【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及碳纤维生产设备领域，尤其涉及一种高宽幅无背压碳纤维丝束用的收丝装置。
技术介绍
1、碳纤维指的是含碳量在90％以上的高强度高模量纤维，由于碳纤维主要由碳元素组成的高性能纤维，其具有高比强度、高比模量、抗蠕变、耐摩擦、耐腐蚀、耐疲劳、热稳定性好等一系列优异性能，外形呈纤维状、柔软、可加工成各种织物，由于其石墨微晶结构沿纤维轴择优取向，因此沿纤维轴方向有很高的强度和模量。碳纤维的主要用途是作为增强材料与树脂、金属、陶瓷及炭等复合，制造先进复合材料，所以碳纤维成为近年来最尖端的增强材料之一。
2、而碳纤维的生产过程，需经历预氧化、碳化、表面处理、上浆，最后收卷等工序，而收卷(即收丝)作为碳纤维生产的最后一道工序，同样影响着碳纤维的质量。
3、现有技术对碳纤维的收丝方法为：
4、将烘干后的碳丝经过导丝辊到达对应的收丝装置上，再通过导丝器的前后往复运动与收丝辊上的背压辊和收丝辊旋转运动的配合，同时通过卷绕的碳纤维与背压辊的挤压使碳纤维展平并均匀的卷绕进纱锭中。
5、但是现有技术的这种方法会使卷绕前的碳纤维上下表面同时受到挤压，很容易导致部分有缺陷、不连续的碳丝卷绕到背压辊上，且碳丝卷绕前在导丝器的作用下作前后往复运动，从而导致碳纤维丝束在卷绕过程中产生较多毛丝、劈丝、断丝和打捻收缩的现象，最终影响碳纤维的整体质量。
6、综上所述，现迫切需要一种新型的碳纤维丝束用收丝装置，能有效地解决碳纤维在卷绕时产生缺陷，提高碳纤维的收丝质量和收丝效率，且需要结构简单，并能对旧产线
技术实现思路
1、为了解决现有技术下的收丝装置在收丝时碳纤维的上下表面被背压辊挤压，成卷前的卷绕过程中会产生较多毛丝、劈丝、断丝和打捻收缩的缺陷，本专利技术提供了一种高宽幅无背压碳纤维丝束用收丝装置，能有效地避免背压辊的挤压，提高碳纤维的收丝质量，且能在成卷前保持在固定位置，防止纤维打捻现象的出现，且本专利技术结构较为简单，对旧产线的改造较少，却能有效地对旧产线的产能进行提升。
2、本专利技术的一种高宽幅无背压碳纤维丝束用收丝装置，其具体结构如下所述：
3、一种高宽幅无背压碳纤维丝束用收丝装置，包括机柜，其特征在于：
4、所述的机柜呈竖直的长方体状，在机柜底部连接设置有一机柜底座，机柜底座的下部四个角落处各自设置有底座撑脚；
5、所述的机柜在其侧部柜面的中间位置设置有带显示屏的可编程逻辑控制器，该可编程逻辑控制器控制了设置在机柜内部的收丝装置组件并显示其运作状态；
6、所述的机柜的上部一侧开口，该处为进丝端，待处理的碳纤维丝束从该进丝端送入设置在机柜内部的收丝装置组件，并由收丝装置组件进行收丝。
7、根据本专利技术的一种高宽幅无背压碳纤维丝束用收丝装置，其特征在于，所述的收丝装置组件包括导丝轮组、收丝辊筒、张力传感器、可调节式配重装置、摆臂轴承、摆臂和限位导丝轮，其中，导丝轮组共设置有6个导丝轮，各个导丝轮通过长度相同的导丝轮支撑杆及轴承安装设置在机柜内，其具体为，第一导丝轮设置在机柜内部的上部位置，该第一导丝轮导入正对了机柜一侧的进丝端，第二导丝轮设置在机柜内部的另一侧，第三导丝轮设置在第二导丝轮的垂直下方，且该第三导丝轮的导丝轮支撑杆处设置有张力传感器，张力传感器获得经过的待处理的碳纤维丝束的张力参数并反馈至带显示屏的可编程逻辑控制器，第四导丝轮设置在第三导丝轮的右侧，在第四导丝轮的下方设置有与第四导丝轮的导丝轮支撑杆连接的可调节式配重装置，而第五导丝轮则设置在第四导丝轮的右下方，且第五导丝轮的导丝轮支撑杆为上下活动式，在第五导丝轮的右上方设置有一套接在摆臂轴承上的第六导丝轮，摆臂的一端通过齿轮与摆臂轴承连接，摆臂的另一端则设置有一限位导丝轮，在该限位导丝轮的一侧则设置有收丝辊筒；
