碳纖維擴(kuò)展裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及纖維束擴(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)對擴(kuò)展張力進(jìn)行 調(diào)節(jié)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明旨在解決上面描述的問題。本發(fā)明的一個(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，本發(fā)明提供能夠?qū)⑻祭w維展寬、展薄的碳纖維擴(kuò)展裝置。
[0005] 根據(jù)本發(fā)明的第一方面，本發(fā)明提供了一種碳纖維擴(kuò)展裝置，所述碳纖維擴(kuò)展裝 置包括擴(kuò)展輥組，所述擴(kuò)展輥組包括N個(gè)擴(kuò)展輥，其中，N為大于等于3的奇數(shù)，所述擴(kuò)展輥 的外表面沿軸向均勻設(shè)置有至少一個(gè)導(dǎo)向槽，所述N個(gè)擴(kuò)展輥包括上輥和下輥，所述上輥 和所述下輥交替設(shè)置在碳纖維束的上方和下方，并且其中，所述上輥分布在同一水平面內(nèi)， 所述下輥分布在同一水平面內(nèi)。
[0006] 其中，所述導(dǎo)向槽的表面為曲率半徑為R的圓弧面，所述N個(gè)擴(kuò)展輥的導(dǎo)向槽的曲 率半徑R沿碳纖維束的運(yùn)行方向以AR依次遞增。
[0007] 其中，所述A R為30mm~60mm。
[0008] 其中，第一個(gè)所述擴(kuò)展輥的曲率半徑R1的值是第一個(gè)所述擴(kuò)展輥和第二個(gè)所述擴(kuò) 展輥的間隔的值的〇. 7~1. 35倍。
[0009] 其中，所述N個(gè)擴(kuò)展輥以間隔L等間距設(shè)置。
[0010] 其中，碳纖維束繞過所述下輥形成的包角為a，其中，a的范圍為60°~120°。
[0011] 其中，所述碳纖維擴(kuò)展裝置按照下述方式控制：
[0012] F = kXNAVX a ');其中，F(xiàn)為碳纖維束收到受到的張力，k為常數(shù)，N為擴(kuò)展輥 的數(shù)量，V為碳纖維束的運(yùn)行速度，a '為包角a對應(yīng)的弧度。
[0013] 其中，N可以為11，R1可以為100謹(jǐn)，A R可以為35謹(jǐn)~55謹(jǐn)，a可以為1〇〇。。
[0014] 其中，所述N個(gè)擴(kuò)展輥中的第l+2n個(gè)擴(kuò)展輥的底座上設(shè)置有升降裝置，其中，n為 大于等于1的正整數(shù)。
[0015] 其中，所述升降裝置包括絲杠、蝸輪和蝸桿，其中，所述絲杠的第一端與所述第 l+2n個(gè)擴(kuò)展輥的底座固定連接，所述絲杠與所述蝸輪的中心傳動(dòng)連接，所述蝸輪與所述蝸 桿傳動(dòng)連接。
[0016] 根據(jù)本發(fā)明的碳纖維擴(kuò)展裝置結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，碳纖維束在交替地經(jīng)過上輥 和下輥的擴(kuò)展過程中，不斷加寬、變薄，使得碳纖維束擴(kuò)展后的寬厚均勻適中；而且本發(fā)明 的碳纖維擴(kuò)展裝置能夠調(diào)節(jié)擴(kuò)展輥的升降，從而可以根據(jù)需要對擴(kuò)展張力進(jìn)行調(diào)節(jié)，滿足 不同的碳纖維束的擴(kuò)展要求。
[0017] 參照附圖來閱讀對于示例性實(shí)施例的以下描述，本發(fā)明的其他特性特征和優(yōu)點(diǎn)將 變得清晰。
【附圖說明】
[0018] 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發(fā)明的實(shí)施例，并且與 描述一起用于解釋本發(fā)明的原理。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發(fā)明的一些實(shí)施例，而不是全部實(shí)施例。對于本領(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。
[0019] 圖1示例性地示出了本發(fā)明的碳纖維擴(kuò)展裝置的結(jié)構(gòu)的示意圖；
