碳纤维纱线展纤机构

摘要

本发明涉及一种碳纤维纱线展纤机构，所述导线装置固定在支架的上部，导线装置对输入的碳纤维纱线进行导向并施以拉力作用；所述加热展纤装置固定于支架上并位于导线装置的下游，该加热展纤装置对经过的碳纤维纱线进行加热使碳纤维纱线展纤；所述同步驱动装置固定在支架的中部，该同步驱动装置驱动罗拉展纤装置转动，以带动碳纤维纱线持续地走线；所述罗拉展纤装置固定在支架上并位于加热展纤装置的下游，罗拉展纤装置对来自于经过加热展纤装置展纤的碳纤维纱线再次进行展纤。

权利要求

1.碳纤维纱线展纤机构，其特征在于，包括支架、导线装置、加热展纤装置、同步驱动装置、罗拉展纤装置；

所述导线装置固定在支架的上部，导线装置对输入的碳纤维纱线进行导向并施以拉力作用；

所述加热展纤装置固定于支架上并位于导线装置的下游，该加热展纤装置对经过的碳纤维纱线进行加热使碳纤维纱线展纤；

所述同步驱动装置固定在支架的中部，该同步驱动装置驱动罗拉展纤装置转动，以带动碳纤维纱线持续地走线；

所述罗拉展纤装置固定在支架上并位于加热展纤装置的下游，罗拉展纤装置对来自于经过加热展纤装置展纤的碳纤维纱线再次进行展纤;该碳纤维纱线展纤机构还包括一个张力平衡展纤装置以及推力装置，该张力平衡展纤装置位于罗拉展纤装置的下游，张力平衡展纤装置的一端铰接在支架上，张力平衡展纤装置的另一端通过拉簧与支架连接。

2.根据权利要求1所述的碳纤维纱线展纤机构，其特征在于，所述张力平衡展纤装置包括左摆臂、右摆臂、压辊，压辊的两端分别与左摆臂和右摆臂连接，左摆臂和右摆臂的一端分别铰接于支架上，左摆臂和右摆臂的另一端分别连接一个用于拉簧的连接部件，左摆臂和右摆臂的端部分别固定有与推力装置接触的轴承。

3.根据权利要求2所述的碳纤维纱线展纤机构，其特征在于，所述连接部件包括呈L型的支座以及螺栓，支座的一端设有通孔，螺栓通过夹紧螺母夹持在支座上，螺栓的一端设有连接拉簧的孔。

4.根据权利要求1所述的碳纤维纱线展纤机构，其特征在于，所述推力装置包括气缸以及楔形推力块，楔形推力块的一端连接在气缸的活塞杆的端部。

5.根据权利要求1至4任意一项所述的碳纤维纱线展纤机构，其特征在于，所述导线装置包括安装板、过渡罗拉轴、第一导辊、过纱轴、夹板、轴以及第二导辊，所述过渡罗拉轴的一端固定在安装板上，所述第一导辊通过轴承安装在过渡罗拉轴的轴身上，所述过纱轴的一端固定在安装板上，两个夹块分别安装在过纱轴的轴身上，轴的两端支承在夹板上，第二导辊通过轴承安装在轴上。

6.根据权利要求1至4任意一项所述的碳纤维纱线展纤机构，其特征在于，加热展纤装置包括若干个加热棒、支撑板、导热辊以及连接板，这些加热棒并列排列后固定在支撑板上，每个加热棒上套有一个导热辊，支撑板与连接板固定连接。

7.根据权利要求1至4任意一项所述的碳纤维纱线展纤机构，其特征在于，所述同步驱动装置包括驱动器以及同步带轮，驱动器的输出端通过同步带与同步带轮连接。

8.根据权利要求7所述的碳纤维纱线展纤机构，其特征在于，所述同步驱动装置还包括一个张紧带轮，该张紧带轮固定于支架上并位于同步带轮的下游。

9.根据权利要求1至4任意一项所述的碳纤维纱线展纤机构，其特征在于，所述罗拉展纤装置包括罗拉轴、带轮、套筒以及展纤罗拉，带轮可转动地设置在罗拉轴上，套筒通过轴承固定在罗拉轴上，套筒与带轮固定连接，展纤罗拉套在套筒上并与套筒紧固为一体。