8、待处理的碳纤维丝束顺序通过第一导丝轮、第二导丝轮、第三导丝轮、第四导丝轮、第五导丝轮、第六导丝轮和限位导丝轮，最后被收丝辊筒收卷。
9、根据本专利技术的一种高宽幅无背压碳纤维丝束用收丝装置，其特征在于，所述的收丝辊筒包括缸体、伺服电机、花键轴、往复丝杆、带有滑梭的活塞杠、涨紧轴、轴套、纱卷和纸筒，其中，缸体与伺服电机通过螺栓固定在机柜的内部，伺服电机共有2台，分别设置在缸体的两侧，花键轴设置在往复丝杆的内部，且花键轴与往复丝杆同圆心，伺服电机通过皮带分别与花键轴与往复丝杆的一端连接，将花键轴与往复丝杆进行旋转运动，活塞杠的一端设置有滑梭，滑梭设置在往复丝杆外表面的螺旋形轨道上，活塞杠的另一端则与涨紧轴连接，通过往复丝杆的旋转运动带动了活塞杆沿着往复丝杆的轨道作前后往复运动，从而控制与活塞杠连接的涨紧轴连接一起做前后往复运动；而涨紧轴与轴套用螺栓固定，轴套的内表面开设有滑轨槽，而花键轴的表面则开设有滑轨，将花键轴的滑轨塞进轴套的滑轨槽，将花键轴与涨紧轴连接，涨紧轴随着活塞杠做前后往复运动的同时，涨紧轴在花键轴的带动下作旋转运动，而涨紧轴的轴身上顺序套接设置有纱卷和纸筒。
10、轴套内表面开设有滑轨槽，而花键轴表面开设有滑轨的设计，两者连接，在轴套与活塞杆作前后往复运动的同时，不影响涨紧轴在花键轴的带动下作旋转运动。
11、往复丝杆上的螺旋形轨道的螺距为30～60mm，且其换轨时的转弯过度曲线角度为50～60°，而涨紧轴往复运动与旋转运动之比为15～50次/圈。
12、根据本专利技术的一种高宽幅无背压碳纤维丝束用收丝装置，其特征在于，所述的可调节式配重装置，通过调节其自身重量将通过第四导丝轮导入的待处理的碳纤维丝束获得张力，保持其丝束的展开状态被第五导丝轮导入。
13、根据本专利技术的一种高宽幅无背压碳纤维丝束用收丝装置，其特征在于，所述的摆臂轴承的轴芯外端设置有一摆臂开关，该摆臂开关控制了摆臂轴承上的步进电机的启动或停止，通过步进电机控制齿轮，将通过齿轮与摆臂轴承连接的摆臂抬起，随着摆臂的抬起，其连接的限位导丝轮也随之抬起，即，控制了限位导丝轮与收丝辊筒的间距，使限位导丝轮与收丝轴保持距离，待处理的碳纤维丝束在经过第六导丝轮后，以平整展开的状态下被收丝辊筒收卷。
14、根据本专利技术的一种高宽幅无背压碳纤维丝束用收丝装置，其特征在于，所述的收丝装置组件共有3～5个，各个收丝装置组件在机柜内由上至下顺序等间隔布置。
15、根据本专利技术的一种高宽幅无背压碳纤维丝束用收丝装置，其特征在于，所述的各个收丝装置组件的导丝轮组的导丝轮支撑杆伸出长度不同，而属于同一个导丝轮组的各个导丝轮的导丝轮支撑杆的伸出长度则相同，其具体为，越靠近进丝端的导丝轮组的导丝轮支撑杆的伸出长度越短。