[0020] 圖2示例性地示出了擴(kuò)展輥的一種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021] 圖3示例性地示出了擴(kuò)展輥的另一種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022] 圖4示例性地示出了升降裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023] 為使本發(fā)明實(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)合本發(fā)明實(shí)施例 中的附圖，對本發(fā)明實(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 本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(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，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。需要 說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互任意組合。
[0024] 下面結(jié)合附圖，對本發(fā)明所提供的碳纖維擴(kuò)展裝置進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0025] 圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的碳纖維擴(kuò)展裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。參照圖1所示，該碳纖 維擴(kuò)展裝置1〇〇,包括擴(kuò)展輥組11，擴(kuò)展輥組11包括N個(gè)擴(kuò)展輥，其中，N為大于等于3的 奇數(shù)。本發(fā)明的碳纖維擴(kuò)展裝置1〇〇還包括整理輥組12,整理輥組12水平設(shè)置在擴(kuò)展輥組 11之后，擴(kuò)展輥組11擴(kuò)展后的碳纖維束經(jīng)過整理輥組12時(shí)，進(jìn)行整理，使得碳纖維束薄厚 寬度分布均勻。
[0026] 圖2示出了擴(kuò)展輥的一種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。參照圖2所示，擴(kuò)展輥的外表面 沿軸向均勻設(shè)置有至少一個(gè)導(dǎo)向槽101，在擴(kuò)展過程中，碳纖維束位于導(dǎo)向槽101內(nèi)。
[0027] 返回參照圖1所示，N個(gè)擴(kuò)展輥包括上輥111和下輥112,上輥111和下輥112交 替設(shè)置在碳纖維束的上方和下方，并且其中，上輥111分布在同一水平面內(nèi)，下輥112分布 在同一水平面內(nèi)。
[0028] 圖3示出了擴(kuò)展輥的另一種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖，在該實(shí)施例中，擴(kuò)展輥的外表 面沿軸向均勻設(shè)置有兩個(gè)導(dǎo)向槽101。綜合參照圖2、圖3所示，導(dǎo)向槽101的表面為曲率 半徑為R的圓弧面。具體地，N個(gè)擴(kuò)展輥的導(dǎo)向槽101的曲率半徑R沿碳纖維束的運(yùn)行方 向以A R依次遞增。其中，A R可以為30mm~60mm。
[0029] 具體地，第一個(gè)擴(kuò)展輥的曲率半徑&的值是第一個(gè)擴(kuò)展輥和第二個(gè)擴(kuò)展輥的間隔 的值的0. 7~I. 35倍，例如，可以設(shè)置為第一個(gè)擴(kuò)展輥的曲率半徑R1的值與第一個(gè)擴(kuò)展輥 和第二個(gè)擴(kuò)展輥的間隔距離的值相等。這種設(shè)置可以作為整個(gè)碳纖維擴(kuò)展裝置100的設(shè)置 基準(zhǔn)，第二個(gè)擴(kuò)展輥及之后的所有擴(kuò)展輥，其曲率半徑R依次遞增設(shè)置。
[0030] 返回參照圖1所示，N個(gè)擴(kuò)展輥以間隔L等間距設(shè)置。其中，碳纖維束繞過下輥形 成的包角為a，其中，a的范圍可以為60°~120°。包角a的主要設(shè)定依據(jù)為碳纖維束 擴(kuò)展的目標(biāo)寬度，其目標(biāo)寬度越寬，則所需要設(shè)定的包角a越小。
[0031] 本發(fā)明所提供的碳纖維擴(kuò)展裝置100按照下述方式控制：
[0032] F = kXN/(VX a ;)
[0033] 其中，F(xiàn)為碳纖維束受到的張力，k為常數(shù)，N為擴(kuò)展輥的數(shù)量，V為碳纖維束