说明书

碳纤维纱线展纤机构

技术领域

[0001] 本发明涉及一种碳纤维纱线展纤机构。

背景技术

[0002] 碳纤维多轴向经编织物预成型体/LCM工艺制件，已在新一代大型飞机空客A380、波音787和空客A400M等机型上得到了成功应用；空客A380和波音787飞机的后承压框穹型框壳均采用0°/90°经编碳纤维织物制备预成型体；A380外翼翼梁；A400M货舱门；A380窗口框采用碳纤维多轴向经编织物缝纫加强筋。我国目前相继兴建了一批大型项目；
大飞机、大型海上风力发电、汽车轨道轻量化等，都需要大量使用碳纤维多轴向经编织物。
该产品在我国具有十分广阔的应用前景。

[0003] 对碳纤维织物的测试表明，织物越薄，单位面积质量越小，其物理性能偏差越小，铺覆的操作性也越好。但目前市场上采用12K碳纤维纱线生产的织物最小的单层单位面积2 3
质量为190g／m，而碳纤维纱线的密度仅为1.8g／m，所以此类织物相对来说很厚，力学性能偏差较大，特别是铺覆性能很差，使得后道制件的质量也得不到很好的保障，严重束缚了碳纤维纱线在高端领域的应用。

发明内容

[0004] 针对上述技术问题，本发明需要解决的技术问题是提供一种碳纤维纱线展纤机构，本发明能将碳纤维展宽、展薄、展平。

[0005] 实现本发明目的的技术方案如下：

[0006] 碳纤维纱线展纤机构，包括支架、导线装置、加热展纤装置、同步驱动装置、罗拉展纤装置；

[0007] 所述导线装置固定在支架的上部，导线装置对输入的碳纤维纱线进行导向并施以拉力作用；

[0008] 所述加热展纤装置固定于支架上并位于导线装置的下游，该加热展纤装置对经过的碳纤维纱线进行加热使碳纤维纱线展纤；

[0009] 所述同步驱动装置固定在支架的中部，该同步驱动装置驱动罗拉展纤装置转动，以带动碳纤维纱线持续地走线；

[0010] 所述罗拉展纤装置固定在支架上并位于加热展纤装置的下游，罗拉展纤装置对来自于经过加热展纤装置展纤的碳纤维纱线再次进行展纤。

[0011] 该碳纤维纱线展纤机构还包括一个张力平衡展纤装置以及推力装置，该张力平衡展纤装置位于罗拉展纤装置的下游，张力平衡展纤装置的一端铰接在支架上，张力平衡展纤装置的一端通过拉簧与支架连接。

[0012] 所述张力平衡展纤装置包括左摆臂、右摆臂、压辊，压辊的两端分别与左摆臂和右摆臂连接，左摆臂和右摆臂的一端分别铰接于支架上，左摆臂和右摆臂的另一端分别连接一个用于拉簧的连接部件，左摆臂和右摆臂的端部分别固定有与推力装置接触的轴承。

[0013] 所述连接部件包括呈L型的支座以及螺栓，支座的一端设有通孔，螺栓通过夹紧螺母夹持在支座上，螺栓的一端设有连接拉簧的孔。

[0014] 所述推力装置包括气缸以及楔形推力块，楔形推力块的一端连接在气缸的活塞杆的端部。

[0015] 所述导线装置包括安装板、过渡罗拉轴、第一导辊、过纱轴、夹板、轴以及第一导辊，所述过渡罗拉轴的一端固定在安装板上，第一导辊通过轴承安装在过渡罗拉轴的轴身上，所述过纱轴的一端固定在安装板上，两个夹块分别安装在过纱轴的轴身上，轴的两端支承在夹板上，第二导辊通过轴承安装在轴上。

