一种无级调节气流-机械展丝机构

摘要

本发明公开了一种无级调节气流-机械展丝机构，包括由电机驱动的主动放丝辊、主动收丝辊，以及两个分别与主动放丝辊和主动收丝辊相配合的张紧轮，还包括设置在两个所述张紧轮之间的机械展丝机构，以及与机械展丝机构连接的抽气装置。本发明采用无极调速电机驱动，输出不同的稳定转速，从而带动凸轮摆杆机构进行机械展丝，主动放丝辊、主动收丝辊可实现在展丝过程对丝束张力的调节，抽气装置采用离心鼓风机作为负压来源，形成气流达到展丝目的，本发明能使纤维丝束有效均衡展宽，且保证丝束表面质量，克服了当前机械展丝有效性低，废品率相对较高的问题，操作方便灵活。

说明书

 

技术领域

本发明涉及一种无级调节的气流配合机械的纤维展丝机构，属于丝束展宽领域。

背景技术

在高端纤维复合材料制造领域，为了使提高纤维材料与基体材料的界面性能，常使用纤维丝束展宽技术，使纤维与基体材料有更大的接触面积。丝束展宽大多为机械碾压法。国内和日本企业大多采用。机械碾压法拥有设备简单等优势，但是展宽的宽度比较有限，而且完全依靠垂直于丝束的挤压力进行展丝，对丝束的表面质量有较大影响，从而影响后续的加工，最终影响产品质量。而美国的Street.Robert提出了管子气吹的展宽方法，虽然展宽质量有了保证，但该方法成本高且效率较低。

梁乐家在专利CN201120183329中提出了超声波展丝，俞科静在专利CN201310304461中提出了一种针对碳纤维的展丝装置，主要利用特殊的吸头装置达到展丝目的。本发明与上述两发明的根本区别在于本发明利用了机械振动和气流流体二重展宽，适用于绝大多数的纤维丝束。

发明内容

为了克服展丝过程中伤丝而导致的产品废弃率较大的问题，本发明提供一种以气流展丝为主要展丝来源的展丝机构，配合与丝束行进方向一致的机械摆动，达到展丝均匀有效，减少伤丝的效果

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种无级调节气流-机械展丝机构，包括由电机驱动的主动放丝辊、主动收丝辊，以及两个分别与主动放丝辊和主动收丝辊相配合的张紧轮，还包括设置在两个所述张紧轮之间的机械展丝机构，以及与机械展丝机构连接的抽气装置，

所述机械展丝机构包括竖直平行设置的前板和后板，所述前板和后板之间通过轴承对称地设置有两根可转动的丝束辅助定位辊，每根丝束辅助定位辊的下方还水平设置有连接在前板和后板之间的支承辊，所述支承辊、前板和后板上固定设置有向下延伸用于连接抽气装置的负压接口；

所述丝束辅助定位辊上方设置有连接在前板和后板之间的凸轮摆杆机构，所述凸轮摆杆机构包括转动地设置在前板和后板之间的连接轴、固定在连接轴上的下摆,所述连接轴伸出后板的一端设置有摆杆和扭转弹簧，所述扭转弹簧的一端连接在摆杆上，另一端连接在设置于后板上的固定销上，所述后板外侧通过轴承转动地设置有连接电机联接轴的凸轮，所述凸轮的工作面与摆杆驱动配合，所述电机联接轴由无级调速电机驱动；

所述抽气装置包括离心鼓风机，其进气端通过管道与负压接口相连接。

进一步地，所述摆杆包括与连接轴销接的环状连接部、受凸轮工作面驱动的杆状驱动部，所述连接部上沿垂直自身旋转轴线方向贯穿地设置有至少两个销钉孔，所述连接轴上沿垂直轴线方向贯穿地设置有一个销钉孔，销接前，根据实际需要，相对连接轴转动摆杆，使连接部上不同位置的销钉孔与连接轴上的销钉孔相对应，继而插入销钉使摆杆与连接轴相连接，通过改动摆杆的长度和凸轮的轮廓参数：最长转动半径和回转中心等，可进一步调节下摆的摆幅。

进一步地，所述摆杆包括与连接轴连接的环状连接部、受凸轮工作面驱动的杆状驱动部，所述连接部上沿垂直自身旋转轴线方向贯穿地设置有旋入螺钉的螺孔，所述连接部上沿垂直自身旋转轴线方向贯穿地设置有旋入紧固螺钉的螺孔，将连接部与连接轴连接后，旋紧紧固螺钉，即可将连接部与连接轴相互固定，实现同步旋转，同样，通过改动摆杆的长度和凸轮的轮廓参数：最长转动半径和回转中心等，可进一步调节下摆的摆幅。

