碳纖維擴(kuò)展裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及纖維擴(kuò)展技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種碳纖維擴(kuò)展裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]碳纖維是一種含碳量在95%以上的高強(qiáng)度、高模量纖維的新型纖維材料。碳纖維質(zhì)量比金屬鋁輕，但強(qiáng)度卻高于鋼鐵，并且具有耐腐蝕、高模量的特性，在國(guó)防軍工和民用方面都是重要材料。它不僅具有碳材料的固有本征特性，又兼?zhèn)浼徔椑w維的柔軟可加工性，是新一代增強(qiáng)纖維。
[0003]隨著纖維薄片的發(fā)展，碳纖維的擴(kuò)展也越來越重要。但是現(xiàn)有的技術(shù)，能夠?qū)μ祭w維的擴(kuò)展過程過于單一，在碳纖維束的擴(kuò)展過程中，不能夠根據(jù)需要隨時(shí)對(duì)擴(kuò)展張力進(jìn)行調(diào)節(jié)。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型旨在解決上面描述的問題。本實(shí)用新型的一個(gè)目的是提供一種解決以上問題的碳纖維擴(kuò)展裝置。具體地，本實(shí)用新型提供能夠?qū)⑻祭w維展寬、展薄的碳纖維擴(kuò)展
目.ο
[0005]根據(jù)本實(shí)用新型的第一方面，本實(shí)用新型提供了一種碳纖維擴(kuò)展裝置，所述碳纖維擴(kuò)展裝置包括牽引輥組、擴(kuò)展輥組以及張力檢測(cè)輥，所述牽引輥組包括第一牽引輥組和第二牽引輥組，其中，所述第一牽引輥組設(shè)置在所述擴(kuò)展輥組之后，所述第二牽引輥組設(shè)置在所述第一牽引輥組之后，所述張力檢測(cè)輥設(shè)置在所述第一牽引輥組和所述第二牽引輥組之間，并且，在所述第一牽引輥組和所述張力檢測(cè)輥之間設(shè)置有至少一個(gè)整理輥組。
[0006]其中，所述碳纖維擴(kuò)展裝置還包括PLC控制裝置，所述張力檢測(cè)輥的兩端各設(shè)置有一個(gè)張力檢測(cè)裝置，所述張力檢測(cè)裝置與所述PLC控制裝置電連接。
[0007]其中，所述碳纖維擴(kuò)展裝置還包括第一牽引電機(jī)和第二牽引電機(jī)，所述第一牽引電機(jī)和所述第二牽引電機(jī)分別與所述PLC控制裝置電連接，其中，所述第一牽引電機(jī)與所述第一牽引輥組傳動(dòng)連接，所述第二牽引電機(jī)與所述第二牽引輥組傳動(dòng)連接。
[0008]其中，所述第一牽引輥組包括第一上輥和第一下輥，所述第一上輥垂直設(shè)置在所述第一下輥的上方，并且與所述第一下輥傳動(dòng)連接，所述第一下輥與所述第一牽引電機(jī)傳動(dòng)連接。
[0009]其中，所述第二牽引輥組包括第二上輥和第二下輥，所述第二上輥垂直設(shè)置在所述第二下輥的上方，并且與所述第二下輥傳動(dòng)連接，所述第二下輥與所述第二牽引電機(jī)傳動(dòng)連接。
[0010]其中，所述張力檢測(cè)裝置為壓力應(yīng)變片。
[0011 ] 其中，所述至少一個(gè)整理輥組包括兩個(gè)整理輥組。
[0012]其中，所述整理輥組包括兩個(gè)整理輥:第一整理輥和第二整理輥，其中，所述第一整理輥位于碳纖維束的上方，所述第二整理輥位于碳纖維束的下方。
[0013]本實(shí)用新型的碳纖維擴(kuò)展裝置，能夠?qū)崟r(shí)檢測(cè)碳纖維束擴(kuò)展過程中的張力大小，并反饋給PLC控制裝置，從而通過控制牽引輥組的牽引電機(jī)的線速度的大小來調(diào)節(jié)張力的大小，使得碳纖維束達(dá)到最佳的擴(kuò)展效果。
[0014]參照附圖來閱讀對(duì)于示例性實(shí)施例的以下描述，本實(shí)用新型的其他特性特征和優(yōu)點(diǎn)將變得清晰。
【附圖說明】
[0015]并入到說明書中并且構(gòu)成說明書的一部分的附圖示出了本實(shí)用新型的實(shí)施例，并且與描述一起用于解釋本實(shí)用新型的原理。在這些附圖中，類似的附圖標(biāo)記用于表示類似的要素。下面描述中的附圖是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，而不是全部實(shí)施例。對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0016]圖1示例性地示出了本實(shí)用新型的碳纖維擴(kuò)展裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖2示例性地示出了本實(shí)用新型的碳纖維擴(kuò)展裝置的張力檢測(cè)輥的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]為使本實(shí)用新型實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請(qǐng)中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互任意組合。