16、导丝轮与导丝轮支撑杆用轴承连接，导丝轮支撑杆与机柜之间用螺栓固定，越靠近进丝端的导丝轮组的导丝轮支撑杆伸出长度越短，反之，越远离进丝端的导丝轮组的导丝轮支撑杆伸出长度就越长，而同一个导丝轮组的各个导丝轮的导丝轮支撑杆伸出长度相同，这种设计使得同一个导丝轮组的各个本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种高宽幅无背压碳纤维丝束用收丝装置，包括机柜(1)，其特征在于：
2.如权利要求1所述的一种高宽幅无背压碳纤维丝束用收丝装置，其特征在于，所述的收丝装置组件(A)包括导丝轮组(A1)、收丝辊筒(A2)、张力传感器(A3)、可调节式配重装置(A4)、摆臂轴承(A5)、摆臂(A6)和限位导丝轮(A7)，其中，导丝轮组共设置有6个导丝轮，各个导丝轮通过长度相同的导丝轮支撑杆(A1a)及轴承安装设置在机柜内，其具体为，第一导丝轮(A11)设置在机柜内部的上部位置，该第一导丝轮导入正对了机柜一侧的进丝端，第二导丝轮(A12)设置在机柜内部的另一侧，第三导丝轮(A13)设置在第二导丝轮的垂直下方，且该第三导丝轮的导丝轮支撑杆处设置有张力传感器，张力传感器获得经过的待处理的碳纤维丝束的张力参数并反馈至带显示屏的可编程逻辑控制器(4)，第四导丝轮(A14)设置在第三导丝轮的右侧，在第四导丝轮的下方设置有与第四导丝轮的导丝轮支撑杆连接的可调节式配重装置，而第五导丝轮(A15)则设置在第四导丝轮的右下方，且第五导丝轮的导丝轮支撑杆为上下活动式，在第五导丝轮的右上方设置有一套接在摆臂
3.如权利要求2所述的一种高宽幅无背压碳纤维丝束用收丝装置，其特征在于，所述的收丝辊筒(A2)包括缸体(A21)、伺服电机(A22)、花键轴(A23)、往复丝杆(A24)、带有滑梭(A25a)的活塞杠(A25)、涨紧轴(A26)、轴套(A27)、纱卷(A28)和纸筒(A29)，其中，缸体与伺服电机通过螺栓固定在机柜(1)的内部，伺服电机共有2台，分别设置在缸体的两侧，花键轴设置在往复丝杆的内部，且花键轴与往复丝杆同圆心，伺服电机通过皮带分别与花键轴与往复丝杆的一端连接，将花键轴与往复丝杆进行旋转运动，活塞杠的一端设置有滑梭，滑梭设置在往复丝杆外表面的螺旋形轨道上，活塞杠的另一端则与涨紧轴连接，通过往复丝杆的旋转运动带动了活塞杆沿着往复丝杆的轨道作前后往复运动，从而控制与活塞杠连接的涨紧轴连接一起做前后往复运动；而涨紧轴与轴套用螺栓固定，轴套的内表面开设有滑轨槽，而花键轴的表面则开设有滑轨，将花键轴的滑轨塞进轴套的滑轨槽，将花键轴与涨紧轴连接，涨紧轴随着活塞杠做前后往复运动的同时，涨紧轴在花键轴的带动下作旋转运动，而涨紧轴的轴身上顺序套接设置有纱卷和纸筒。
4.如权利要求2所述的一种高宽幅无背压碳纤维丝束用收丝装置，其特征在于，所述的可调节式配重装置(A4)，通过调节其自身重量将通过第四导丝轮(A14)导入的待处理的碳纤维丝束(5)获得张力，保持其丝束的展开状态被第五导丝轮(A15)导入。
5.如权利要求2所述的一种高宽幅无背压碳纤维丝束用收丝装置，其特征在于，所述的摆臂轴承(A5)的轴芯外端设置有一摆臂开关(A5a)，该摆臂开关控制了摆臂轴承上的步进电机的启动或停止，通过步进电机控制齿轮，将通过齿轮与摆臂轴承连接的摆臂抬起，随着摆臂的抬起，其连接的限位导丝轮(A7)也随之抬起，即，控制了限位导丝轮与收丝辊筒(A2)的间距，使限位导丝轮与收丝轴保持距离，待处理的碳纤维丝束(5)在经过第六导丝轮(A16)后，以平整展开的状态下被收丝辊筒(A2)收卷。
