[实用新型]一种碳纤维退丝的张力控制装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及材料测试设备领域，具体涉及一种碳纤维拉伸性能测试的制样过程中碳纤维退丝的张力控制装置。

背景技术

碳纤维是指碳纤维含量在90%以上的无机材料纤维，它具有密度小、质量轻、高比强度、高比模量、热膨胀系数小、耐高温、耐磨损、耐腐蚀、耐疲劳等一系列的优异性能，因此广泛用在航空航天、体育休闲、民用等领域。

碳纤维力学性能测试的内容主要包括：拉伸强度、拉伸弹性模量、断裂伸长率、体密度、线密度等，其测试方法已经有国家标准GB/T 3362-2005碳纤维复丝拉伸性能测试方法，在该测试标准中需要对碳纤维复丝进行浸胶预处理。国家标准GB/T 3362-2005对测试过程中样品尺寸、使用浸胶树脂、试样中树脂含量、固化时温度及时间均有相应的规定及描述。该标准中介绍了手工法浸胶，即剪取500mm长的复丝，用手拿住两端进入胶液中浸胶，标准中规定测试样品为10个试样，因此使用手工法浸胶操作步骤复杂，耗时较长；同时手工浸胶时难以保证丝束具有相同的张力，容易造成丝束弯曲，并最终影响测试结果准确性。

一般而言，生产加工得到的碳纤维需要经过络筒工艺，在该工艺中需要将碳纤维卷成筒状，形成筒装碳纤维产品，以便运输和使用。在使用时，筒装碳纤维产品经过退丝过程即可使用。在碳纤维拉伸性能测试的制样过程中，需要将筒装碳纤维产品退丝，退绕到金属框架上制备样品。

申请公布号为CN 102031547A的中国发明专利申请公开了一种碳纤维表面连续复合电镀金属和纳米颗粒的装置和方法，该装置中，通过退丝架将筒装碳纤维样品退丝，然后进行电镀处理。该退丝架包括支架和安装在支架上的心轴，将筒装碳纤维产品套在心轴上即可退丝。但是该退丝架对退丝过程中对碳纤维的张力不能控制和调节，从而无法控制碳纤维退丝的速度，从而影响后续的电镀处理。

在碳纤维拉伸性能测试的制样过程中，采用上述的退丝架进行退丝，退绕到金属框架上制备样品，不能保证碳纤维的平直并且碳纤维受力也不均匀，影响制样，并最终影响测试结果的准确性。

实用新型内容

本实用新型提供了一种碳纤维退丝的张力控制装置，使得筒装碳纤维产品退绕到金属框架上制备样品时，能够使得碳纤维保持平直并且受力均匀。

一种碳纤维退丝的张力控制装置，包括主体支架和安装在所述主体支架上的心轴，所述心轴上套设有与所述心轴转动配合的筒体，所述筒体上设有张紧条，所述筒体内设有张紧条扩张机构，所述主体支架上设有用于对所述筒体控速的摩擦控速机构。

筒体的外直径与筒装碳纤维产品的内径相配合，将筒装碳纤维产品套在筒体上，通过张紧条扩张机构可以使得所述筒体上的张紧条扩张，从而将筒装碳纤维产品固定在筒体上，通过摩擦控速机构调节摩擦控速机构与筒体之间的摩擦力，从而可以控制碳纤维退丝的速度，退绕到金属框架上制备样品时，能够使得碳纤维保持平直并且受力均匀。

作为优选，所述张紧条的长度方向与所述筒体的轴向一致，所述张紧条的宽度方向与所述筒体的径向一致，从而有利于张紧条的扩张。作为优选，所述张紧条靠近所述张紧条扩张机构的一端的外侧上设有锯齿，筒装碳纤维产品套在筒体上，当张紧条扩张机构对张紧条扩张时，有利于增加摩擦力，从而可进一步提高牢固度。作为优选，所述张紧条为四根，分别设置在筒体外壁不同的位置，在张紧条扩张机构的作用下，四根张紧条沿不同方向向外扩张固定筒装碳纤维产品，可以进一步提高稳固度。进一步优选，四根张紧条在所述筒体上呈均匀分布，即四根张紧条中相邻两根张紧条与所述筒体的中心所成的角为90°，均匀设置在筒体外壁不同的位置，最大限度提高稳固度。

作为优选，所述张紧条扩张机构包括与所述张紧条配合的推块以及与所述推块连接的连接杆，该连接杆一端与所述推块固定连接，另一端从所述筒体的端部伸出，所述张紧条靠近所述推块一侧设有与所述推块配合的斜面和平面，通过连接杆使得推块移动，推块在张紧条的斜面上移动，从而将张紧条扩张，推块继续移动，推块到达张紧条的平面时，完成扩张，从而可以将筒装碳纤维产品固定。进一步优选，所述连接杆上靠近所述推块的部分套设有与所述张紧条配合的限位块，所述限位块与所述筒体的端部之间设有第一压缩弹簧，在推块前进过程中，限位块在第一压缩弹簧的作用下，跟在推块后面运动，从而起到进一步限位的作用。所述连接杆伸出所述筒体的一端与所述限位块之间设有第二压缩弹簧，在推动连接杆的过程中，可利用第二压缩弹簧提供给限位块一定的推力，使得限位块准确到达所需限位的位置。