一种碳纤维震动展纱装置的制作方法

1.本实用新型涉及预浸料加工技术领域，具体为一种碳纤维震动展纱装置。


背景技术：

2.由碳纤维纱、环氧树脂、离型纸等材料，经过涂膜、热压、冷却、覆膜、卷取等工艺加工而成的复合材料称为碳纤维预浸料，又名碳纤维预浸布(碳布)。碳纤维预浸布具有强度高、密度小、可塑性好、寿命长的优点，可广泛运用于钓具、体育用品、航空航天等领域。
3.在碳纤维预浸布流水线生产过程中，碳纤维纱展纱均匀度是影响碳纤维预浸布质量的一个重要环节，展纱工序就是将碳纤维丝束通过一系列的工艺变成厚度薄、宽度均匀分散排列的纱片的过程，丝束宽度上被展开的越宽，其在厚度上就会变得越薄，在展纱工序中展纱效果的好坏直接影响生产后碳纤维预浸布的质量。
4.现有技术中采用的方法是通过大幅度改变展纱辊的包角大小对碳纤维纱进行拉伸，在拉伸的过程中容易出现断丝及毛丝情况，使得展纱的效果不佳，影响了碳纤维预浸布后续加工的质量。


技术实现要素：

5.本实用新型针对现有技术中存在的缺点和不足，本实用新型提供了一种结构简洁，设计紧凑，占用空间小，震动强度高，稳定性强，使用寿命长，展纱效果良好的碳纤维震动展纱装置。
6.为实现以上目的，本实用新型通过以下技术方案予以实现：本实用新型提供的碳纤维震动展纱装置，包括控制器、机架、展纱辊组和震动机构；机架左右两侧分别对称固定设有竖向的立板，立板上开设有若干通孔，机架下料端连接有牵引装置；展纱辊组横向安装在立板上，展纱辊组为若干展纱辊，包括：导辊、张力调节辊、垂直震动辊和水平震动辊；
7.垂直震动辊轴侧连接有垂直震动机构，垂直震动机构包括第一电机和第一传动组件，第一电机与控制器电连接；第一电机通过第一传动组件驱动垂直震动辊沿竖直方向往复运动；
8.水平震动辊轴侧连接有水平震动机构，水平震动机构包括第二电机和第二传动组件，第二电机与控制器电连接；第二电机通过第二传动组件驱动水平震动辊沿水平方向往复运动，且相邻的水平震动辊之间的水平移动方向相反。
9.优选的，靠近来料端、一组立板外侧壁上分别对称开设有向内的凹槽，凹槽内固定安装有竖向的第一导轨，第一导轨上滑动连接有第一滑块，第一滑块上固定连接有第一辊座，垂直震动辊两侧轴端贯穿立板、与第一辊座固定连接；
10.第一电机通过竖向的第一电机座固定连接在垂直震动辊下方立板内侧，第一电机输出端设置有横向的第一电机轴，第一传动组件包括：第一电机轴上套接有第一偏心套，第一偏心套通过竖向的第一连杆与第一辊座传动连接。
11.优选的，竖向的第一连杆下端大头内固定设有第二轴承，其上端小头内固定设有
第三轴承，第一偏心套内侧台阶与第一电机轴同心，并与第一电机座上固定设置的第一轴承套接；第一偏心套外侧台阶与第一电机轴偏心并与第二轴承套接；第一连杆小头内的第三轴承通过连杆丝与第一辊座固定连接；第一电机转动，通过第一偏心套带动第一连杆运动，从而带动第一辊座和垂直震动辊随第一滑块沿第一导轨做竖向往复运动。
12.优选的，立板上、水平震动辊两侧轴端对应通孔上方分别通过导轨座板固定设有横向的导轨座，导轨座下端面上设有沿水平震动辊轴向固定的第二导轨，第二导轨上滑动连接有第二滑块，第二滑块底部固定连接有第二辊座，水平震动辊两侧轴端贯穿立板、与第二辊座固定连接；
13.立板上、水平震动辊一侧轴端下方通过横向的第二电机座固定连接有第二电机，第二电机输出端设置有竖向的第二电机轴，第二传动组件包括：第二电机轴上套接有第二偏心套，第二偏心套通过横向的第二连杆与第二辊座传动连接。
14.优选的，横向的第二连杆靠近第二电机一端大头内固定设有第五轴承，另一端小头内固定设有第六轴承，第二偏心套下端台阶与第二电机轴同心，并与第二电机座上固定设置的第四轴承套接；第二偏心套上端台阶与第二电机轴偏心并与第五轴承套接；第二连杆小头内的第六轴承通过连杆丝与第二辊座固定连接；第二电机转动，通过第二偏心套带动第二连杆运动，从而带动第二辊座和水平震动辊随第二滑块沿第二导轨做水平往复运动。
