[发明专利]一种单向纤维展平和单丝张力同步装置及方法

说明书

本发明公开了复合材料制备领域的一种单向纤维展平和单丝张力同步装置，包括机架和纤维丝束，机架的内部转动连接有轴承，轴承的内部固定连接有展纱异形辊，展纱异形辊的外辊面采用均布异形结构，截面形状类似均布梅花状，展纱异形辊的一端固定连接有联轴器，机架的一侧固定连接有减速电机，减速电机的输出端和联轴器固定连接，展纱异形辊的内部固定连接有加热棒和导电滑环，导电滑环和加热棒电性连接，展纱异形辊一端固定连接有前端展示杆，展纱异形辊的另一端固定连接有后端展示杆，机架的上表面固定连接有升降装置，且数量设置两组，本发明可以避免在制备过程中使得单丝纤维丝线的并列长度存在误差的问题。

技术领域

本发明涉及复合材料制备领域，具体是一种单向纤维展平和单丝张力同步装置及方法。

背景技术

单向纤维预浸布(复合材料)制备方法是采用单向纤维密排后进行预浸的一种复合材料的制作方法，此种方法可以通过多束纤维纱束直接加工成单向纤维预浸布(纤维+树脂的复合布)，在单向纤维预浸布的制备过程中将纤维纱束排列整齐并均匀平铺成无缝平面是生产的关键工序，在此生产工序中需要将纤维纱束均匀排布、无缝隙。

目前设备此道工序采用的控制方法是纤维丝束在脱离放纱纱架后首先通过分纱器对单束纤维进行定位，然后采用波浪形路径方式均匀的绕过展纱杆，纤维在牵引力的作用下与展纱杆贴合并紧密接触，此过程纤维丝束由蓬松状椭圆形向扁平带状转变，通过此过程将若干根纤维扁平带拼接成整体布面。

纤维丝束是采用若干微米级的纤维丝线并形排列聚拢形成7～12mm宽的纤维丝束，在纤维丝束的制备过程中，存在单丝纤维丝线的并列长度存在误差，在整根纤维丝束在张力作用下拉直状态时，部分纤维丝线还处于弯曲状态纤维丝线承受张力不一致，在使用中因纤维丝束的此原有缺陷导致展平效果不理想且影响复合制品的整体强度(部分纤维丝线无法分担载荷)，同时扁平带状纤维丝束仍有部分蓬松状，且未达到均匀展平效果(未受张力的纤维丝线易聚拢堆积不受控制)。

发明内容

本发明的目的在于提供一种单向纤维展平和单丝张力同步装置及方法，以解决上述背景技术中提出的部分丝线并列长度有误差和纤维丝线承受张力不一致的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种单向纤维展平和单丝张力同步装置，包括机架和纤维丝束，所述机架的内部转动连接有轴承，所述轴承的内部固定连接有展纱异形辊，所述展纱异形辊的外辊面采用均布异形结构，截面形状类似均布梅花状。

作为本发明再进一步的方案：所述展纱异形辊的一端固定连接有联轴器，所述机架的一侧固定连接有减速电机，所述减速电机的输出端和联轴器固定连接。

作为本发明再进一步的方案：所述展纱异形辊的内部固定连接有加热棒和导电滑环，所述导电滑环和加热棒电性连接。

作为本发明再进一步的方案：所述展纱异形辊一端固定连接有前端展示杆，所述展纱异形辊的另一端固定连接有后端展示杆，所述机架的上表面固定连接有升降装置，且数量设置两组，所述前端展示杆和后端展示杆均和升降装置的活动端固定连接。

作为本发明再进一步的方案：所述纤维丝束采用波浪路径上下绕前端展纱杆、展纱异形辊和后端展纱杆。

一种单向纤维展平和单丝张力同步方法，包括以下具体内容：

(1)纤维丝束按波浪路径绕前端展纱杆-展纱异形辊-后端展纱杆路径穿过，启动设备对纤维丝束进行牵引并按照V1速度运行，此时纤维丝束在张力作用下紧密贴合在前端展纱杆、后端展纱辊和展纱异形辊外辊面，可通过升降装置调节前端展纱杆与后端展纱杆基于展纱异形辊的相应高度，高度差越大纤维丝束的基准张力值越大；