增强纤维浸胶纱制样中的定量控制装置及制样方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种增强纤维浸胶纱制样中的定量控制装置及制样方法，包括机架；张力控制装置，张力控制装置包括张力控制器、驱动装置、磁粉离合器、磁粉制动器、浸胶纱缠绕架和原纱支撑辊；树脂黏度控制装置，树脂黏度控制装置包括移动小车、树脂槽和树脂加热槽，树脂槽位于树脂加热槽内，原纱经过树脂槽内浸胶，移动小车与张力控制器电连接并随浸胶纱缠绕在浸胶纱缠绕架上而在原纱支撑辊的长度方向上移动；树脂含量控制装置，包括压辊架、上压辊、下压辊和第一排叉。本发明专利技术的有益效果是：将增强纤维浸胶纱制样过程中决定纤维力学性能的几个参数：张力、树脂黏度、树脂含量进行了定量控制，试样通过定量可控的制备过程，品质更为稳定。

Quantitative control device and sample preparation method in the sample preparation of reinforced fiber impregnated yarn

【技术实现步骤摘要】
增强纤维浸胶纱制样中的定量控制装置及制样方法
本专利技术涉及一种增强纤维浸胶纱制样中的定量控制装置及制样方法。
技术介绍
增强纤维浸胶纱是由增强纤维丝束经过浸渍液态树脂并固化后制成的类圆柱体丝束状复合材料。这种材料一般用来作为检测试样测试其拉伸性能。而这种测试方法是评价增强纤维力学性能最常规和最直观的方法。一根标准的浸胶纱试样，外表平直、浸胶均匀、样品表面无毛刺、断纱、无挂树脂胶体、无纤维错位，周身呈集束状，色泽圆润光亮。同时试样的树脂和纤维的质量含量必须在标准规定的范围内。否则，试样不符合以上表述，应舍弃不能用于试验。但是即使符合上述要求的试样，在测试过程中，依旧会出现数据不稳定的情况，同型号不同纱卷的浸胶纱试样在顺序依次制样完毕后，测试的数据差异较大的情况。通常这种情况下，技术人员会对数据结果进行比对分析，大多数情况下分析出差异的原因会追溯至制样过程中，结论是制样过程中，试样的张力、树脂黏度、树脂含量无法进行定量控制，导致测试结果的差异。所以，因为数据差异导致的重复制样的情况是经常发生的，数据的不稳定，让检测机构不得不投入人员进行重复劳动，不仅降低了工作效率，频繁的重复试验或者为保证报告寄送客户的及时率，更让相关技术人员不得不加班加点工作，疲惫不堪。浸胶纱的张力，影响试样成型后的平直程度，增强纤维在其增强方向（纤维方向）如果发生弯曲，就会降低最终力学性能（拉伸强度）实测数据。由于目前比较常用的张力控制方式是标准（GB/T20310-2006玻璃纤维无捻粗纱浸胶纱试样的制作和拉伸强度的测定）里介绍的机械摩擦法，就是让增强纤维（原纱）通过辊轮，以调节纱线经过辊轮的数量和角度，让纱线和辊轮发生摩擦后产生阻力，转化为纱线的张力，使纱线呈紧绷伸直状态，张力过小会让纱线弯曲，影响测试数据；张力过大，即纱线和辊轮之间的摩擦阻力也增大，过大的阻力在实际过程中会发生纱线断丝的情况，这也会造成纱线成型之前的损伤，最终依旧会影响测试数据。树脂黏度和树脂含量是两个相互关联的技术指标，树脂黏度影响树脂浸润纤维的速度和效果，理论上树脂黏度越低，树脂流动性越好，浸润纤维的速度越快，效果会越好；反之树脂流动性越差，浸润速度也会越慢，效果也会较差。