[0016] 加热展纤装置包括若干个加热棒、支撑板、导热辊以及连接板，这些加热棒并列排列后固定在支撑板上，每个加热棒上套有一个导热辊，支撑板与连接板固定连接。

[0017] 所述同步驱动装置包括驱动器以及同步带轮，驱动器的输出端通过同步带与同步带轮连接。

[0018] 所述同步驱动装置还包括一个张紧带轮，该张紧带轮固定于支架上并位于同步带轮的下游。

[0019] 所述驱动器包括伺服电机、伺服减速机以及主动带轮，伺服电机的输出端连接伺服减速机，主动带轮连接于伺服减速机的输出端。

[0020] 所述罗拉展纤装置包括罗拉轴、带轮、套筒以及展纤罗拉，带轮可转动地设置在罗拉轴上，套筒通过轴承固定在罗拉轴上，套筒与带轮固定连接，展纤罗拉套在套筒上并与套筒紧固为一体。

[0021] 采用了上述方案，本发明的展纤机构用于碳纤维多轴向经编机上，由于原料的特性（大丝束），铺纬层数，铺纬的角度。本发明通过加热展纤装置使其发生物理变化，既能把碳纤维展的很宽，又能保证各项性能，罗拉展纤装置以及张力平衡展纤装置对碳纤维进行展纤，即在加热展纤后再经过机械碾压展纤，使碳纤维根据实际需要可以在一定范围内展宽、展薄、展平，从而使得编织出来的织物克重能得到保证。

附图说明

[0022] 图1为本发明的碳纤维纱线展纤机构的结构示意图；

[0023] 图2为沿图1中A—A线的剖面结构图；

[0024] 图3为图1的B向视图；

[0025] 图4为沿图1中C—C线的剖面结构图；

[0026] 图5为沿图1中D—D线的剖面结构图；

[0027] 图6为沿图1中E—E线的剖面结构图；

[0028] 10为支架；

[0029] 20为导线装置，21为安装板，22为过渡罗拉轴，23为第一导辊，24为过纱轴，25为夹板，26为轴，27为第二导辊；

[0030] 30为加热展纤装置，31为加热棒，32为支撑板，33为导热辊，34为连接板；

[0031] 40为同步驱动装置，41为同步带轮，42为同步带，43为伺服电机，44为伺服减速机，45为主动带轮，46为张紧带轮；

[0032] 50为罗拉展纤装置，51为罗拉轴，52为带轮，53为套筒，54为展纤罗拉；

[0033] 60为张力平衡展纤装置，61为左摆臂，62为右摆臂，63为压辊，64为支座，65为螺栓，66为夹紧螺母，67为轴承，68为拉簧，71为气缸，72为楔形推力块。

具体实施方式

[0034] 下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

[0035] 参照图1至图6，本发明中的碳纤维纱线展纤机构，包括支架10、导线装置20、加热展纤装置30、同步驱动装置40、罗拉展纤装置50、张力平衡展纤装置60以及推力装置，下面分别对每部分的结构进行详细说明：

[0036] 参照图1和图2，导线装置20固定在支架10的上部，导线装置对输入的碳纤维纱线进行导向并施以拉力作用。所述导线装置包括安装板21、过渡罗拉轴22、第一导辊23、过纱轴24、夹板25、轴26以及第二导辊27。安装板21用于固定在支架10上，过渡罗拉轴22的一端固定在安装板21上，所述第一导辊23通过轴承安装在过渡罗拉轴22的轴身上，所述过纱轴24的一端固定在安装板21上，两个夹块25分别安装在过纱轴24的轴身上，轴
26的两端支承在夹板上，第二导辊27通过轴承安装在轴26上。本部分的工作过程为：碳纤维纱线进入到导线装置20后，依次从第一导辊、过纱辊以及第二导辊绕过，在经过这些部件过程中，由于后续的驱动装置对纱线施以拉力作用，在摩擦作用力下，导线装置20对纱线也施以作用力，只不是该作用力反向作用力。因此，导线装置20对纱线起到导向及施以拉力作用，使纱线在展纤时保持绷紧状态。

[0037] 参照图1和图3，加热展纤装置30固定于支架上并位于导线装置的下游，该加热展纤装置30对经过的碳纤维纱线进行加热使碳纤维纱线展纤。加热展纤装置包括若干个加热棒31、支撑板32、导热辊33以及连接板34，这些加热棒31并列排列后固定在支撑板32上，每个加热棒上套有一个导热辊33，支撑板32与连接板34固定连接。本部分的工作过程为：当碳纤维纱线经过加热展纤装置30时，由于加热棒31发出的热量会传递到导热辊33上，因此，碳纤维纱线受热而被展纤。

