端蓋(18)安裝在動(dòng)輥托架(11)之間。

7.如權(quán)利要求1所述的一種紅外加熱機(jī)械展絲設(shè)備，其特征在于，所述三組展絲動(dòng)輥機(jī)構(gòu)等間距安裝在工裝底板(2)上，所述三組移動(dòng)裝置可單獨(dú)控制。

8.如權(quán)利要求1所述的一種紅外加熱機(jī)械展絲設(shè)備，其特征在于，所述展絲輥(20)內(nèi)部帶有加熱棒加熱裝置并有熱電偶溫度檢測(cè)裝置。

9.如權(quán)利要求1所述的一種紅外加熱機(jī)械展絲設(shè)備，其特征在于，所述紅外加熱裝置包括紅外加熱棒(4)，上方四個(gè)紅外加熱棒(4)由加熱棒托架(5)固定在保溫箱(3)內(nèi)測(cè)上板，下方四個(gè)紅外加熱棒(4)由加熱棒托架(5)固定在定輥托架(6)之間，七組展絲定輥機(jī)構(gòu)的展絲輥(20)下方。

10.根據(jù)權(quán)利要求1～9任一所述的一種紅外加熱機(jī)械展絲設(shè)備的使用方法，其特征在于，包括如下步驟：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開(kāi)了一種紅外加熱機(jī)械展絲設(shè)備，屬于復(fù)合材料碳纖維展絲技術(shù)領(lǐng)域，該設(shè)備包括機(jī)架以及固定在機(jī)架上方的工裝底板，最外層為帶有溫度檢測(cè)功能的保溫箱；展絲定輥機(jī)構(gòu)，所述展絲定輥機(jī)構(gòu)通過(guò)定輥托架固定在所述工裝底板上，所述展絲定輥機(jī)構(gòu)包括七組展絲輥裝置；三組展絲動(dòng)輥機(jī)構(gòu)，所述展絲動(dòng)輥機(jī)構(gòu)等間距安裝在所述工裝底板上，每組所述展絲動(dòng)輥機(jī)構(gòu)通過(guò)頂升電機(jī)固定板固定在所述工裝底板，所述展絲動(dòng)輥機(jī)構(gòu)的動(dòng)輥托架安裝兩組展絲輥，通過(guò)連接伺服電機(jī)以及精密絲杠可上下升降振動(dòng)；本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)三組不同的機(jī)械展絲，并在碳纖維絲束展寬時(shí)加熱箱內(nèi)環(huán)境并實(shí)時(shí)控制溫度，用于軟化連續(xù)碳纖維絲束原料的上漿劑，提升展絲效果。

技術(shù)研發(fā)人員：范欣愉,潘新,任建楠,閆忠偉,苑成策
受保護(hù)的技術(shù)使用者：沈陽(yáng)飛機(jī)工業(yè)（集團(tuán)）有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6