树脂含量是描述复合材料中树脂和纤维的体积或质量的占比情况，树脂在复合材料中是保护纤维和传递载荷的作用，树脂含量较低，会造成局部载荷传递不均匀的情况，导致薄弱处提前发生破坏，影响试验结果；反之树脂含量过高，容易造成试样挂珠情况，这些挂珠的部位会产生应力集中，同样会造成试样提前破坏，因此树脂含量必须控制在一定范围内。树脂黏度在一定程度上会影响树脂含量的，粘度过低，树脂流动性很大，会让树脂含量相对偏低；反之，粘度较高，树脂流动性差，树脂易附着与纤维表面，没有外界干预的情况下，很难去除，造成树脂含量偏高甚至挂珠的现象。标准里谈及张力控制、树脂含量控制以及树脂黏度控制，但是均无具体定量控制的方案，甚至有些非定量方案在实施过程中也很难实现或者实现后的效果不理想。比如：树脂含量控制装置，标准里画图表示采用直径适中的圆孔，让浸胶纱穿过圆孔，过滤多余的树脂，但是实际制样过程中，纱线线密度（粗细）不一致，线密度较低的纱线，直径只有0.3mm甚至以下的尺寸，穿纱进这样尺寸的圆孔本就是不方便实现的操作。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种增强纤维浸胶纱制样中的定量控制装置，解决现有技术中增强纤维浸胶制样过程中张力、树脂黏度和树脂含量难以控制的技术缺陷。为解决上述问题，本专利技术所采取的技术方案是：增强纤维浸胶纱制样过程中的定量控制装置，包括机架；张力控制装置，张力控制装置包括张力控制器、驱动装置、磁粉离合器、磁粉制动器、浸胶纱缠绕架和原纱支撑辊，驱动装置安装在机架上，磁粉离合器的输入轴与驱动装置连接，磁粉离合器的输出轴连接浸胶纱缠绕架，驱动装置通过磁粉离合器驱动浸胶纱缠绕架转动，用于将浸胶纱缠绕在浸胶纱缠绕架上，磁粉制动器安装在机架上，原纱支撑辊的一端与磁粉制动器的输入轴连接用于放置原纱，磁粉离合器和磁粉制动器均与张力控制器电联接；树脂黏度控制装置，树脂黏度控制装置设置在浸胶纱缠绕架和原纱支撑辊之间，树脂黏度控制装置包括移动小车、树脂槽和树脂加热槽，树脂槽位于树脂加热槽内，树脂加热槽用于对放置于树脂槽内的树脂加热，原纱经过树脂槽内浸胶，移动小车与张力控制器电连接并随浸胶纱缠绕在浸胶纱缠绕架上而在原纱支撑辊的长度方向上移动；树脂含量控制装置，包括压辊架、上压辊、下压辊和第一排叉，上压辊和下压辊的两端均设置在压辊架上，并且上压辊可相对压辊架上下移动用于调整上压辊与下压辊间的距离，第一排叉设置在靠近浸胶纱缠绕架的一侧，其上开有多个宽度不等的第一浸胶纱通道，原纱在树脂槽内浸胶后从上压辊和下压辊之间穿过再通过第一浸胶纱通道缠绕在浸胶纱缠绕架上，原纱在穿过第一浸胶纱通道时过滤掉多余的树脂。本专利技术采用磁粉离合器控制浸胶纱缠绕架缠绕浸胶纱的速度，同时配合磁粉制动器控制支纱支撑辊放纱的速度，控制纱线在浸胶过程中的张力，本专利技术中的树脂加热槽对放置于其中的树脂槽进行加热，保持树脂的温度，使树脂黏度适中，本专利技术设置上压辊和下压辊，去除浸胶纱上部分多余的树脂，本专利技术中的第一排叉，在浸胶纱通过第一浸胶纱通道时，第一浸胶纱通道将浸胶纱上多余的树脂过滤掉，使浸胶纱上树脂的含量得到控制，本专利技术中由于第一排叉上第一浸胶纱通道有多个且宽度不等，可根据所需要使浸胶纱通过适当的第一浸胶纱通道，提高本专利技术的通用性。作为本专利技术的进一步改进，压辊架设置在树脂槽上靠近浸胶纱缠绕架的一端，第一排叉设置在树脂槽用，其滤掉的多余树脂回流至树脂槽内。