專利名稱：一種碳纖維退絲的張力控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及材料測試設(shè)備領(lǐng)域，具體涉及一種碳纖維拉伸性能測試的制樣過程中碳纖維退絲的張力控制裝置。
背景技術(shù)：
碳纖維是指碳纖維含量在90%以上的無機(jī)材料纖維，它具有密度小、質(zhì)量輕、高比強(qiáng)度、高比模量、熱膨脹系數(shù)小、耐高溫、耐磨損、耐腐蝕、耐疲勞等一系列的優(yōu)異性能，因此廣泛用在航空航天、體育休閑、民用等領(lǐng)域。碳纖維力學(xué)性能測試的內(nèi)容主要包括拉伸強(qiáng)度、拉伸彈性模量、斷裂伸長率、體密度、線密度等，其測試方法已經(jīng)有國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 3362-2005碳纖維復(fù)絲拉伸性能測試方法，在該測試標(biāo)準(zhǔn)中需要對碳纖維復(fù)絲進(jìn)行浸膠預(yù)處理。國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 3362-2005對測試過程中樣品尺寸、使用浸膠樹脂、試樣中樹脂含量、固化時溫度及時間均有相應(yīng)的規(guī)定及描述。該標(biāo)準(zhǔn)中介紹了手工法浸膠，即剪取500mm長的復(fù)絲，用手拿住兩端進(jìn)入膠液中浸膠，標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定測試樣品為10個試樣，因此使用手工法浸膠操作步驟復(fù)雜，耗時較長；同時手工浸膠時難以保證絲束具有相同的張力，容易造成絲束彎曲，并最終影響測試結(jié)果準(zhǔn)確性。一般而言，生產(chǎn)加工得到的碳纖維需要經(jīng)過絡(luò)筒工藝，在該工藝中需要將碳纖維卷成筒狀，形成筒裝碳纖維產(chǎn)品，以便運(yùn)輸和使用。在使用時，筒裝碳纖維產(chǎn)品經(jīng)過退絲過程即可使用。在碳纖維拉伸性能測試的制樣過程中，需要將筒裝碳纖維產(chǎn)品退絲，退繞到金屬框架上制備樣品。申請公布號為CN 102031547A的中國發(fā)明專利申請公開了一種碳纖維表面連續(xù)復(fù)合電鍍金屬和納米顆粒的裝置和方法，該裝置中，通過退絲架將筒裝碳纖維樣品退絲，然后進(jìn)行電鍍處理。該退絲架包括支架和安裝在支架上的心軸，將筒裝碳纖維產(chǎn)品套在心軸上即可退絲。但是該退絲架對退絲過程中對碳纖維的張力不能控制和調(diào)節(jié)，從而無法控制碳纖維退絲的速度，從而影響后續(xù)的電鍍處理。在碳纖維拉伸性能測試的制樣過程中，采用上述的退絲架進(jìn)行退絲，退繞到金屬框架上制備樣品，不能保證碳纖維的平直并且碳纖維受力也不均勻，影響制樣，并最終影響測試結(jié)果的準(zhǔn)確性。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型提供了一種碳纖維退絲的張力控制裝置，使得筒裝碳纖維產(chǎn)品退繞到金屬框架上制備樣品時，能夠使得碳纖維保持平直并且受力均勻。一種碳纖維退絲的張力控制裝置，包括主體支架和安裝在所述主體支架上的心軸，所述心軸上套設(shè)有與所述心軸轉(zhuǎn)動配合的筒體，所述筒體上設(shè)有張緊條，所述筒體內(nèi)設(shè)有張緊條擴(kuò)張機(jī)構(gòu)，所述主體支架上設(shè)有用于對所述筒體控速的摩擦控速機(jī)構(gòu)。筒體的外直徑與筒裝碳纖維產(chǎn)品的內(nèi)徑相配合，將筒裝碳纖維產(chǎn)品套在筒體上，通過張緊條擴(kuò)張機(jī)構(gòu)可以使得所述筒體上的張緊條擴(kuò)張，從而將筒裝碳纖維產(chǎn)品固定在筒體上，通過摩擦控速機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)摩擦控速機(jī)構(gòu)與筒體之間的摩擦力，從而可以控制碳纖維退絲的速度，退繞到金屬框架上制備樣品時，能夠使得碳纖維保持平直并且受力均勻。