[0038] 参照图1和图4，同步驱动装置40固定在支架的中部，该同步驱动装置驱动罗拉展纤装置转动，以带动碳纤维纱线持续地走线。所述同步驱动装置40包括驱动器以及同步带轮41，驱动器的输出端通过同步带42与同步带轮41连接。所述驱动器包括伺服电机43、伺服减速机44以及主动带轮45，伺服电机43的输出端连接伺服减速机44，主动带轮45连接于伺服减速机44的输出端。同步驱动装置还包括一个张紧带轮46，该张紧带轮固定于支架上并位于同步带轮41的下游。张紧带轮46使连接同步带轮与罗拉展纤装置的皮带张紧。本部分的工作过程为：伺服电机43输出动力带动伺服减速机44工作，伺服减速机对伺服电机的输入速度减速后输出，但输出力矩增大，该输出传递给主动带轮45，主动带轮45通过同步带42带动同步带轮41转动，从而同步带轮41再通过皮带带动罗拉展纤装置50工作。

[0039] 参照图1和图5，罗拉展纤装置50固定在支架上并位于加热展纤装置的下游，罗拉展纤装置对来自于经过加热展纤装置展纤的碳纤维纱线再次进行展纤。罗拉展纤装置包括罗拉轴51、带轮52、套筒53以及展纤罗拉54，带轮52可转动地设置在罗拉轴51上，套筒53通过轴承固定在罗拉轴51上，套筒53与带轮52固定连接，展纤罗拉54套在套筒53上并与套筒通过螺钉紧固为一体。本部分的工作过程为：罗拉展纤装置50在同步驱动装置40的带动下，使展纤罗拉54转动，在展纤罗拉的作用力下，使得被加热展纤装置30展纤过的碳纤维纱线再次被展纤。

[0040] 参照图1和图6，碳纤维纱线展纤机构还包括一个张力平衡展纤装置60以及推力装置。张力平衡展纤装置60位于罗拉展纤装置50的下游，张力平衡展纤装置60的一端通过销轴铰接在支架10上，张力平衡展纤装置的一端通过拉簧68与支架连接，这样在外力的作用下，张力平衡展纤装置可以绕销轴转动，同时通过拉簧的作用，可以避免左摆臂或右摆臂在重力作用下自身绕销轴转动。所述张力平衡展纤装置60包括左摆臂61、右摆臂62、压辊63，压辊63的两端分别与左摆臂61和右摆臂62连接，左摆臂61和右摆臂62的一端分别铰接于支架上，左摆臂和右摆臂的另一端分别连接一个用于拉簧的连接部件，该连接部件包括呈L型的支座64以及螺栓65，支座64的一端设有通孔，螺栓65通过夹紧螺母66夹持在支座上，螺栓65的一端设有连接拉簧的孔，拉簧挂接在该孔中。支座64的另一端固定在左摆臂或右摆臂上。左摆臂和右摆臂的端部分别固定有与推力装置轴承接触的轴承67，推力装置的作用力下，通过轴承将动力传递给左摆臂61或右摆臂62，使左摆臂61或右摆臂62绕销轴转动。所述推力装置包括气缸71以及楔形推力块72，楔形推力块72的一端连接在气缸的活塞杆的端部，楔形推力块72的楔形形状便于使其推动轴承67。本部分的工作过程为：当接收到经过罗拉展纤装置50输送来的碳纤维纱线时，推力装置的气缸71的活塞杆伸出时，带动楔形推力块72推动轴承67，从而使左摆臂61或右摆臂62绕销轴转动，使在本机构另一侧拉动碳纤维纱线的传动机构与本发明中的同步驱动装置40的动力平衡。当推力装置的气缸71的活塞杆缩回时，轴承67失去楔形推力块72的推力作用，左摆臂61或右摆臂62在拉簧的作用力下复位，这时压辊63对碳纤维纱线产生压力，对碳纤维纱线进行展纤。