6.如权利要求1所述的一种高宽幅无背压碳纤维丝束用收丝装置，其特征在于，所述的收丝装置组件(A)共有3～5个，各个收丝装置组件在机柜(1)内由上至下顺序等间隔布置。
7.如权利要求6所述的一种高宽幅无背压碳纤维丝束用收丝装置，其特征在于，所述的各个收丝装置组件(A)的导丝轮组(A1)的导丝轮支撑杆(A1a)伸出长度不同，而属于同一个导丝轮组的各个导丝轮的导丝轮支撑杆的伸出长度则相同，其具体为，越靠近进丝端(1a)的导丝轮组的导丝轮支撑杆的伸出长度越短。
8.如权利要求1所述的一种高宽幅无背压碳纤维丝束用收丝装置，其特征在于，所述的机柜(1)在其侧部柜面的设置有总电源开关(1b)。
9.如权利要求1所述的一种高宽幅无背压碳纤维丝束用收丝装置，其特征在于，所述的带显示屏的可编程逻辑控制器(4)设置实时显示收丝装置组件(A)正在处理的碳纤维丝束的产品规格参数、卷绕运行参数及存储参数。
...【技术特征摘要】
1.一种高宽幅无背压碳纤维丝束用收丝装置，包括机柜(1)，其特征在于：
2.如权利要求1所述的一种高宽幅无背压碳纤维丝束用收丝装置，其特征在于，所述的收丝装置组件(a)包括导丝轮组(a1)、收丝辊筒(a2)、张力传感器(a3)、可调节式配重装置(a4)、摆臂轴承(a5)、摆臂(a6)和限位导丝轮(a7)，其中，导丝轮组共设置有6个导丝轮，各个导丝轮通过长度相同的导丝轮支撑杆(a1a)及轴承安装设置在机柜内，其具体为，第一导丝轮(a11)设置在机柜内部的上部位置，该第一导丝轮导入正对了机柜一侧的进丝端，第二导丝轮(a12)设置在机柜内部的另一侧，第三导丝轮(a13)设置在第二导丝轮的垂直下方，且该第三导丝轮的导丝轮支撑杆处设置有张力传感器，张力传感器获得经过的待处理的碳纤维丝束的张力参数并反馈至带显示屏的可编程逻辑控制器(4)，第四导丝轮(a14)设置在第三导丝轮的右侧，在第四导丝轮的下方设置有与第四导丝轮的导丝轮支撑杆连接的可调节式配重装置，而第五导丝轮(a15)则设置在第四导丝轮的右下方，且第五导丝轮的导丝轮支撑杆为上下活动式，在第五导丝轮的右上方设置有一套接在摆臂轴承上的第六导丝轮(a16)，摆臂的一端通过齿轮与摆臂轴承连接，摆臂的另一端则设置有一限位导丝轮，在该限位导丝轮的一侧则设置有收丝辊筒；
3.如权利要求2所述的一种高宽幅无背压碳纤维丝束用收丝装置，其特征在于，所述的收丝辊筒(a2)包括缸体(a21)、伺服电机(a22)、花键轴(a23)、往复丝杆(a24)、带有滑梭(a25a)的活塞杠(a25)、涨紧轴(a26)、轴套(a27)、纱卷(a28)和纸筒(a29)，其中，缸体与伺服电机通过螺栓固定在机柜(1)的内部，伺服电机共有2台，分别设置在缸体的两侧，花键轴设置在往复丝杆的内部，且花键轴与往复丝杆同圆心，伺服电机通过皮带分别与花键轴与往复丝杆的一端连接，将花键轴与往复丝杆进行旋转运动，活塞杠的一端设置有滑梭，滑梭设置在往复丝杆外表面的螺旋形轨道上，活塞杠的另一端则与涨紧轴连接，通过往复丝杆的旋转运动带动了活塞杆沿着往复丝杆的轨道作前后往复运动，从而控制与活塞杠连接的涨紧轴...
【专利技术属性】
技术研发人员：孙兴祥，童方强，叶国方，罗海良，沈林海，孙国飞，傅春盛，仲伟迪，
申请(专利权)人：浙江宝旌炭材料有限公司，
类型：发明
国别省市：
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