[發明專利]一種三維編織整體成型碳纖維復合材料綜框

有效

• 申請號: 201810658667.9
• 申請日: 2018-06-25
• 公開（公告）號: CN108823729B
• 公開（公告）日: 2020-05-26
• 發明（設計）人: 王益軒;王永強;李鵬飛;周能;劉靜;陳雨
• 申請（專利權）人: 西安工程大學
• 主分類號: D03C9/06
• 分類號: D03C9/06
• 代理公司: 西安弘理專利事務所 61214
• 代理人: 王蕊轉

本發明公開了一種三維編織整體成型碳纖維復合材料綜框，包括兩個平行設置的橫梁，兩個橫梁之間垂直連接有綜框側擋，其中一個橫梁的底部設有綜框掛腳，橫梁是采用編織?拉擠成型工藝制作而成的碳纖維復合材料結構。該綜框橫梁通過編織?拉擠成型工藝制作而成，可將引起綜框彎曲或變形的應力均勻地分布和轉移，從而大大提高綜框的抗疲勞性，同時有效降低綜框的振動和噪聲。

技術領域

本發明屬于紡織機械技術領域，涉及一種三維編織整體成型碳纖維復合材料綜框。

背景技術

綜框為形成梭口的高速運動部件，對于織機系統的振動及噪聲會產生重要影響。隨著新型織機的高精化發展，對于綜框的性能要求也愈來愈高。綜框的振動會造成紗線斷裂，影響織造效率，對于織機的穩定運行是極為不利的。以往在織機開口機構中使用過三代綜框，即木質綜框、鐵質綜框和鋁合金綜框，這幾種綜框可以在普通織機上正常工作，但是難以適應高速織機的生產要求，例如織機車速在800r/min以上時鋁合金綜框就會產生很大的疲勞應力，從而導致綜框結構發生疲勞變形甚至框架斷裂。隨著織機車速的提高，傳統綜框已不能滿足新型現代化織機的生產要求，取而代之的是由復合材料制成的新一帶綜框。

目前，許多紡織機械生產廠商都在積極研發重量輕、強度高、振動及噪聲小的第四代綜框—復合材料綜框。隨著新型織機的高速、高精化發展，由復合材料制成的新型綜框取代傳統綜框已成為必然趨勢，所以有必要對復合材料在綜框生產方面的應用進行探索與研究。

碳纖維復合材料是一種力學性能優異的新材料，其碳含量基本都在90％以上，與一般碳素材料不同，這種由特種纖維構成的新型復合材料具有顯著的各向異性特征，沿纖維軸向方向表現出很高的強度。碳纖維的比重不到鋼的1/4,但其抗拉強度卻是鋼的7～9倍，同時具有很高的比強度和比模量。碳纖維在國際上被稱為繼石器和鋼鐵等金屬之后的“第三代材料”，用碳纖維復合材料制成的零部件具有極高的強度，且超輕、耐高溫高壓，目前這種新型材料已被廣泛應用于航空航天、國防科技、汽車工業及化工機械等領域?？梢灶A見，由碳纖維制成的新型復合材料將在各工業領域具有巨大的應用價值和發展空間。

拉擠工藝是一種生產纖維增強復合材料線型型材的成型方法，它是在牽引裝置的帶動下，將無捻增強纖維粗紗和其他連續增強材料進行膠液、浸漬預成型，然后通過預加熱的模具固化成型，從而實現纖維增強復合材料構件的連續化生產；材料成型與結構成型一次完成；材料的制備和制品的成型是同時完成的，材料的制備過程也就是整體制品的生產過程。本發明三維編織機編織的預制件可以和拉擠成型工藝結合試制纖維增強復合材料預制件，如：碳纖維復合材料綜框、板梁結構等。三維編織機編織的任何復雜截面的直線型恒截面復合材料型材都可以用拉擠工藝成型。

3D編織-拉擠成型工藝相比較纖維纏繞、纖維鋪放等工藝來說，發展還不是很成熟，但卻很有前景。編織-拉擠成型工藝有很多優點，比如：可連續化生產；勞動成本低；沖擊強度優于纖維纏繞技術；更換產品時不受編織機原結構的限制，只需更換心軸即可；可采用2.5D或3D編織技術，使制品間剪切強度呈數量級大幅度提高。編織—拉擠成型工藝盡管有很大的潛在應用價值，但卻發展緩慢，還未能廣泛應用于工業生產。

發明內容

本發明的目的是提供一種三維編織整體成型碳纖維復合材料綜框，該綜框橫梁通過編織-拉擠成型工藝制作而成，可將引起綜框彎曲或變形的應力均勻地分布和轉移，從而大大提高綜框的抗疲勞性，同時有效降低綜框的振動和噪聲。

本發明所采用的技術方案是，一種三維編織整體成型碳纖維復合材料綜框，包括兩個平行設置的橫梁，兩個橫梁之間垂直連接有綜框側擋，其中一個橫梁的底部設有綜框掛腳，橫梁是采用編織-拉擠成型工藝制作而成的碳纖維復合材料結構。

本發明的特點還在于，

橫梁內設有通槽，綜框側擋的上下兩端分別設有側擋凸臺，側擋凸臺與通槽配合。