作為優(yōu)選，所述張緊條的長度方向與所述筒體的軸向一致，所述張緊條的寬度方向與所述筒體的徑向一致，從而有利于張緊條的擴(kuò)張。作為優(yōu)選，所述張緊條靠近所述張緊條擴(kuò)張機(jī)構(gòu)的一端的外側(cè)上設(shè)有鋸齒，筒裝碳纖維產(chǎn)品套在筒體上，當(dāng)張緊條擴(kuò)張機(jī)構(gòu)對張緊條擴(kuò)張時，有利于增加摩擦力，從而可進(jìn)一步提高牢固度。作為優(yōu)選，所述張緊條為四根，分別設(shè)置在筒體外壁不同的位置，在張緊條擴(kuò)張機(jī)構(gòu)的作用下，四根張緊條沿不同方向向外擴(kuò)張固定筒裝碳纖維產(chǎn)品，可以進(jìn)一步提高穩(wěn)固度。進(jìn)一步優(yōu)選，四根張緊條在所述筒體上呈均勻分布，即四根張緊條中相鄰兩根張緊條與所述筒體的中心所成的角為90°，均勻設(shè)置在筒體外壁不同的位置，最大限度提高穩(wěn)固度。作為優(yōu)選，所述張緊條擴(kuò)張機(jī)構(gòu)包括與所述張緊條配合的推塊以及與所述推塊連接的連接桿，該連接桿一端與所述推塊固定連接，另一端從所述筒體的端部伸出，所述張緊條靠近所述推塊一側(cè)設(shè)有與所述推塊配合的斜面和平面，通過連接桿使得推塊移動，推塊在張緊條的斜面上移動，從而將張緊條擴(kuò)張，推塊繼續(xù)移動，推塊到達(dá)張緊條的平面時，完·成擴(kuò)張，從而可以將筒裝碳纖維產(chǎn)品固定。進(jìn)一步優(yōu)選，所述連接桿上靠近所述推塊的部分套設(shè)有與所述張緊條配合的限位塊，所述限位塊與所述筒體的端部之間設(shè)有第一壓縮彈簧，在推塊前進(jìn)過程中，限位塊在第一壓縮彈簧的作用下，跟在推塊后面運(yùn)動，從而起到進(jìn)一步限位的作用。所述連接桿伸出所述筒體的一端與所述限位塊之間設(shè)有第二壓縮彈簧，在推動連接桿的過程中，可利用第二壓縮彈簧提供給限位塊一定的推力，使得限位塊準(zhǔn)確到達(dá)所需限位的位置。作為優(yōu)選，所述心軸與所述筒體之間設(shè)有軸承，通過軸承實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)動配合，從而方便筒體轉(zhuǎn)動。所述限位塊與所述連接桿之間也設(shè)有軸承，方便限位塊和連接桿的運(yùn)動。作為優(yōu)選，所述摩擦控速機(jī)構(gòu)包括與所述筒體配合的制動帶以及用于調(diào)節(jié)制動帶松緊的調(diào)節(jié)裝置，通過調(diào)節(jié)裝置來調(diào)節(jié)制動帶的松緊程度從而調(diào)整制動帶與筒體之間的摩擦力，并進(jìn)一步控制張緊力，最終實(shí)現(xiàn)對碳纖維退絲速度的控制。調(diào)節(jié)裝置包括依次連接的連接件、彈簧、螺桿以及螺母，所述連接件與所述制動帶連接，所述螺桿穿過固定設(shè)置在主體支架上的通孔，并且該螺桿穿過所述通孔的一端與所述螺母螺紋連接，通過螺紋配合來調(diào)整制動帶與筒體之間的摩擦力，同時通過彈簧可起到調(diào)節(jié)作用，從而更好地控制張緊力以及控制碳纖維退絲的速度。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有如下優(yōu)點(diǎn)本實(shí)用新型碳纖維退絲的張力控制裝置，包括主體支架、心軸、筒體、張緊條、張緊條擴(kuò)張機(jī)構(gòu)以及摩擦控速機(jī)構(gòu)，通過張緊條擴(kuò)張機(jī)構(gòu)使得所述筒體上的張緊條擴(kuò)張，將筒裝碳纖維產(chǎn)品固定在筒體上，通過摩擦控速機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)摩擦控速機(jī)構(gòu)與筒體之間的摩擦力，從而可以控制碳纖維退絲的速度，退繞到金屬框架上制備樣品時，能夠使得碳纖維保持平直并且受力均勻，從而保證樣品測試結(jié)果的準(zhǔn)確性。