專利名稱：多節(jié)式低阻力碳纖維預(yù)浸帶柔性輸送通道的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及纖維鋪放技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及碳纖維預(yù)浸帶輸送通道。
背景技術(shù)：
樹脂基纖維增強(qiáng)復(fù)合材料具有密度小、比強(qiáng)度高、比模量高、抗疲勞性和耐腐蝕性高，以及結(jié)構(gòu)功能一體化、設(shè)計(jì)制造一體化等優(yōu)點(diǎn)。在航空航天、風(fēng)力發(fā)電葉片、汽車等領(lǐng)域有著非常廣闊的應(yīng)用前景。纖維鋪放是一種樹脂基纖維增強(qiáng)復(fù)合材料自動(dòng)化、高質(zhì)量制造技術(shù)。它是自動(dòng)鋪絲束成型技術(shù)和自動(dòng)窄帶鋪放成型技術(shù) 的統(tǒng)稱，是在已有纏繞和自動(dòng)鋪帶技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種全自動(dòng)化制造技術(shù)。纖維鋪放技術(shù)繼承了纖維纏繞和自動(dòng)鋪帶技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，為加工復(fù)雜形體的構(gòu)件提供可能。在纖維鋪放時(shí)，為了提高鋪放效率，需要同時(shí)鋪放多束纖維窄帶，這就要求纖維鋪放設(shè)備中有纖維存儲(chǔ)柜以保證多束纖維在鋪放過程中的順利供給。由于目前纖維鋪放設(shè)備中常用的樹脂基纖維預(yù)浸帶常溫下軟且具有粘性，如果沒有專門的輸送通道，碳纖維預(yù)浸帶極易發(fā)生扭轉(zhuǎn)或者粘附到其他設(shè)備上，導(dǎo)致無法輸送或者輸送出的纖維因?yàn)榕まD(zhuǎn)而失效，無法用于復(fù)合材料構(gòu)件的鋪放，這就需要專門通道來解決纖維帶的粘附和扭轉(zhuǎn)，從而順利、連續(xù)的將纖維帶從儲(chǔ)存柜傳輸?shù)戒伔蓬^，保證纖維鋪放的順利進(jìn)行。在已有的纖維鋪放系統(tǒng)中，典型輸送通道多采用的是封閉整體式的柔性纖維帶輸送通道，每根柔性通道將一條纖維帶容納其中，由于纖維表面的樹脂具有粘性，纖維帶表面和通道常常發(fā)生粘附，增加了通道內(nèi)的纖維預(yù)浸帶的輸送阻力，封閉整體式的柔性纖維通道不僅阻力大，而且封閉式的通道結(jié)構(gòu)也不利于纖維的穿入和輸送通道內(nèi)部的清洗。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明設(shè)計(jì)一種多節(jié)式低阻力碳纖維預(yù)浸帶柔性輸送通道，纖維帶輸在送過程中一直處在直通道內(nèi)，避免了柔性通道彎曲造成的通道內(nèi)輸送阻力大的問題，同時(shí)具有拆裝和清洗方便的優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明具體方案為采用多節(jié)短直通道連接成碳纖維預(yù)浸帶輸送通道，該裝置主要包括連接安裝結(jié)構(gòu)、外通道、內(nèi)通道和連接關(guān)節(jié)。多節(jié)剛性外通道和內(nèi)通道在連接關(guān)節(jié)的作用下形成鉸鏈連接，能夠靈活轉(zhuǎn)動(dòng)并適應(yīng)纖維鋪放機(jī)的運(yùn)動(dòng)的姿態(tài)。碳纖維預(yù)浸帶在輸送過程中通過由多個(gè)內(nèi)通道、連接關(guān)節(jié)以及外通道組成的連續(xù)通道，能夠防止碳纖維預(yù)浸帶在輸送過程中扭轉(zhuǎn)，減小碳纖維預(yù)浸帶與輸送通道的粘附，降低輸送阻力。所述的連接安裝結(jié)構(gòu)位于多節(jié)剛性通道的兩端，分別連接碳纖維預(yù)浸帶存儲(chǔ)裝置和纖維鋪放機(jī)。所述的內(nèi)通道和外通道采用具有較大剛度的材料制造，如鋁合金。所述的內(nèi)通道的端部嵌套入外通道的端部，二者通過連接關(guān)節(jié)連接。所述的內(nèi)通道和外通道的凹槽的底部安裝有聚四氟乙烯襯板，在凹槽的兩側(cè)板上安裝有聚四氟乙烯支撐軸。碳纖維預(yù)浸帶穿過聚四氟乙烯支撐軸和聚四氟乙烯襯板之間形成的狹小空間穿過，能夠防止碳纖維預(yù)浸帶在輸送過程中扭轉(zhuǎn)，減小碳纖維預(yù)浸帶同輸送通道的粘接。
