復(fù)合型frp筋制備設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種纖維增強(qiáng)聚合物(FRP)筋的制備設(shè)備，尤其是一種土木工程用復(fù)合型FRP筋制備設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)已經(jīng)成為結(jié)構(gòu)工程中最重要的結(jié)構(gòu)形式，被廣泛應(yīng)用于建筑工程、橋梁和交通工程、水利和海港工程、地下和特殊結(jié)構(gòu)工程。但是，大量的工程結(jié)構(gòu)均處于惡劣環(huán)境中，使鋼筋易發(fā)生銹蝕，導(dǎo)致鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)耐久性問題，影響其功能的發(fā)揮和使用壽命。纖維增強(qiáng)聚合物(Fiber Reinforced Polymer，簡(jiǎn)稱FRP)筋具有輕質(zhì)高強(qiáng)、耐腐蝕、低松弛和抗疲勞性能好等優(yōu)點(diǎn)，以FRP筋作為縱筋、腹筋或預(yù)應(yīng)力筋用于混凝土結(jié)構(gòu)中，能提高混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性，具有良好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。
[0003]FRP筋屬于各向異性材料，其抗剪強(qiáng)度遠(yuǎn)小于抗拉強(qiáng)度、應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系缺少類似鋼筋的屈服段。為改善FRP筋的缺陷，國(guó)內(nèi)外已進(jìn)行了相關(guān)研究，現(xiàn)有的觀點(diǎn)是在FRP材料內(nèi)部添加鋼材或?qū)⒉煌愋偷睦w維混雜，形成復(fù)合型的FRP筋。但現(xiàn)有的FRP筋制備設(shè)備存在許多亟待解決的問題，例如，生產(chǎn)的FRP筋力學(xué)性能和表面形態(tài)變化較大，質(zhì)量不穩(wěn)定;液態(tài)樹脂滴落在加熱管中固化并堆積，影響生產(chǎn)過程;缺乏生產(chǎn)預(yù)定長(zhǎng)度FRP筋的控制技術(shù);不便于生產(chǎn)復(fù)合型FRP筋等。
[0004]為了解決以上存在的問題，人們一直在尋求一種科學(xué)的技術(shù)解決方案。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]技術(shù)人員經(jīng)過大量的分析，得到引起上述問題的成因:不同的纖維束在送紗中均處于不同的松弛狀態(tài)，導(dǎo)致不同纖維之間易發(fā)生打結(jié)摩擦，造成生產(chǎn)復(fù)合型FRP筋存在困難;浸膠槽中的液態(tài)樹脂溫度較低且不恒定，引起浸膠過程中纖維束的掛膠過多且不均勻；經(jīng)模具拉擠后，纏繞成肋時(shí)校力軸的角度不確定，引起表面肋深的不確定;在加熱固化過程中，F(xiàn)RP筋自開始受熱至樹脂失去流動(dòng)性的時(shí)間較長(zhǎng)，重力引起液態(tài)樹脂向下聚集、滴下。因此，保持纖維束的張力、穩(wěn)定校力軸的安裝位置和角度、使浸膠槽中的熱固性樹脂的流動(dòng)性保持在較高的水平且保持恒定、縮短FRP筋成型自開始受熱至樹脂失去流動(dòng)性的時(shí)間為解決冋題的關(guān)鍵。
[0006]本實(shí)用新型的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，從而提供了一種復(fù)合型FRP筋制備設(shè)備。
[0007]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是:復(fù)合型FRP筋制備設(shè)備，包括送紗裝置、浸膠裝置、成型裝置、加熱固化裝置、牽引裝置、切割裝置和長(zhǎng)度控制裝置；
