一种用于碳纤维浸胶量的精确控制装置的制作方法

1.本发明涉及一种用于碳纤维浸胶量的精确控制装置，尤其是可用于实现碳纤维湿法缠绕工艺中对纤维浸胶量的精确控制。
2.

背景技术：

3.湿法缠绕成型工艺是将连续纤维浸渍液态树脂体系后，在张力控制下直接缠绕至芯模或内衬上然后固化成型的方法，是目前应用较为广泛的缠绕工艺之一。湿法缠绕工艺不采用预浸带技术，也没有预固化过程，因而制品含胶量在浸胶和缠绕过程中进行控制，浸胶技术的优劣直接影响缠绕制品的好坏。由于纤维纱是浸胶后马上缠绕，所以纱带的浸胶质量不容易控制和检验，需要浸胶技术达到一定的稳定性和可靠性才可以加工出高质量的缠绕制品。
4.关于湿法缠绕工艺中的浸胶技术，目前公知的技术主要涉及三种方法，即直浸法、胶辊接触法和计量浸胶法。在三种公知的浸胶方法中，无论选用哪一种都存在如下共性问题：纤维的浸胶量不能进行稳定的控制；无法实现浸胶量的量化；经浸胶后纤维上的胶液黏度无法控制。上述问题的存在导致了缠绕制品在固化后产生气泡、空陷的几率大大增加，制品重量也难以控制，严重影响了缠绕制品的质量，因此因上述原因而影响制品质量的问题极待解决。