所述的聚四氟乙烯支撐軸由聚四氟乙烯材料制成，或者在金屬軸外表面涂覆聚四氟乙烯涂層，或者在金屬軸外表面安裝聚四氟乙烯材料制成的套筒。本發(fā)明的有益效果是I、用相互連接的多節(jié)直通道實(shí)現(xiàn)輸送通道的彎曲過程，通過減小通道和纖維帶的接觸面積降低傳輸過程中通道內(nèi)的粘附和摩擦阻力。在通道彎曲狀態(tài)下，碳纖維纖維預(yù)浸帶依然處在各節(jié)直通道內(nèi)，該通道與柔性彎曲通道相比，使碳纖維預(yù)浸帶在輸送過程中同輸送通道的接觸面積減小，降低了碳纖維預(yù)浸帶傳輸過程中的粘結(jié)和摩擦阻力。2、裝置結(jié)構(gòu)緊湊、簡單，應(yīng)用方便。多節(jié)式通道，每一節(jié)可以獨(dú)立拆裝、維護(hù)，同時(shí)由于長時(shí)間輸送后，通道內(nèi)會(huì)附著樹脂從而增大預(yù)浸帶輸送的粘接力，多節(jié)式通道便于附著樹脂的清洗。


圖I是直通道連接的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是直通道連接的三維示意圖。圖3是通道的結(jié)構(gòu)截面圖。圖4是外通道的三維示意圖。圖5是內(nèi)通道的三維示意圖。附圖中1為連接安裝結(jié)構(gòu)；2為外通道；3為內(nèi)通道；4為連接關(guān)節(jié)；4_1為套筒；
4-2為軸承；4-3為連接軸；4-4為端蓋；4-5為軸套；5為聚四氟乙烯支撐軸；6為聚四氟乙烯襯板；7為碳纖維預(yù)浸帶；8為孔。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做詳細(xì)描述。如圖1-5所示，外通道和內(nèi)通道均采用鋁合金加工，并在表面做防氧化處理，用鋁合金加工是為了在保證直通道的剛性的前提下，盡量減輕通道的質(zhì)量，同時(shí)防氧化處理是為了通道不會(huì)因?yàn)楸桓g和氧化，影響整個(gè)通道的裝配和轉(zhuǎn)動(dòng)靈活性。連接關(guān)節(jié)中外通道和內(nèi)通道通過連接軸、軸承、套筒和端蓋連接，外通道和內(nèi)通道在軸承的作用下可以靈活轉(zhuǎn)動(dòng)，保證了通道可以自適應(yīng)鋪放機(jī)構(gòu)的姿態(tài)變化，套筒是用來定位軸承，端蓋用于限制連接軸的軸向移動(dòng)。在外通道和內(nèi)通道的連接處用軸套可以防止纖維帶在連接處的翻轉(zhuǎn)，同時(shí)不會(huì)因?yàn)槔w維帶暴露出來粘接到其他物體而影響傳輸。多節(jié)直通道相連接代替柔性通道使纖維帶始終處在直線通道內(nèi)，減小了纖維帶和通道的接觸面積，從而降低傳輸過程中通道內(nèi)的粘接和摩擦阻力。聚四氟乙烯襯板內(nèi)襯于直通道內(nèi)，用于降低纖維帶和通道的摩擦系數(shù)，防止纖維帶和鋁合金通道粘接?？子糜诰鬯姆蚁┲屋S的安裝和拆卸，同時(shí)能夠保證聚四氟乙烯支撐軸的靈活轉(zhuǎn)動(dòng)，纖維帶從聚四氟乙烯襯板和聚四氟乙烯支撐軸形成的空間穿過，聚四氟乙烯支撐軸與纖維帶的接觸面積很小，從而纖維帶在通道內(nèi)的粘接力就很??；同時(shí)聚四氟乙烯支撐軸可以靈活轉(zhuǎn)動(dòng)，把表軸聚四氟乙烯支撐軸與纖維帶間的滑動(dòng)摩擦變?yōu)闈L動(dòng)摩擦，減小了摩擦阻力。
以上 內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明所作的進(jìn)一步詳細(xì)說明，不能認(rèn)定本發(fā)明的具體實(shí)施方式
