一种碳纤维复丝拉伸性能缠绕制样装置的制作方法

1.本实用新型涉及碳纤维复丝缠绕制样装备，具体涉及一种碳纤维复丝拉伸性能缠绕制样装置。


背景技术：

2.目前碳纤维复丝拉伸性能试样的测试，主要是依据gb/t3362、gb/t26749及astmd4018。国内碳纤维生产单位多按照gb/t3362测试复丝的拉伸性能，gb/t3362规定试样的制作方法是通过手工缠绕在缠绕框上，然后浸胶制样。手工缠绕因样品状态、缠绕人员、缠绕张力等一些不可控因素的影响，通常制样稳定性较差，进而影响到最终碳纤维复丝拉伸性能的判定。


技术实现要素：

3.本发明目的在于提供一种碳纤维复丝拉伸性能缠绕制样装置。
4.实现本发明目的提供技术方案如下：
5.一种碳纤维复丝拉伸性能缠绕制样装置，该装置包括放丝系统、张力仪、缠丝系统，均设置在工作台上，其中，放丝系统包括放丝电机、气涨轴；缠丝系统包括缠绕电机、缠绕架、缠绕架固定器；放丝电机与气涨轴相连，气涨轴与纸筒相连；缠绕架在放丝方向上依次设置前限位孔、后限位孔、缠绕框；缠绕框通过缠绕架固定器固定在缠绕电机的轴上，张力仪设置在前限位孔与后限位孔之间，设置plc控制器控制放丝电机、缠绕电机、张力仪；碳纤维复丝通过放丝系统放丝，经过张力仪后缠绕在缠绕框上，并通过后限位孔的移动来控制有效样条间距。
6.进一步的，放丝系统可通过动力驱动控制放丝速度，放丝速度为0～10m/min，放丝架水平放置单轴气涨轴。
7.进一步的，气涨轴还可以设置成双轴及以上轴数。
8.进一步的，该缠丝架可通过缠绕电机动力驱动控制缠绕速度，缠绕速度为0～10m/min，。
9.进一步的，缠绕架为圆形空心管构成，表面光滑、无毛刺，缠绕框长320～350mm，宽250～300mm。
10.进一步的，缠绕框设有多个凹槽，凹槽宽10～20mm，凹槽深2～10mm，凹槽用于固定有效样条头尾的碳丝，操作过程中更易区分有效样条，且可更好的保持有效样条的张力。
11.进一步的，放丝系统的放丝速度和缠绕系统的缠绕速度比值控制缠绕制样张力为0.5n～15n，用于复丝拉伸性能缠绕制样，用于获得张力均匀的有效样条。
12.本实用新型相对于现有技术相比：采用自动缠绕制样，一是原轴放丝缠绕，减少了加捻和退捻的影响；二是设备自动缠绕，减少了缠绕人员对制样的影响，提高了测试结果的稳定性；三是多轴同时缠绕，提高了制样效率，可一人独立完成操作，无需扶缠绕框人员，节省人员成本，总效率可提高50％以上。
附图说明
13.图1为本实用新型的实施例中的缠绕框的结构示意图。
14.图2为本实用新型的实施例中缠绕制样装置的结构示意图。
15.图3为本实用新型的实施例中的缠绕框上有效样条示意图。
16.其中，1：工作台，2-1：放丝电机，2-2：气涨轴，2-3：前限位孔，3：张力仪，4-1：缠绕电机，4-2缠绕架固定器，4-3：后限位孔5：缠绕框，5-1固定槽一，5-2固定槽二，5-3固定槽三，5-4固定槽四，5-5固定槽五，6：纸筒，7：碳纤维复丝，8：plc控制器。
具体实施方式
17.下面结合实施例，对本实用新型进一步解释。
18.如图1、2一种碳纤维复丝拉伸性能缠绕制样装置，包括工作台1、放丝系统(包括放丝电机2-1、气涨轴2-2、张力仪3、缠丝系统(缠绕电机4-1、缠绕架固定器4-2)和plc控制器8组成。
19.其中，放丝系统包括放丝电机2-1、气涨轴2-2；缠丝系统包括缠绕电机4-1、缠绕架、缠绕架固定器4-2；放丝电机2-1与气涨轴2-2相连，气涨轴2-2与纸筒6相连；缠绕架在放丝方向上依次设置前限位孔2-3、后限位孔4-3、缠绕框5；缠绕框5通过缠绕架固定器4-2固定在缠绕电机4-1的轴上，张力仪3设置在前限位孔2-3与后限位孔4-3之间，设置plc控制器控制放丝电机2-1、缠绕电机4-1、张力仪3；碳纤维复丝7通过放丝系统放丝，经过张力仪3后缠绕在缠绕框5上，并通过后限位孔4-3的移动来控制有效样条间距。放丝系统可通过动力驱动控制放丝速度，放丝速度为0～10m/min，放丝架水平放置单轴气涨轴2-2。气涨轴2-3还可以设置成双轴及以上轴数。该缠丝架可通过缠绕电机4-1动力驱动控制缠绕速度，缠绕速度为0～10m/min。缠绕架为圆形空心管构成，表面光滑、无毛刺，缠绕框长320～350mm，宽250～300mm。缠绕框5设有多个凹槽，凹槽宽10～20mm，凹槽深2～10mm，凹槽用于固定有效样条头尾的碳丝，操作过程中更易区分有效样条，且可更好的保持有效样条的张力。
20.具体以2轴碳丝同时制样，首先将绕有碳纤维复丝的纸筒分别装入气涨轴(外径76.5mm、长度280mm)并固定，再将缠绕架(长320mm、宽280mm)装入缠绕轴(φ10mm)后用缠绕架固定器固定在缠绕轴上，再将碳纤维复丝依次通过限位孔和张力仪后绑定在缠绕框的固定槽(长15mm、高5mm)中，碳纤维复丝的第一轴固定在固定槽一5-1和固定槽一5-2中，第二轴固定在固定槽一5-2和固定槽三5-3中，第三轴固定在固定槽一5-3和固定槽三5-4中，第四轴固定在固定槽一5-4和固定槽三5-5中。启动放丝电机和收丝电机，通过plc控制器控制放丝电机和缠绕电机相对速度来控制缠绕张力恒定在5
±
2n时，后限位孔开始匀速水平移动，开始收取有效碳纤维复丝样条，待两轴碳纤维复丝分别移动至固定槽二5-2和固定槽四5-4后，有效缠绕样条收取完成，继续缠绕3圈以上以保持有效缠绕样条张力，随后关闭放丝电机和缠绕电机，剪下碳纤维复丝，并将接头绑定在固定槽中。依次取下缠绕架及碳纤维纸筒，完成碳纤维复丝拉伸性能缠绕制样，有效样条见附图3。