本實(shí)用新型碳纖維退絲的張力控制裝置，在優(yōu)選技術(shù)方案中，張緊條上設(shè)有鋸齒，張緊條為四根，四根張緊條中，相鄰兩根張緊條與筒體的中心所成的角為90°，能夠進(jìn)一步提高牢固度和穩(wěn)固度。張緊條擴(kuò)張機(jī)構(gòu)包括與張緊條配合的推塊以及與推塊連接的連接桿，連接桿上套設(shè)有限位塊，限位塊與筒體的端部之間設(shè)有第一壓縮彈簧，限位塊起到進(jìn)一步限位的作用。摩擦控速機(jī)構(gòu)包括與筒體配合的制動帶以及用于調(diào)節(jié)制動帶松緊的調(diào)節(jié)裝置，通過調(diào)節(jié)裝置來調(diào)節(jié)制動帶的松緊程度從而調(diào)整制動帶與筒體之間的摩擦力，從而控制張緊力，控制碳纖維退絲的速度。調(diào)節(jié)裝置包括依次連接的連接件、彈簧、螺桿以及螺母，同時通過彈簧可起到調(diào)節(jié)作用，從而更好地控制張緊力以及控制碳纖維退絲的速度。

圖I為本實(shí)用新型碳纖維退絲的張力控制裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型中張緊條的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本實(shí)用新型中制動帶的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本實(shí)用新型中金屬框架的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
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以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型碳纖維退絲的張力控制裝置作進(jìn)一步詳細(xì)描述。如圖I所示，為本實(shí)用新型碳纖維退絲的張力控制裝置，包括主體支架I和安裝在主體支架I上的心軸2，心軸2通過螺栓固定在主體支架I上。心軸2上套設(shè)有與心軸2轉(zhuǎn)動配合的筒體3，心軸2與筒體3之間設(shè)有軸承，通過軸承實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)動配合。筒體3上設(shè)有張緊條安裝槽，張緊條安裝槽內(nèi)安裝有相配合的張緊條4，張緊條安裝槽的深度方向與筒體3的徑向一致，張緊條安裝槽的長度方向與筒體3的軸向一致，張緊條4對應(yīng)設(shè)置，即張緊條4的長度方向與筒體3的軸向一致，張緊條4的寬度方向與筒體3的徑向一致，張緊條4沿筒體3的軸向從筒體3靠近心軸2的固定端的一端延伸至筒體3的另一端，筒體3的兩端設(shè)有端蓋5和端蓋6，筒體3和張緊條4長于心軸2，筒體3和張緊條4長于心軸2的部分中間形成中空，該中空處設(shè)有張緊條擴(kuò)張機(jī)構(gòu)，即筒體3和張緊條4內(nèi)靠近心軸2上相對于心軸2與主體支架I的固定端的另一端的位置。主體支架I靠近心軸2與主體支架I的固定端的一側(cè)設(shè)有用于對筒體3控速的摩擦控速機(jī)構(gòu)。如圖I和圖2所示，張緊條4為四根，分別設(shè)置在筒體3外壁不同的位置，張緊條4靠近設(shè)置有張緊條擴(kuò)張機(jī)構(gòu)的一端的外側(cè)上設(shè)有鋸齒，有利于增加摩擦力，從而可進(jìn)一步提高牢固度，四根張緊條4中，相鄰兩根張緊條4與筒體3的中心所成的角為90°，均勻設(shè)置在筒體3外壁不同的位置，最大限度提高穩(wěn)固度。