[發明專利]一種碳纖維應用工藝性測試裝置及測試方法

有效

• 申請號: 201711276907.0
• 申請日: 2017-12-06
• 公開（公告）號: CN108169052B
• 公開（公告）日: 2021-02-09
• 發明（設計）人: 李龍;馮志海;楊云華;朱世鵬;潘月秀;高建麗
• 申請（專利權）人: 航天材料及工藝研究所;中國運載火箭技術研究院
• 主分類號: G01N5/02
• 分類號: G01N5/02
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 范曉毅

1.一種碳纖維應用工藝性測試方法，其特征在于：利用碳纖維應用工藝性測試裝置實現，具體測試步驟如下：

步驟一、將碳纖維紗筒固定于放卷裝置(1)上，牽引碳纖維紗筒上的碳纖維束依次繞過導向輥(2)、彎折導向裝置(5)、絲束展開裝置(6)、絲束張力測量裝置(8)后固定在碳纖維收絲裝置(9)上，測量放卷裝置(1)出口處碳纖維束的初始幅寬；

步驟二、在導向輥(2)和彎折導向裝置(5)之間安裝第一毛絲收集裝置(3)，在絲束展開裝置(6)和導向輥(2)之間安裝第二毛絲收集裝置(7)；所述第一毛絲收集裝置(3)用于測試碳纖維束的初始毛絲量，所述第二毛絲收集裝置(7)用于測試碳纖維束的工藝起毛量；所述初始毛絲量為第一毛絲收集裝置收集毛絲的重量，與所測試碳纖維束長度和初始幅寬的比值；所述工藝起毛量為第二毛絲收集裝置收集毛絲的重量，與所測試碳纖維束長度和展纖后幅寬的比值；

步驟三、啟動碳纖維應用工藝性測試裝置，設置碳纖維束的運行速度為5～20m/min，碳纖維束通過第一毛絲收集裝置(3)和第二毛絲收集裝置(7)的長度為50～100m；

步驟四、停止碳纖維應用工藝性測試裝置，測量第二毛絲收集裝置(7)入口處碳纖維束的幅寬；取下第一毛絲收集裝置(3)和第二毛絲收集裝置(7)，用鑷子收集附著于第一毛絲收集裝置(3)和第二毛絲收集裝置(7)上的毛絲，分別稱量第一毛絲收集裝置(3)和第二毛絲收集裝置(7)上的毛絲重量；

步驟五、更換第一毛絲收集裝置(3)和第二毛絲收集裝置(7)，重復步驟一～步驟四，重復次數大于等于3次。

2.根據權利要求1所述的一種碳纖維應用工藝性測試方法，其特征在于：所述步驟二中第一毛絲收集裝置(3)和第二毛絲收集裝置(7)均由兩塊海綿和一個施壓砝碼(4)組成，所述海綿的長寬尺寸與施壓砝碼的長寬尺寸相同，所述碳纖維束由兩塊海綿的中間穿過，施壓砝碼位于兩塊海綿的上方；所述第一毛絲收集裝置(3)用于測試碳纖維束的初始毛絲量，所述第二毛絲收集裝置(7)用于測試碳纖維束的工藝起毛量。

3.一種碳纖維應用工藝性測試裝置，其特征在于：包括放卷裝置(1)、導向輥(2)、第一毛絲收集裝置(3)、彎折導向裝置(5)、絲束展開裝置(6)、第二毛絲收集裝置(7)、絲束張力測量裝置(8)、碳纖維收絲裝置(9)；

碳纖維紗筒固定于放卷裝置(1)上，碳纖維紗筒上的碳纖維束繞過導向輥(2)后穿過第一毛絲收集裝置(3)；穿過第一毛絲收集裝置(3)的碳纖維束依次繞過導向輥(2)、彎折導向裝置(5)、絲束展開裝置(6)后穿過第二毛絲收集裝置(7)；穿過第二毛絲收集裝置(7)的碳纖維束依次繞過導向輥(2)、絲束張力測量裝置(8)后固定在碳纖維收絲裝置(9)上；所述碳纖維應用工藝性測試裝置還包括驅動電機和轉速控制系統，在轉速控制系統控制下，驅動電機牽引碳纖維收絲裝置(9)運動，所述碳纖維收絲裝置(9)牽引碳纖維束運動；通過調節放卷裝置(1)的轉動阻力調節碳纖維束所受的張力；

所述碳纖維應用工藝性測試裝置采用權利要求1所述的測試方法完成測試。

4.根據權利要求3所述的一種碳纖維應用工藝性測試裝置，其特征在于：所述第一毛絲收集裝置(3)和第二毛絲收集裝置(7)均由兩塊海綿和一個施壓砝碼(4)組成，所述海綿的長寬尺寸與施壓砝碼的長寬尺寸相同，所述碳纖維束由兩塊海綿的中間穿過，施壓砝碼位于兩塊海綿的上方；所述第一毛絲收集裝置(3)用于測試碳纖維束的初始毛絲量，所述第二毛絲收集裝置(7)用于測試碳纖維束的工藝起毛量。

5.根據權利要求4所述的一種碳纖維應用工藝性測試裝置，其特征在于：所述海綿材料是聚氨酯或軟質發泡材料。

6.根據權利要求3所述的一種碳纖維應用工藝性測試裝置，其特征在于：所述彎折導向裝置(5)為4～6根導向輪，所述碳纖維束在導向輪間彎折的角度為160°～180°。

7.根據權利要求3所述的一種碳纖維應用工藝性測試裝置，其特征在于：所述絲束展開裝置(6)為3～6根展纖輥，所述碳纖維束在展纖輥間彎折的角度為50°～80°。