技术特征：
1.一种碳纤维复丝拉伸性能缠绕制样装置，其特征在于，该装置包括放丝系统、张力仪、缠丝系统，均设置在工作台上，其中，放丝系统包括放丝电机、气涨轴；缠丝系统包括缠绕电机、缠绕架、缠绕架固定器；放丝电机与气涨轴相连，气涨轴与纸筒相连；缠绕架在放丝方向上依次设置前限位孔、后限位孔、缠绕框；缠绕框通过缠绕架固定器固定在缠绕电机的轴上，张力仪设置在前限位孔与后限位孔之间，设置plc控制器控制放丝电机、缠绕电机、张力仪；碳纤维复丝通过放丝系统放丝，经过张力仪后缠绕在缠绕框上，并通过后限位孔的移动来控制有效样条间距。2.根据权利要求1所述的一种碳纤维复丝拉伸性能缠绕制样装置，其特征在于，放丝系统可通过动力驱动控制放丝速度，放丝速度为0～10m/min，放丝架水平放置单轴气涨轴。3.根据权利要求1所述的一种碳纤维复丝拉伸性能缠绕制样装置，其特征在于，气涨轴还可以设置成双轴及以上轴数。4.根据权利要求1所述的一种碳纤维复丝拉伸性能缠绕制样装置，其特征在于，该缠丝架可通过缠绕电机动力驱动控制缠绕速度，缠绕速度为0～10m/min。5.根据权利要求1所述的一种碳纤维复丝拉伸性能缠绕制样装置，其特征在于，缠绕框架为圆形空心管构成，表面光滑、无毛刺，所述的缠绕框长320～350mm，宽250～300mm。6.根据权利要求5所述的一种碳纤维复丝拉伸性能缠绕制样装置，其特征在于，所述的缠绕框设有多个凹槽，凹槽宽10～20mm，凹槽深2～10mm，凹槽用于固定有效样条头尾的碳丝，操作过程中更易区分有效样条，且可更好的保持有效样条的张力。7.根据权利要求1所述的一种碳纤维复丝拉伸性能缠绕制样装置，其特征在于，放丝系统的放丝速度和缠绕系统的缠绕速度比值控制缠绕制样张力范围为0.5n～15n，用于复丝拉伸性能缠绕制样，用于获得张力均匀的有效样条。

技术总结
本实用新型涉及一种碳纤维复丝拉伸性能缠绕制样装置，该装置包括放丝系统、张力仪、缠绕系统；碳纤维复丝通过放丝系统放丝，经过张力仪后缠绕在缠绕框上，通过后限位孔的移动来控制有效样条间距，由放丝系统的放丝速度和缠绕系统的缠绕速度比值控制缠绕制样张力。本实用新型的装置用于复丝拉伸性能的缠绕制样，具有制样张力均匀、稳定性好、效率高的优点。效率高的优点。效率高的优点。


技术研发人员：葛国杰 王芬 徐源锴 黄优优 陶珍珍
受保护的技术使用者：中复神鹰碳纤维股份有限公司
技术研发日：2021.09.27
技术公布日：2022/3/8