[0019]下面結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型所提供的碳纖維擴(kuò)展裝置進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0020]圖1示出了本實(shí)用新型所提供的碳纖維擴(kuò)展裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。參照?qǐng)D1所示，該碳纖維擴(kuò)展裝置包括牽引輥組10、擴(kuò)展輥組(圖中未示出)以及張力檢測(cè)輥20，牽引輥組10包括第一牽引輥組11和第二牽引輥組12，其中，第一牽引輥組11設(shè)置在擴(kuò)展輥組之后，第二牽引輥組12設(shè)置在第一牽引輥組11之后，張力檢測(cè)輥20設(shè)置在第一牽引輥組11和第二牽引輥組12之間。牽引輥組10為碳纖維束提供動(dòng)力源，牽引碳纖維束向前運(yùn)動(dòng)，位于兩個(gè)牽引輥組之間的張力檢測(cè)輥20用于檢測(cè)擴(kuò)展過程中的碳纖維束的張力，從而可以控制第一牽引輥組11和第二牽引輥組12的線速度的大小，使得碳纖維束擴(kuò)展過程中的張力保持在需要的范圍內(nèi)。
[0021 ] 并且，在第一牽引輥組11和張力檢測(cè)輥20之間設(shè)置有至少一個(gè)整理輥組30，整理輥組30通過整理輥的上下振動(dòng)使得碳纖維束呈曲線運(yùn)行的過程中，產(chǎn)生彈性振動(dòng)，從而對(duì)擴(kuò)展中的碳纖維束起到整理的作用，以使碳纖維束分布均勻，從而保證碳纖維束受到的張力均勻，并且保證張力檢測(cè)輥20檢測(cè)到的張力的準(zhǔn)確性。
[0022]另外，該碳纖維擴(kuò)展裝置還包括PLC控制裝置(圖中未示出)。圖2示出了張力檢測(cè)輥20的結(jié)構(gòu)示意圖，參照?qǐng)D2所示，本實(shí)施例中，張力檢測(cè)輥20為光輥結(jié)構(gòu)，張力檢測(cè)輥20的兩端各設(shè)置有一個(gè)張力檢測(cè)裝置21，并且，該張力檢測(cè)裝置21與PLC控制裝置電連接，以便能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控該碳纖維擴(kuò)展裝置的張力大小。
[0023]返回參照?qǐng)D1所示，張力檢測(cè)輥20為多個(gè)輥均勻等間隔設(shè)置，在本實(shí)施例中，張力檢測(cè)裝置21設(shè)置在輥201的兩端，因?yàn)檩?01的兩側(cè)的輥結(jié)構(gòu)相同、間距相等，能夠進(jìn)一步保證檢測(cè)到的張力值的準(zhǔn)確性。
[0024]碳纖維擴(kuò)展裝置按照下述方式設(shè)置牽引輥組10的運(yùn)行速度:
[0025]牽引輥組10的運(yùn)行速度與碳纖維束的張力的關(guān)系式為:v = kX a/(fXn);其中，ν為所述牽引輥組10的運(yùn)行速度，k為常數(shù)，α為碳纖維束繞過所述擴(kuò)展輥組形成的包角，f為碳纖維束的張力，η為所述擴(kuò)展輥組中擴(kuò)展輥的數(shù)量。
[0026]根據(jù)本實(shí)用新型的碳纖維擴(kuò)展裝置，其牽引輥組10的運(yùn)行速度為5m/min?20m/min，碳纖維束的張力為10N?40N，常數(shù)k可以取值12?50。例如，包角α為100°，擴(kuò)展輥組設(shè)置有10個(gè)擴(kuò)展輥，常數(shù)k取值38.4，碳纖維束的張力為32N，通過計(jì)算可得，牽引輥組10的運(yùn)行速度V為12m/min。
[0027]碳纖維擴(kuò)展裝置還包括第一牽引電機(jī)110和第二牽引電機(jī)120，第一牽引電機(jī)110和第二牽引電機(jī)120分別與PLC控制裝置電連接，其中，第一牽引電機(jī)110與第一牽引輥組11傳動(dòng)連接，第二牽引電機(jī)120與第二牽引輥組12傳動(dòng)連接。
[0028]張力檢測(cè)裝置21將檢測(cè)到的張力大小傳輸至PLC控制裝置，當(dāng)張力過大時(shí)，PLC控制裝置自動(dòng)調(diào)節(jié)第一牽引電機(jī)110和第二牽引電機(jī)120的速度減慢；反之，當(dāng)檢測(cè)到的張力過小時(shí)，PLC控制裝置自動(dòng)調(diào)節(jié)第一牽引電機(jī)110和第二牽引電機(jī)120的速度加快。
[0029]第一牽引輥組11包括第一上輥111和第一下輥112，第一上輥111垂直設(shè)置在第一下輥112的上方，并且與第一下輥1