15.优选的，靠近来料端相互对称的立板外侧壁上、张力调节辊两侧轴端对应通孔左右两侧固定设有竖向的第三导轨，第三导轨上滑动连接有第三辊座，张力调节辊两侧轴端贯穿立板、固定连接在第三辊座上；第三导轨下方立板上还设有向内的开口，开口下端面上从下到上依次固定设有横向的升降机座和升降机，升降机顶部与第三辊座底部固定连接；
16.升降机底部侧面设置有手摇柄，立板两侧相互对称设置的升降机之间通过联轴器传动连接。
17.优选的，展纱辊在垂直位置上相互错落设置，按工序由前端向后端依次为：进纱导辊、第一张力调节辊、垂直震动辊、第一组水平震动辊、第二张力调节辊、第二组水平震动辊、固定辊和出纱导辊。
18.优选的，展纱辊两侧轴端与外部模温机相连接，其内部循环通有导热油。
19.优选的，展纱辊圆周面均做磨砂处理，且为螺旋纹表面。
20.本实用新型具备以下有益效果：
21.(1)本实用新型的碳纤维震动展纱装置，结构简洁，设计紧凑，占用空间小，震动强度高，稳定性强，使用寿命长，展纱效果良好；
22.其机架上分别设有张力调节辊、垂直震动辊和水平震动辊，其中，张力调节辊在升降机的驱动下可上下移动以改变炭纤维纱和张力调节辊间的包角大小，进而调节炭纤维纱的张力，避免因张力过大而断裂；垂直震动辊在垂直震动机构的驱动下可沿竖直方向高速往复运动，进一步降低碳纤维纱的张力，并在垂直方向上进行展纱；水平震动辊在水平震动机构的驱动下可沿水平震动辊轴向高速往复运动，且相邻的水平震动辊之间的移动方向相反，将碳纤维纱进一步展开，两种不同方式的展纱结构结合设计，显著提高了碳纤维纱的展纱效果和展纱的均匀度。
23.(2)本实用新型的碳纤维震动展纱装置，其电机安装座上设置有套接在偏心套上
的轴承，加强电机轴的径向承受力，防止损伤电机轴，延长设备使用寿命。
24.(3)本实用新型的碳纤维震动展纱装置，其展纱辊圆周面上为螺旋纹表面，可以更好的将碳纤维纱展开，提高展纱效果和工作效率。
附图说明
25.图1为本实用新型左等角视图的结构示意图；
26.图2为图1中a处放大图的结构示意图；
27.图3为图1中b处放大图的结构示意图；
28.图4为本实用新型右等角视图的结构示意图；
29.图5为图4中c处放大图的结构示意图；
30.图6为本实用新型水平震动辊轴端剖视结构的示意图；
31.图7为本实用新型垂直震动辊与立板连接部分剖视结构的示意图；
32.图8为图7中d处放大图的结构示意图；
33.图9为本实用新型水平震动辊与立板连接部分剖视结构的示意图；
34.图10为图9中e处放大图的结构示意图；
35.图11为图9中f处放大图的结构示意图；
36.图12为本实用新型俯视图的结构示意图。
37.图中：1、机架；2、立板；3、展纱辊；301、垂直震动辊；302、水平震动辊；303、张力调节辊；304、固定辊；305、出纱导辊；306、进纱导辊；4、第一辊座；5、第一导轨；501、第一滑块；6、第一连杆；7、第一偏心套；8、第三导轨；9、第三辊座；10、升降机；1001、螺杆；1002、手摇柄；1003、升降机座；11、导轨座；1101、导轨座板；12、第二导轨；1201、第二滑块；13、第二辊座；14、第二连杆；15、第二偏心套；16、第二电机；1601、第二电机轴；1602、第二电机座；17、第一电机；1701、第一电机轴；1702、第一电机座；18、第一轴承；19、第二轴承；20、第三轴承；21、第四轴承；22、第五轴承；23、第六轴承；24、螺旋纹。
具体实施方式
38.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。
39.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
40.请参阅图1-12，本实用新型提供一种技术方案：
41.本实用新型提供的碳纤维震动展纱装置，包括机架1、展纱辊组和震动机构；机架1左右两侧分别对称固定设有4块竖向的立板2，立板2上开设有若干通孔，机架1下料端连接有牵引装置。展纱辊组横向安装在立板2上，展纱辊组安装在立板2上与机架1分离，可最大限度减少震动机构的震动对机架1造成的不良影响，提高设备的稳定性和使用寿命。