本专利技术中滤掉的树脂回流至树脂槽内，一方面回流的树脂可再利用，另一方面提高本专利技术所使用的环境状况。作为本专利技术的进一步改进，树脂加热槽包括由内外两层构成，在其一端连接有导热油进油管和导热油出油管，导热油进油管和导热油出油管均与油温循环控制设备连通，用于向树脂加热槽内流入导热油。本专利技术采用向树脂加热槽内通入导热油实现温度的提升以及后续树脂温度的维持。作为本专利技术的进一步改进，在原纱支撑辊与树脂槽之间设置有定位架，定位架随小车的移动而同步移动，定位架上开设有定位孔，原纱穿过定位孔后进入浸胶槽。本专利技术设置定位加，原纱通过定位孔，使原纱在通过定位孔后在原纱支撑辊的长度方向上不会弯折，提高纤维浸纱制样的质量。作为本专利技术的进一步改进，小车上朝着原纱支撑辊的方向设置有支撑杆，定位架设置在支撑杆上。本专利技术通过设置支撑杆，将定位架固定在小车上，使定位架与小车同步移动。作为本专利技术的进一步改进，还包括电子天平，用于称取截取长度的浸胶纱的质量。本专利技术可采用电子天平称量浸胶纱的质量，从而计算出浸胶纱的密度，根据原纱的密度和浸胶纱的密度计算浸胶纱内树脂的含量。作为本专利技术的进一步改进，树脂槽内设置有两根以上的压线辊，用于将原纱压入树脂槽内的树脂中。本专利技术设置压线辊，使原纱在浸胶过程中浸入树脂液面以下，确保浸纱质量。作为本专利技术的进一步改进，树脂槽上靠近原纱支撑辊的一端设置有第二排叉，第二排叉本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.增强纤维浸胶纱制样过程中的定量控制装置，其特征在于：包括/n机架（1）；/n张力控制装置，张力控制装置包括张力控制器（2）、驱动装置、磁粉离合器（3）、磁粉制动器（4）、浸胶纱缠绕架（5）和原纱支撑辊（6），驱动装置安装在机架（1）上，磁粉离合器（3）的输入轴与驱动装置连接，磁粉离合器（3）的输出轴连接浸胶纱缠绕架（5），驱动装置通过磁粉离合器（3）驱动浸胶纱缠绕架（5）转动，用于将浸胶纱缠绕在浸胶纱缠绕架（5）上，磁粉制动器（4）安装在机架（1）上，原纱支撑辊（6）的一端与磁粉制动器（4）的输入轴连接用于放置纱卷或纱筒，磁粉离合器（3）和磁粉制动器（4）均与张力控制器（2）电联接；/n树脂黏度控制装置，树脂黏度控制装置设置在浸胶纱缠绕架（5）和原纱支撑辊（6）之间，树脂黏度控制装置包括移动小车（7）、树脂槽（8）和树脂加热槽（9），树脂槽（8）位于树脂加热槽（9）内，树脂加热槽（9）用于对放置于树脂槽（8）内的树脂加热，原纱经过树脂槽（8）内浸胶，移动小车（7）与张力控制器（2）电连接并随浸胶纱缠绕在浸胶纱缠绕架（5）上而在原纱支撑辊（6）的长度方向上移动；/n树脂含量控制装置，包括压辊架（10）、上压辊（11）、下压辊（12）和第一排叉（13），上压辊（11）和下压辊（12）的两端均设置在压辊架（10）上，并且上压辊（11）可相对压辊架（10）上下移动用于调整上压辊（11）与下压辊（12）间的距离，第一排叉（13）设置在靠近浸胶纱缠绕架（5）的一侧，其上开有多个宽度不等的第一浸胶纱通道（14），原纱在树脂槽（8）内浸胶后从上压辊（11）和下压辊（12）之间穿过再通过第一浸胶纱通道（14）缠绕在浸胶纱缠绕架（5）上，原纱在穿过第一浸胶纱通道（14）时过滤掉多余的树脂。/n...