僅限于此，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，所做出簡單的推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明由所提交的權(quán)利要求書確定專利保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.多節(jié)式低阻力碳纖維預(yù)浸帶柔性輸送通道，其特征在于包括連接安裝結(jié)構(gòu)、外通道、內(nèi)通道和連接關(guān)節(jié)；多節(jié)剛性的外通道和內(nèi)通道連接關(guān)節(jié)的作用下形成鉸鏈連接，多個(gè)內(nèi)通道、連接關(guān)節(jié)以及外通道組成連續(xù)通道，碳纖維預(yù)浸帶通過連續(xù)通道輸送到纖維鋪放機(jī)。
2.如權(quán)利要求I所述多節(jié)式低阻力碳纖維預(yù)浸帶柔性輸送通道，其特征在于鉸鏈連接能夠靈活轉(zhuǎn)動(dòng)并適應(yīng)纖維鋪放機(jī)的運(yùn)動(dòng)姿態(tài)；碳纖維預(yù)浸帶通過連續(xù)通道輸送，能夠防止碳纖維預(yù)浸帶在輸送過程中扭轉(zhuǎn)，減小碳纖維預(yù)浸帶同連續(xù)通道內(nèi)壁的粘附，降低輸送阻力。
3.如權(quán)利要求I所述多節(jié)式低阻力碳纖維預(yù)浸帶柔性輸送通道，其特征在于所述的連接安裝結(jié)構(gòu)位于連續(xù)通道的兩端，分別連接碳纖維預(yù)浸帶存儲(chǔ)裝置和纖維鋪放機(jī)。
4.如權(quán)利要求I所述多節(jié)式低阻力碳纖維預(yù)浸帶柔性輸送通道，其特征在于所述的內(nèi)通道的端部嵌套入外通道的端部，二者通過連接關(guān)節(jié)連接；連接關(guān)節(jié)由一組關(guān)節(jié)軸承或者滾動(dòng)軸承組成，能夠使內(nèi)、外通道靈活旋轉(zhuǎn)。
5.如權(quán)利要求I所述多節(jié)式低阻力碳纖維預(yù)浸帶柔性輸送通道，其特征在于所述的外通道和內(nèi)通道采用具有較大剛度的材料制造；該具有較大剛度的材料是鋁合金、聚甲醛或PET塑料。
6.如權(quán)利要求I所述多節(jié)式低阻力碳纖維預(yù)浸帶柔性輸送通道，其特征在于所述的外通道和內(nèi)通道的凹槽的底部安裝有聚四氟乙烯襯板，在凹槽的兩側(cè)板上安裝有聚四氟乙烯支撐軸；碳纖維預(yù)浸帶從聚四氟乙烯支撐軸和聚四氟乙烯襯板之間形成的狹小空間穿過，能夠防止碳纖維預(yù)浸帶在輸送過程中扭轉(zhuǎn)，減小碳纖維預(yù)浸帶同輸送通道的粘附。
7.如權(quán)利要求6所述多節(jié)式低阻力碳纖維預(yù)浸帶柔性輸送通道，其特征在于所述的聚四氟乙烯支撐軸由聚四氟乙烯材料制成，或者該聚四氟乙烯支撐軸是在金屬軸外表面涂覆聚四氟乙烯涂層制成，或者該聚四氟乙烯支撐軸是在金屬軸外表面安裝聚四氟乙烯材料制成的套筒制成。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于纖維鋪放成型過程的多節(jié)式低阻力碳纖維預(yù)浸帶柔性輸送通道，包括連接安裝結(jié)構(gòu)、外通道、內(nèi)通道和連接關(guān)節(jié)；多節(jié)剛性的外通道和內(nèi)通道連接關(guān)節(jié)的作用下形成鉸鏈連接，多個(gè)內(nèi)通道、連接關(guān)節(jié)以及外通道組成連續(xù)通道，碳纖維預(yù)浸帶通過連續(xù)通道輸送。多節(jié)式輸送通道使碳纖維預(yù)浸帶在輸送過程中同輸送通道的接觸面積減小，降低了碳纖維預(yù)浸帶傳輸過程中的粘附和摩擦阻力。同時(shí)，能夠防止碳纖維預(yù)浸帶在輸送過程中扭轉(zhuǎn)，減小碳纖維預(yù)浸帶在輸送通道內(nèi)的粘附性。本發(fā)明可以使碳纖維預(yù)浸帶在長距離輸送過程中的阻力小，防扭轉(zhuǎn)變形，同時(shí)具有容易拆裝和清洗方便的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)B29C70/38GK102615838SQ201210079979
公開日2012年8月1日 申請(qǐng)日期2012年3月23日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月23日
發(fā)明者劉瀟龍, 盧秉恒, 張小輝, 李滌塵, 段玉崗, 陳耀 申請(qǐng)人:西安交通大學(xué)