42.展纱辊组包括若干在垂直位置上相互错落设置的展纱辊3，按工序由进料前端向后端依次设置为：进纱导辊306、第一张力调节辊303、垂直震动辊301、第一组水平震动辊302、第二张力调节辊303、第二组水平震动辊302、固定辊304和出纱导辊305。其中，进纱导辊306、第一张力调节辊303、垂直震动辊301和第一组水平震动辊302设置在靠近来料端的第一组对称设置的立板2上。第二张力调节辊303、第二组水平震动辊302、固定辊304和出纱导辊305设置在靠近出料端的第二组对称设置的立板2上。
43.由于高速垂直方向震动会对后续工序产生影响，因而本实施例中将垂直震动辊301设置在第一组立板2前端，以降低其高速垂直震动对后续生产的影响。
44.展纱辊3圆周面均做磨砂处理，且为螺旋纹24表面，螺旋纹24表面设计进一步增加了展纱辊表面的摩擦力，可以更好的将碳纤维纱搓开，使碳纤维纱均匀分布。
45.展纱辊3轴端与外部模温机相连接，其内部循环通有导热油，通过导热油对碳纤维纱的加热作用，能够增加碳纤维纱线与展纱辊之间的摩擦力，加快展纱速度，提高展纱效果。
46.垂直震动辊301两侧轴端连接有垂直震动机构，垂直震动机构包括第一电机17和第一传动组件，第一电机17与控制器电连接；第一电机17通过第一传动组件驱动垂直震动辊301沿竖直方向往复运动，碳纤维纱经过垂直震动辊301时进行高速的垂直往复运动，在展纱的同时还能够降低碳纤维纱的张力，避免因张力过大而产生断丝毛丝的现象，提高后续产品的品质。
47.靠近来料端的一组立板2外侧壁上分别对称开设有向内的凹槽，凹槽内固定安装有竖向的第一导轨5，第一导轨5上滑动连接有第一滑块501，第一滑块501上固定连接有第一辊座4，垂直震动辊301两侧轴端贯穿立板2、与第一辊座4固定连接。
48.第一电机17通过竖向的第一电机座1702固定连接在垂直震动辊301下方立板2内侧，第一电机17输出端设置有横向的第一电机轴1701，第一电机轴1701上套接有第一偏心套7，第一偏心套7通过竖向的第一连杆6与第一辊座4传动连接。
49.第一偏心套7内侧台阶与第一电机轴1701同心，并与第一电机座1702上固定设置的第一轴承18套接。第一轴承18的设置可以加强电机轴的径向承受力，防止损伤电机轴，延长设备使用寿命。
50.竖向的第一连杆下端大头内固定设有第二轴承，其上端小头内固定设有第三轴承；第一偏心套7外侧台阶与第一电机轴1701偏心并与第二轴承19套接；第三轴承20通过连杆丝与第一辊座4固定连接；第一电机17转动，通过第一偏心套7带动第一连杆6运动，从而带动第一辊座4和垂直震动辊301随第一滑块501沿第一导轨5做竖向往复运动。第二轴承19和第三轴承20的设置可以减缓高速震动产生的冲击力对第一连杆6的影响，提高设备稳定性。
51.水平震动辊302轴侧连接有水平震动机构，水平震动机构包括第二电机16和第二传动组件，第二电机16与控制器电连接；第二电机16通过第二传动组件驱动水平震动辊302沿水平方向做轴向往复运动。
52.每组水平震动辊302的数量为两根，两根水平震动辊302之间的水平移动方向相反，当碳纤维纱经过两根水平震动辊302时，相反方向上的高速水平相对运动，可以加快纱线的展开速度，提高展纱效率。
53.立板2上、水平震动辊302两侧轴端对应通孔上方分别通过导轨座板1101固定设有横向的导轨座11，导轨座11下端面上设有沿水平震动辊302轴向固定的第二导轨12，第二导轨12上滑动连接有第二滑块1201，第二滑块1201底部固定连接有第二辊座13，水平震动辊302两侧轴端贯穿立板2、与第二辊座13固定连接。
54.立板2上、水平震动辊302一侧轴端下方通过横向的第二电机座1602固定连接有第二电机16，第二电机16输出端设置有竖向的第二电机轴1601，第二传动组件包括：第二电机轴1601上套接有第二偏心套15，第二偏心套15通过横向的第二连杆14与第二辊座13传动连接。
55.第二偏心套15下端台阶与第二电机轴1601同心，并与第二电机座上1602固定设置的第四轴承21套接。第四轴承21的设置可以加强电机轴的径向承受力，防止损伤电机轴，延长设备使用寿命。