環(huán)形彈簧13環(huán)繞在筒體3和張緊條4的外側(cè)，通過環(huán)形彈簧13對四根張緊條4固定，在起到固定張緊條4的同時，由于環(huán)形彈簧13具有伸縮性，因而，可允許張緊條4的擴(kuò)張。如圖I所示，張緊條擴(kuò)張機(jī)構(gòu)包括與張緊條4配合的推塊7以及與推塊7連接的連接桿8，該連接桿8 一端與推塊7固定連接，另一端從筒體3的端部伸出，即從端蓋6處伸出，連接桿8從端蓋6處伸出的一端上安裝有手柄9。張緊條4內(nèi)側(cè)沿端蓋6所在一側(cè)向內(nèi)依次設(shè)有與推塊7配合的斜面和平面，通過連接桿8使得推塊7移動，推塊7在張緊條4的斜面上移動，從而將張緊條4擴(kuò)張，推塊7繼續(xù)移動，推塊7到達(dá)張緊條4的平面時，完成擴(kuò)張，從而可以將筒裝碳纖維產(chǎn)品19固定。連接桿8上靠近推塊7的部分套設(shè)有與張緊條4配合的限位塊10，即張緊條4上設(shè)有與限位塊10相配合的斜面，限位塊10與筒體3的端部(即端蓋6)之間設(shè)有第一壓縮彈簧11，在推塊7前進(jìn)過程中，限位塊10在第一壓縮彈簧11的作用下，跟在推塊7后面運(yùn)動，從而起到進(jìn)一步限位的作用。限位塊10與連接桿8之間也設(shè)有軸承，方便限位塊10和連接桿8的運(yùn)動。連接桿8伸出筒體3的一端與限位塊10之間設(shè)有第二壓縮彈簧12，在推動連接桿8的過程中，可利用第二壓縮彈簧12提供給限位塊10 —定的推力，使得限位塊10準(zhǔn)確到達(dá)所需限位的位置。如圖I和如圖3所示，摩擦控速機(jī)構(gòu)包括設(shè)置在主體支架I上與筒體3配合的制動帶14 (如圖3所示)以及用于調(diào)節(jié)制動帶14松緊的調(diào)節(jié)裝置，通過調(diào)節(jié)裝置來調(diào)節(jié)制動帶14的松緊程度從而調(diào)整制動帶14與筒體3之間的摩擦力，從而控制張緊力，控制碳纖維退絲的速度。調(diào)節(jié)裝置包括依次連接的連接件15、彈簧16、螺桿17以及螺母18，連接件15一端與制動帶14連接，另一端與彈簧16連接，彈簧16相對于連接件15連接一端的另一端接有螺桿17，該螺桿17穿過固定設(shè)置在主體支架I上的通孔，且該螺桿17穿過所述通孔的一端與螺母18螺紋配合，通過螺紋配合來調(diào)整制動帶14與筒體3之間的摩擦力，同 時通過彈簧6可起到調(diào)節(jié)作用，從而更好地控制控制張緊力以及控制碳纖維退絲的速度。如圖I和圖4所示，本實(shí)用新型碳纖維退絲的張力控制裝置的工作原理如下筒體3的外直徑與筒裝碳纖維產(chǎn)品19的內(nèi)徑相配合，將筒裝碳纖維產(chǎn)品19套在筒體3上，通過張緊條擴(kuò)張機(jī)構(gòu)可以使得筒體3上的張緊條4擴(kuò)張，從而將筒裝碳纖維產(chǎn)品19固定在筒體3上，通過摩擦控速機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)摩擦控速機(jī)構(gòu)與筒體3之間的摩擦力，從而可以控制碳纖維退絲的速度，退繞到金屬框架20上制備樣品時，能夠使得碳纖維保持平直并且受力均勻，從而保證樣品測試結(jié)果的準(zhǔn)確性。
權(quán)利要求1.一種碳纖維退絲的張力控制裝置，包括主體支架和安裝在所述主體支架上的心軸，其特征在于，所述心軸上套設(shè)有與所述心軸轉(zhuǎn)動配合的筒體，所述筒體上設(shè)有張緊條，所述筒體內(nèi)設(shè)有張緊條擴(kuò)張機(jī)構(gòu)，所述主體支架上設(shè)有用于對所述筒體控速的摩擦控速機(jī)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的碳纖維退絲的張力控制裝置，其特征在于，所述張緊條的長度方向與所述筒體的軸向一致，所述張緊條的寬度方向與所述筒體的徑向一致。