技术实现要素：

5.为了解决目前碳纤维浸胶量不稳定、浸胶量无法量化以及因纤维浸润程度差所导致缠绕制品产生缺陷的技术问题，本发明提供一种用于碳纤维浸胶量的精确控制装置，其中包含一套对辊装置，下辊固定不动，上辊可沿导向升降移动，通过精密调节机构可对两辊间隙进行0.001mm精度的调节，通过压紧气缸保证装置工作时上辊的位置稳定性，双辊内部带有电磁加热装置，可控制经过双辊间隙的纤维上胶液的黏度，从而在制品缠绕前输送浸胶量精确、稳定的高质量浸胶纤维，装置可安装于湿法缠绕数控设备中的浸胶系统中进行配套使用。
6.本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种用于碳纤维浸胶量的精确控制装置,由对辊机构和间隙调节机构两部分组成，其特征在于：对辊机构由上辊部分和下辊部分组成，包括下辊支座、下辊、导轨基座1、上辊支座、压紧连接板、上板、直线导轨副、上辊、导轨基座2、接胶槽、气缸；下辊支座共有两个，内部有轴承、隔套、端盖、挡圈、密封圈等部件，为下辊的两端提供支撑并使其可以自由旋转；导轨基座1共有两件，分别安装于两个下辊支座的一侧，导轨基座2共有两件，分别安装于两个下辊支座的另一侧，导轨基座1和导轨基座2上各装有一套直线导轨副作为上辊升降的导向；上辊支座共有两个，内部有轴承、隔套、端盖、挡圈、密封圈等部件，为上辊两端提供支撑并使其可以自由旋转；压紧连接板与两个上辊支座及上辊联接成一体，以四套直线导轨副作为导向可在重力作用下下降，也可在
间隙调节机构的作用下上升，两个气缸将推力通过活塞杆作用至压紧连接板上，保证了装置工作时上辊位置的稳定性；在装置完成工作时，气缸可将上辊支座、压紧连接板、上辊所组成的上辊部分抬起；上板分别与两个导轨基座1及两个导轨基座2通过螺钉连接，两个气缸安装于上板的上面，活塞杆与压紧连接板相联；下辊与上辊的内部装有电磁加热装置，可控制浸胶后纤维上胶液的黏度；浸胶纤维从上辊与下辊的间隙通过，挤出的多余胶液淌至接胶槽中，由槽内的斜坡流回浸胶系统的浸胶槽中；间隙调节机构包括丝杠支撑1、小直线导轨副、滚珠丝杠、下楔块、上楔块、丝杠螺母、丝杠支撑2、联轴器、减速器、撞块、触头安装块、测微仪触头、伺服电机；丝杠支撑1与丝杠支撑2安装于导轨基座1上，内部有轴承、挡圈、螺母等部件，为滚珠丝杠的两端提供支撑；下楔块与丝杠螺母联接，其下表面与小直线导轨副的滑块联接，在滚珠丝杠的旋转驱动力下可沿小直线导轨副做直线往复运动；伺服电机与减速器相联并安装在导轨基座2上的凹槽内，通过联轴器驱动滚珠丝杠旋转；上楔块与上辊支座相联，其下方的斜面与下楔块的斜面贴合，可实现上辊与下辊间隙的调节，调节精度为0.001mm；触头安装块安装于上辊支座的侧面，可以装夹测微仪触头，撞块安装于导轨基座1的侧面，安装位置可上下微调；下辊与上辊间隙发生的变化可通过测微仪触头的压缩量精确体现，测微仪触头有两个，分别安装于两个上辊支座的侧面，对其分别调整，保证下辊与上辊母线间的平行度。
7.本发明的有益效果是，一种用于碳纤维浸胶量的精确控制装置可安装于湿法缠绕数控设备中的浸胶系统中进行配套使用，一般位于纤维浸胶后、输送至缠绕部位之前的位置，装置的结构尺寸可根据实际情况在满足功能要求的前提下进行设计修改，应用限制小。纤维在经过浸胶后从本装置中上辊和下辊之间的空隙间穿过，上、下辊在纤维的摩擦力作用下自由转动，在压紧气缸的作用下，上辊位置保持稳定，装置工作稳定可靠，可按照缠绕工艺中浸胶量的要求对间隙值进行设定，并可根据所需浸胶纤维上胶液的黏度设定上辊及下辊加热的温度值，挤出的多余胶液进行集中回收，并可直接流回至纤维浸胶槽中。在湿法缠绕设备中增加本套装置，可为缠绕工位输送浸透效果稳定、浸胶量可量化、胶液黏度可控的优质浸胶纤维。
附图说明
8.下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：图1是碳纤维浸胶量精确控制装置总体结构图；图2是间隙调节机构结构图；图3是间隙调节原理图，图中：1.下辊支座，2.丝杠支撑1，3.小直线导轨副，4.滚珠丝杠，5.下楔块，6.上楔块，7.丝杠螺母，8.丝杠支撑2，9.联轴器，10.减速器，11.导轨基座1，12.导轨基座1，13.撞块，14.触头安装块，15.测微仪触头，16.压紧连接板，17.气缸，18.上板，19.直线导轨副，20.上辊，21.导轨基座2，22.伺服电机2，23.下辊。
具体实施方式
9.在图1中，对辊机构由上辊部分和下辊部分组成，包括下辊支座（1）、下辊（23）、导轨基座1（11）、上辊支座（12）、压紧连接板（16）、上板（18）、直线导轨副（19）、上辊（20）、导轨基座2（21）、接胶槽（24）、气缸（17）；下辊支座（1）共有两个，为整套装置的主基础，内部有轴承、隔套、端盖、挡圈、密封圈等部件，安装于缠绕设备浸胶系统的适当位置，为下辊（23）的
两端提供支撑并使其可以自由旋转；导轨基座1（11）共有两件，分别安装于两个下辊支座（1）的一侧，导轨基座2（21）共有两件，分别安装于两个下辊支座（1）的另一侧，导轨基座1（11）和导轨基座2（21）为对辊机构的支撑框架，其上各装有一套直线导轨副（19）作为上辊（20）升降的导向；上辊支座（12）共有两个，内部有轴承、隔套、端盖、挡圈、密封圈等部件，为上辊（20）两端提供支撑并使其自由旋转；压紧连接板（16）将两个上辊支座（12）及上辊（20）联接成一体，在四套直线导轨副（19）的导向下可在重力作用下下降，也可在间隙调节机构的作用下上升，在下辊（23）与上辊（20）调至到所需的间隙时，两个气缸（17）将推力通过活塞杆作用至压紧连接板（16）上，保证了工作时上辊（20）位置的稳定性，避免因纤维张力而引起的位置变化；在装置完成工作时，气缸（17）将上辊支座（12）、压紧连接板（16）、上辊（20）所组成的上辊部分抬起；上板（18）分别与两个导轨基座1（11）及两个导轨基座2（21）通过螺钉连接，构成整体框架结构，两个气缸（17）安装于上板（18）的上面，活塞杆与压紧连接板（16）相联；下辊（23）与上辊（20）的内部装有电磁加热装置，可控制浸胶后纤维上胶液的黏度，满足了对纤维的挂胶状态进行控制的需求；浸胶纤维从上辊（20）与下辊（23）的间隙通过，挤出的多余胶液淌至接胶槽（24）中，由槽内的斜坡流回浸胶系统的浸胶槽中。
10.在图2和图3中，间隙调节机构包括丝杠支撑1（2）、小直线导轨副（3）、滚珠丝杠（4）、下楔块（5）、上楔块（6）、丝杠螺母（7）、丝杠支撑2（8）、联轴器（9）、减速器（10）、撞块（13）、触头安装块（14）、测微仪触头（15）、伺服电机（22）；丝杠支撑1（2）与丝杠支撑2（8）安装于导轨基座1（11）上，内部有轴承、挡圈、螺母等部件，为滚珠丝杠（4）的两端提供支撑；下楔块（5）与丝杠螺母（7）联接，其下表面与小直线导轨副（3）的滑块联接，在滚珠丝杠（4）的旋转驱动力下可沿小直线导轨副（3）做直线往复运动；伺服电机（22）与减速器（10）相联并安装在导轨基座2（21）上的凹槽内，通过联轴器（9）驱动滚珠丝杠（4）旋转；上楔块（6）与上辊支座（12）相联，其下方的斜面与下楔块（5）的斜面角度互补并精确贴合，当上楔块（6）与下楔块（5）在滚珠丝杠（4）的轴向发生错位时，即实现了上辊（20）与下辊（23）间隙的调节，调节精度为0.001mm，可将两者外边缘完全重合的状态设为间隙的调整零点；触头安装块（14）安装于上辊支座（12）的侧面，可以装夹测微仪触头（15），撞块（13）安装于导轨基座1（11）的侧面，安装位置可上下微调；间隙调节机构工作时，下辊（23）与上辊（20）间隙发生变化，可通过测微仪触头（15）的压缩量精确体现，测微仪触头（15）有两个，分别安装于两个上辊支座（12）的侧面，需分别调整，保证下辊（23）与上辊（20）母线间的平行度。如上所述，通过上辊（20）与下辊（23）间隙的设定及其加热温度的设定，可为缠绕工位输送浸透效果稳定、浸胶量可量化、胶液黏度可控的优质浸胶纤维。