[0008]所述送紗裝置包括紗架、設(shè)于紗架上的紗滾、設(shè)于紗架端部的多個(gè)壓紗滾軸以及設(shè)于紗架上的用于放置鋼絞線盤的滾軸機(jī)構(gòu)，所述滾軸機(jī)構(gòu)包括可拆卸固定在所述紗架上的底盤、固定在所述底盤上中軸、穿設(shè)在所述中軸上的轉(zhuǎn)動(dòng)托盤以及設(shè)于所述底盤和所述轉(zhuǎn)動(dòng)托盤之間的推力軸承；
[0009]所述浸膠裝置包括水浴加熱箱以及設(shè)于所述水浴加熱箱中的浸膠槽，所述水浴加熱箱中具有模糊PID溫度控制的電阻式加熱器，所述水浴加熱箱的前端和后端均設(shè)有穿紗板，穿紗板的穿紗孔與紗架上送紗的孔洞一一對(duì)應(yīng)；
[0010]所述成型裝置包括預(yù)成型模具、二次成型模具以及設(shè)于所述預(yù)成型模具和所述二次成型模具之間的預(yù)加熱箱，所述二次成型模具包括擠壓模具、通過軸承與所述擠壓模具同軸線轉(zhuǎn)動(dòng)配合的轉(zhuǎn)盤、用于驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)的調(diào)頻電機(jī)、設(shè)于該轉(zhuǎn)盤上的校力軸以及繞線軸，所述轉(zhuǎn)盤上沿二次擠壓孔周向方向設(shè)置多個(gè)校力軸安裝孔，每個(gè)所述校力軸安裝孔均帶有刻度，所述校力軸通過校力軸安裝孔設(shè)于所述轉(zhuǎn)盤上；
[0011]所述加熱固化裝置為采用模糊PID溫度控制的加熱箱，加熱箱箱體帶有可連接排氣管的通風(fēng)口、刮膠板、導(dǎo)流板和廢膠收集槽，所述通風(fēng)口處設(shè)有電子風(fēng)扇；
[0012]所述長(zhǎng)度控制裝置包括帶有長(zhǎng)度刻度的托槽、設(shè)于該托槽中且具有壓敏開關(guān)的滑塊以及將滑塊固定在設(shè)定位置的固定機(jī)構(gòu)，所述壓敏開關(guān)為所述成型裝置、加熱固化裝置、牽引裝置以及蜂鳴器共同的電源開關(guān)。
[0013]優(yōu)選的，所述預(yù)加熱箱的加熱系統(tǒng)采用模糊PID溫度控制，預(yù)加熱箱箱體帶有可連接排氣管的通風(fēng)口，所述通風(fēng)口處設(shè)有電子風(fēng)扇，所述預(yù)加熱箱箱體的進(jìn)口處和出口處分別設(shè)置刮膠板，所述刮膠板的內(nèi)側(cè)均設(shè)有斜向下延伸的導(dǎo)流板，所述導(dǎo)流板的下方設(shè)有廢膠收集槽。
[0014]優(yōu)選的，所述固定機(jī)構(gòu)為磁鐵。
[0015]本實(shí)用新型相對(duì)現(xiàn)有技術(shù)具有實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和進(jìn)步，具體的說，纖維束被紗架送出時(shí)，經(jīng)過壓紗滾軸與穿紗孔，纖維束均處于張緊狀態(tài)，避免了不同纖維束間的打結(jié)與摩擦，使不同的纖維束能夠共同浸膠，紗架上設(shè)置滾軸機(jī)構(gòu)用于安置鋼絞線盤，使得鋼絞線和纖維束在一個(gè)紗架上放出，一致性好，且不用另外設(shè)置鋼絞線放線架，節(jié)約了空間和成本，成盤的鋼絞線比較沉重，本方案通過巧妙滾軸機(jī)構(gòu)，輕松將鋼絞線連續(xù)送出，利于復(fù)合型FRP筋的連續(xù)生產(chǎn)，之后纖維束和鋼絞線進(jìn)入帶有模糊PID溫度控制的水浴加熱浸膠槽，由于浸膠槽中熱固性樹脂被浸膠裝置精確地加熱并恒定在預(yù)設(shè)溫度，使熱固性樹脂保持較好的流動(dòng)性，纖維束浸膠充分、均勻且掛膠較少，提高了復(fù)合型FRP筋的纖維含量，降低了復(fù)合型FRP筋力學(xué)性能的標(biāo)準(zhǔn)差，提升了復(fù)合型FRP筋產(chǎn)品的質(zhì)量，浸膠后的纖維束經(jīng)過預(yù)成型模具，擠去多余的液態(tài)熱固性樹脂后，進(jìn)入預(yù)熱箱預(yù)熱，預(yù)熱箱的溫度控制在液態(tài)樹脂發(fā)生聚合反應(yīng)的臨界溫度，此過程中，部分熱固性樹脂在加熱過程中下滴，進(jìn)一步減少纖維束中熱固性樹脂的含量，且經(jīng)過預(yù)熱熱固性樹脂流動(dòng)性降低且具有可塑性，然后經(jīng)過二次成型模具的二次拉擠纏繞成型，大大提高了纖維束在熱固性樹脂中分布的均勻性，且由于二次拉擠纏繞后的復(fù)合型FRP筋進(jìn)入加熱固化裝置后即可快速加熱固化，顯著地緩解了液態(tài)樹脂向底部流動(dòng)引起的纖維與樹脂分布不均，改善了復(fù)合型FRP筋的力學(xué)性能和表面形式，同時(shí)，轉(zhuǎn)盤上設(shè)置有多個(gè)校力軸安裝孔，校力軸安裝孔上設(shè)有安裝刻度，可通過調(diào)整校力軸的安裝位置與校力軸的安裝角度精確地控制肋深，使復(fù)合型FRP筋的表面形式均勻一致;加熱固化后的復(fù)合型FRP筋通過切割裝置且在托槽中前進(jìn)至預(yù)設(shè)長(zhǎng)度后，觸碰到帶有壓敏開關(guān)的滑塊，成型裝置、加熱固化裝置以及牽引裝置均被切斷電源，同時(shí)蜂鳴器發(fā)出蜂鳴聲提醒操作員切割并取出已經(jīng)達(dá)到預(yù)定長(zhǎng)度的復(fù)合型FRP筋，這種設(shè)計(jì)避免了 FRP筋受到過多的烘烤，也有利于提高生產(chǎn)的連續(xù)性和安全性。復(fù)合型FRP筋制備設(shè)備防止了液態(tài)熱固性樹脂在加熱固化裝置中的固化并堆積，能夠高效率高質(zhì)量地生產(chǎn)預(yù)定長(zhǎng)度的復(fù)合型FRP筋。
[0016]更進(jìn)一步的，預(yù)加熱箱的加熱系統(tǒng)采用模糊PID溫度控制，能夠精確控制預(yù)熱溫度，預(yù)熱使液態(tài)熱固性樹脂的流動(dòng)性達(dá)到最大，多余的液態(tài)熱固性樹脂被刮膠板刮去，并沿著導(dǎo)流板滴入廢膠收集槽，揮發(fā)的有機(jī)氣體經(jīng)通風(fēng)口集中處理，避免了廢膠和廢氣的污染。
[0017]更進(jìn)一步的，固定機(jī)構(gòu)為磁鐵，可以方便的將滑塊移動(dòng)到設(shè)定位置并利用磁鐵的磁力進(jìn)行固定。
【附圖說明】
[0018]圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例中復(fù)合型FRP筋制備設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例中滾軸機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例中成型裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例中二次成型模具的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖5是本實(shí)用新型實(shí)施例中切割裝置及長(zhǎng)度控制裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]下面通過【具體實(shí)施方式】，對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
[0024]實(shí)施例，如圖1?5所示，復(fù)合型FRP筋制備設(shè)備，包括送紗裝置1、浸膠裝置2、成型裝置3、加熱固化裝置4、牽引裝置5、切割裝置6和長(zhǎng)度控制裝置7;
[0025]送紗裝置I包括紗架101、設(shè)于紗架上的紗滾102、設(shè)于紗架端部的多個(gè)壓紗滾軸105以及設(shè)于紗架上的用于放置鋼絞線盤103的滾軸機(jī)構(gòu)104，滾軸機(jī)構(gòu)