56.横向的第二连杆14靠近第二电机16一端大头内固定设有第五轴承22，另一端小头内固定设有第六轴承23；第二偏心套15上端台阶与第二电机轴1601偏心并与第五轴承22套接。第六轴承23通过连杆丝与第二辊座13固定连接；第二电机16转动，通过第二偏心套15带动第二连杆14运动，从而带动第二辊座13和水平震动辊302随第二滑块1201在第二导轨12上沿水平震动辊302轴向往复运动。第五轴承22和第六轴承23的设置可以减缓高速震动产生的冲击力对第二连杆14的影响，提高设备稳定性。
57.靠近来料端相互对称的立板2外侧壁上、张力调节辊303两侧轴端对应通孔左右两侧固定设有竖向的第三导轨8，第三导轨8上滑动连接有第三辊座9，张力调节辊303两侧轴端贯穿立板2、固定连接在第三辊座9上；第三导轨8下方立板2上还设有向内的开口，开口下端面上固定有横向的升降机座1003，升降机座1003上固定连接有升降机10，升降机10顶部与第三辊座9底部固定连接，升降机10底部侧面设置有手摇柄1002，立板2两侧相互对称设置的升降机10之间通过联轴器传动连接。
58.张力调节辊303在升降机10的驱动下可上下移动以改变炭纤维纱和张力调节辊间的包角大小，进而调节炭纤维纱的张力，避免因张力过大而断裂。
59.本实施例的工作原理：
60.工作时，牵引装置提供动力，碳纤维纱在牵引作用下通过来料端的进纱导辊306传动进入展纱装置，并依次经过第一张力调节辊303、垂直震动辊301、第一组水平震动辊302、第二张力调节辊303、第二组水平震动辊302、固定辊304后经由出纱导辊305进入下一工序。
61.碳纤维纱原料呈聚集状，进入展纱装置后首选经过张力调节辊301，此时调节升降机10底部侧面手摇柄1002位置，手摇柄1002通过涡轮蜗杆作用带动螺杆1001和其上固定的第三辊座9沿垂直方向上下移动，相互对称设置的升降机10之间通过联轴器传动连接，进而带动张力调节辊303通过第三辊座9沿第三导轨上下移动。由于碳纤维纱受牵引力向前，而碳纤维纱原料整体张力不均匀，当碳纤维纱张力过大时，需要通过调整张力调节辊303垂直位置来改变其和碳纤维纱之间的包角大小，进而调整碳纤维纱的张力，避免发生断丝或毛丝现象。
62.通过张力调节辊303后，碳纤维纱经过垂直震动辊301，控制器控制立板2两侧的第一电机17分别按照设定的往复频率同步驱动竖向的第一电机轴1701转动，第一电机轴1701通过第一偏心套7带动竖向的第一连杆6做垂直方向的高速往复运动，第一连杆6带动第一
辊座4和垂直震动辊303通过第一滑块501沿第一导轨5做垂直方向的高速往复运动，碳纤维纱经过垂直震动辊301，在展纱的同时还能够降低碳纤维纱的张力，避免因张力过大而产生断裂现象，提高后续产品的品质。
63.通过垂直震动辊301后，碳纤维纱经过第一组水平震动辊302，控制器控制水平震动辊302轴端一侧立板2上固定的第二电机16工作，按照设定的往复频率驱动横向的第二电机轴1601转动，第二电机轴1601通过第二偏心套15带动横向的第二连杆14做水平方向的高速往复运动，第二连杆14带动第二辊座13和水平震动辊302通过第二滑块1201在第二导轨12上沿水平震动辊302轴向往复运动，组内设置有两根在相反轴向水平运动的水平震动辊302，碳纤维纱经过水平震动辊302的相反方向水平震动展纱处理后，碳纤维纱进一步展开铺平，提高了铺展的均匀度。
64.此后，碳纤维纱再次经过第二张力调节辊303和第二组水平震动辊302的张力调节及震动展纱处理，经过固定辊304后，最后经由出纱导辊305随牵引装置的牵引进入下一工序。
65.综上，本实用新型的碳纤维震动展纱装置，设计简洁，结构紧凑，占用空间小，可对碳纤维纱的张力进行调节，防止其断丝毛丝，提高产品品质；同时，本实用新型采用两种方式的震动展纱，震动强度高，稳定性强，使用寿命长，提高生产效率，显著提高展纱效果。
66.以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。