进一步地，所述下摆及支承辊表层设置有聚氨酯层，可以有效避免摩擦带来的伤丝。

本发明相对于现有技术，具有以下有益效果：

本发明克服了当前机械展丝有效性低，废品率相对较高的问题，不仅实现了展丝的有效均衡，无级调节的特性使得在生产研发过程中的参数调配成为可能，大大节约了开发成本。

附图说明

图1为本发明的简化结构原理示意图。

图2为本发明的机械展丝机构立体结构示意图。

图3为本发明的机械展丝机构侧视示意图。

图4为本发明的机械展丝机构俯视示意图。

图中：1-主动放丝辊； 2-张紧轮 ；3-支承辊；4-丝束辅助定位辊； 5-腔体； 6-机械展丝机构；7-主动收丝辊；8-离心鼓风机；9-电机联动轴；10-凸轮；11-后板；12-负压接口；13-前板；14-摆杆；15-下摆；16-连接轴；17-连接部；18-驱动部；19-扭转弹簧；20-固定销。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明的发明目的作进一步详细地描述，实施例不能在此一一赘述，但本发明的实施方式并不因此限定于以下实施例。

如图1至图4所示，一种无级调节气流-机械展丝机构，包括由电机驱动的主动放丝辊1、主动收丝辊7，以及两个分别与主动放丝辊1和主动收丝辊7相配合的张紧轮2，还包括设置在两个所述张紧轮2之间的机械展丝机构6，以及与机械展丝机构6连接的抽气装置，所述机械展丝机构6包括竖直平行设置的前板13和后板11，所述前板13和后板11之间通过轴承对称地设置有两根可转动的丝束辅助定位辊4，每根丝束辅助定位辊4的下方还水平设置有连接在前板13和后板11之间的支承辊3，所述支承辊3、前板13和后板11上固定设置有向下延伸用于连接抽气装置的负压接口12，所述下摆15及支承辊3表层设置有聚氨酯层，可以有效避免摩擦带来的伤丝；

所述丝束辅助定位辊4上方设置有连接在前板13和后板11之间的凸轮摆杆机构，所述凸轮摆杆机构包括转动地设置在前板13和后板11之间的连接轴16、固定在连接轴16上的下摆15，所述连接轴16伸出后板11的一端设置有摆杆14和扭转弹簧19，所述扭转弹簧19的一端连接在摆杆14上，另一端连接在设置于后板11上的固定销20上，所述扭转弹簧19初始状态为紧缩状，利用扭转弹簧19恢复力使摆杆14始终紧贴凸轮10的工作面。

所述后板11外侧通过轴承转动地设置有连接电机联接轴9的凸轮10，所述凸轮10的工作面与摆杆14驱动配合，所述电机联接轴9由无级调速电机驱动；

所述抽气装置包括离心鼓风机8，其进气端通过管道与负压接口12相连接。

所述摆杆14包括与连接轴16销接的环状连接部17、受凸轮10工作面驱动的杆状驱动部18，本实施例中，所述连接部17上沿垂直自身旋转轴线方向贯穿地设置有至少两个销钉孔，所述连接轴16上沿垂直轴线方向贯穿地设置有一个销钉孔，销接前，根据实际需要，相对连接轴6转动摆杆14，使连接部17上不同位置的销钉孔与连接轴6上的销钉孔相对应，继而插入销钉使摆杆14与连接轴6相连接，作为替换，也可以在所述连接部17上沿垂直自身旋转轴线方向贯穿地设置螺孔，并在螺孔中旋入紧固螺钉，在将连接部17与连接轴16连接后，旋紧紧固螺钉，即可将连接部17与连接轴16相互固定，无采用上述哪种连接发送，使用前，都可通过选择合适参数的凸轮10和摆杆14，选用不同的摆杆14的长度和凸轮10的轮廓参数：最长转动半径和回转中心等，可进一步调节下摆15的摆幅。

如图1所示，丝束经过主动放丝辊1、张紧轮2、支承辊3、丝束辅助定位辊4后，以几乎无张力形式进入后板11和前板13之间的腔体5，在下方所述离心鼓风机8产生的气流负压的作用下形成一定的下垂并展宽，丝束上方有沿丝束前进方向的下摆15前后摆动，对丝束提供微摩擦以起均衡展丝的作用，展丝结束后，丝束经其他支承辊3、丝束辅助定位辊4、张紧轮2后，由主动收丝辊7将丝束收卷整理，丝束在运行过程中，由张紧轮2确保丝束低张力运行。张紧轮2由表面光滑的辅助辊与气缸压辊组成。

所述凸轮摆杆机构产生摆幅可调，频率可调的，且与丝束运行方向相同的往复运动，通过与丝束的微摩擦辅助展宽。

凸轮摆杆机构的摆幅通过凸轮10与摆杆14接触位置的改变进行有范围的无级调节，频率调节由凸轮所连的无级调速电机进行调节。

凸轮摆杆机构的摆动规律可以通过调节凸轮10的相应参数，如偏心距、凸轮边缘曲线等改变运动轨迹来改变，进而改变下摆15的摆动规律.

本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。