【技术特征摘要】
1.增强纤维浸胶纱制样过程中的定量控制装置，其特征在于：包括
机架（1）；
张力控制装置，张力控制装置包括张力控制器（2）、驱动装置、磁粉离合器（3）、磁粉制动器（4）、浸胶纱缠绕架（5）和原纱支撑辊（6），驱动装置安装在机架（1）上，磁粉离合器（3）的输入轴与驱动装置连接，磁粉离合器（3）的输出轴连接浸胶纱缠绕架（5），驱动装置通过磁粉离合器（3）驱动浸胶纱缠绕架（5）转动，用于将浸胶纱缠绕在浸胶纱缠绕架（5）上，磁粉制动器（4）安装在机架（1）上，原纱支撑辊（6）的一端与磁粉制动器（4）的输入轴连接用于放置纱卷或纱筒，磁粉离合器（3）和磁粉制动器（4）均与张力控制器（2）电联接；
树脂黏度控制装置，树脂黏度控制装置设置在浸胶纱缠绕架（5）和原纱支撑辊（6）之间，树脂黏度控制装置包括移动小车（7）、树脂槽（8）和树脂加热槽（9），树脂槽（8）位于树脂加热槽（9）内，树脂加热槽（9）用于对放置于树脂槽（8）内的树脂加热，原纱经过树脂槽（8）内浸胶，移动小车（7）与张力控制器（2）电连接并随浸胶纱缠绕在浸胶纱缠绕架（5）上而在原纱支撑辊（6）的长度方向上移动；
树脂含量控制装置，包括压辊架（10）、上压辊（11）、下压辊（12）和第一排叉（13），上压辊（11）和下压辊（12）的两端均设置在压辊架（10）上，并且上压辊（11）可相对压辊架（10）上下移动用于调整上压辊（11）与下压辊（12）间的距离，第一排叉（13）设置在靠近浸胶纱缠绕架（5）的一侧，其上开有多个宽度不等的第一浸胶纱通道（14），原纱在树脂槽（8）内浸胶后从上压辊（11）和下压辊（12）之间穿过再通过第一浸胶纱通道（14）缠绕在浸胶纱缠绕架（5）上，原纱在穿过第一浸胶纱通道（14）时过滤掉多余的树脂。


2.根据权要求1所述的增强纤维浸胶纱制样过程中的定量控制装置，其特征在于：压辊架（10）设置在树脂槽（8）上靠近浸胶纱缠绕架（5）的一端，第一排叉（13）设置在树脂槽（8）用，其滤掉的多余树脂回流至树脂槽（8）内。


3.根据权利要求1所述的增强纤维浸胶纱制样过程中的定量控制装置，其特征在于：树脂加热槽（9）包括由内外两层构成，在其一端连接有导热油进油管（15）和导热油出油管（16），导热油进油管（15）和导热油出油管（16）均与油温循环控制设备连通，用于向树脂加热槽（9）内流入导热油。


4.根据权利要求1所述的增强纤维浸胶纱制样过程中的定量控制装置，其特征在于：在原纱支撑辊（6）与树脂槽（8）之间设置有定位架（17），定位架（17）随小车的移动而同步移动，定位架（17）上开设有定位孔（1...

【专利技术属性】
技术研发人员：李骏光，方允伟，郝郑涛，徐琪，马丹，孙天鹤，李俊，文冶天，
申请(专利权)人：南京玻璃纤维研究设计院有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32