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的碳纖維退絲的張力控制裝置，其特征在于，所述張緊條靠近所述張緊條擴(kuò)張機(jī)構(gòu)的一端的外側(cè)上設(shè)有鋸齒。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的碳纖維退絲的張力控制裝置，其特征在于，所述張緊條為四根，四根張緊條在所述筒體上呈均勻分布。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的碳纖維退絲的張力控制裝置，其特征在于，所述張緊條擴(kuò)張 機(jī)構(gòu)包括與所述張緊條配合的推塊以及與所述推塊連接的連接桿，該連接桿一端與所述推塊固定連接，另一端從所述筒體的端部伸出，所述張緊條靠近所述推塊一側(cè)設(shè)有與所述推塊配合的斜面和平面。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的碳纖維退絲的張力控制裝置，其特征在于，所述連接桿上靠近 所述推塊的部分套設(shè)有與所述張緊條配合的限位塊，所述限位塊與所述筒體的端部之間設(shè)有第一壓縮彈簧。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的碳纖維退絲的張力控制裝置，其特征在于，所述連接桿伸出所述筒體的一端與所述限位塊之間設(shè)有第二壓縮彈簧。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的碳纖維退絲的張力控制裝置，其特征在于，所述心軸與所述筒體之間設(shè)有軸承。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的碳纖維退絲的張力控制裝置，其特征在于，所述摩擦控速機(jī)構(gòu)包括與所述筒體配合的制動帶以及用于調(diào)節(jié)制動帶松緊的調(diào)節(jié)裝置。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的碳纖維退絲的張力控制裝置，其特征在于，所述調(diào)節(jié)裝置包括依次連接的連接件、彈簧、螺桿以及螺母，所述連接件與所述制動帶連接，所述螺桿穿過固定設(shè)置在主體支架上的通孔，并且該螺桿穿過所述通孔的一端與所述螺母螺紋連接。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種碳纖維退絲的張力控制裝置，包括主體支架和安裝在所述主體支架上的心軸，所述心軸上套設(shè)有與所述心軸轉(zhuǎn)動配合的筒體，所述筒體上設(shè)有張緊條，所述筒體內(nèi)設(shè)有張緊條擴(kuò)張機(jī)構(gòu)，所述主體支架上設(shè)有用于對所述筒體控速的摩擦控速機(jī)構(gòu)，通過張緊條擴(kuò)張機(jī)構(gòu)使得筒體上的張緊條擴(kuò)張，將筒裝碳纖維產(chǎn)品固定在筒體上，通過摩擦控速機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)摩擦控速機(jī)構(gòu)與筒體之間的摩擦力，從而可以控制碳纖維退絲的速度，退繞到金屬框架上制備樣品時，能夠使得碳纖維保持平直并且受力均勻，從而保證樣品測試結(jié)果的準(zhǔn)確性。
文檔編號B65H59/38GK202754632SQ20122040208
公開日2013年2月27日 申請日期2012年8月14日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月14日
發(fā)明者陳禮群, 李德宏, 王冶鐵, 支建海, 徐敏軍, 錢鑫, 賀海明 申請人:中國科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所