[實用新型]大絲束碳纖維拉伸性能測試的制樣裝置

有效

• 申請號: 201820558505.3
• 申請日: 2018-04-19
• 公開（公告）號: CN208109535U
• 公開（公告）日: 2018-11-16
• 發明（設計）人: 劉艷艷;邱偉峰;劉彤輝;張順;李顯華;王娟
• 申請（專利權）人: 威海拓展纖維有限公司
• 主分類號: G01N1/28
• 分類號: G01N1/28
• 代理公司: 威海科星專利事務所 37202
• 代理人: 于濤

本實用新型涉及一種大絲束碳纖維拉伸性能測試的制樣裝置，屬于碳纖維生產裝置領域。主體支架上安裝有繞絲裝置、浸膠裝置、退絲軸及退卷裝置的張力調節裝置，繞絲裝置由等螺距螺桿、繞絲架、伺服電機、蝶形螺栓及堅固螺栓組成，蝶形螺栓將繞絲架兩端固定在兩個等螺距螺桿端部之間，且繞絲架的中心與等螺距螺桿的圓心在同一直線上，伺服電機帶動等螺距螺桿轉動，繞絲裝置與浸膠裝置之間安裝有帶限位孔的限位板，組成浸膠裝置的帶恒溫水浴的浸膠槽底部的前后兩側安裝有浸膠輥Ⅰ及浸膠輥Ⅱ，帶恒溫水浴的浸膠槽上方的前后兩側安裝有導絲輥Ⅰ及導絲輥Ⅱ，導絲輥Ⅱ后部安裝有瀝膠輥，退卷裝置的張力調節裝置是彈簧的一端通過蝶形螺母固定在連接架上，彈簧的另一端與皮帶連接，皮帶的另一端用固定螺母固定在退絲軸上。

技術領域

本實用新型涉及碳纖維的生產裝置領域，詳細地講是一種大絲束碳纖維拉伸性能測試的制樣裝置。

背景技術

眾所周知，碳纖維是一種主要由碳元素組成，含碳量在90%以上的高性能纖維材料，具有質輕、高強、高模、耐腐蝕、低膨脹、抗疲勞、抗沖刷及自潤滑、與生物體等的相容性較好等綜合優異性能，是新一代的增強材料。因此，常被作為先進復合材料的增強材料而廣泛應用于航空、航天、武器裝備、休閑體育和交通運輸等國民生產各個領域。

碳纖維通常不能直接使用，而是成型為與基體樹脂組合而成的復合材料。作為結構材料應用時，復合材料的力學性能在很大程度上依賴于碳纖維的力學性能，因此，碳纖維的各項性能指標中，力學性能的高低及離散系數的大小是大家關注的焦點，也是目前碳纖維生產廠家和應用單位最為常見的材料性能考核指標之一。準確表征碳纖維的拉伸性能是評價碳纖維力學性能的關鍵，也是改進碳纖維生產工藝和設計制備碳纖維復合材料的重要參數，對復合材料的設計與使用具有重要的參考價值。

碳纖維復絲拉伸性能測試樣條的制備，一般需經纏絲、膠液制備、浸漬膠液、晾干、固化等步驟。碳纖維復絲是由幾千根甚至幾萬根單絲纖維組成，因此，碳纖維復絲拉伸性能值是幾千根甚至幾萬根單絲集中受力測得的結果。如果受力不集中，單絲不能同時斷裂，將導致復絲的拉伸性能測試值遠低于真實值，也就不能達到準確表征碳纖維復絲拉伸性能的目的。隨著碳纖維國產化進程的加快，纖維由小絲束（3K）向大絲束（48K）發展，以及大絲束碳纖維應用領域的逐漸擴大，保證大絲束纖維中單絲同時斷裂的前提是浸膠過程中纖維單絲受力均勻。目前，國內碳纖維測試普遍采用人工纏繞制樣，該方法通過人工對纖維施加張力后進行纏繞，人員自身和人員之間操作的差異性、各工序人員的交叉作業等均很難保證單絲間均勻受力，張力不均勻也會帶來纖維樣條樹脂含量、浸漬張力的不均勻性和不一致性，而最終影響拉伸性能的測試結果。

發明內容

為了克服現有技術的不足，本實用新型提供一種大絲束碳纖維拉伸性能測試的制樣裝置，保證浸膠過程中纖維浸漬張力和纏繞過程中的纏繞張力的均勻一致，實現樹脂含量的均勻性；采用恒溫水浴控制膠液溫度的浸膠裝置，避免膠液出現固化而影響浸漬效果；采用伺服電機驅動螺桿從而帶動繞絲架等距移動的纏繞裝置，保證纖維在繞絲架上恒張力、等距均勻排布。

本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是：一種大絲束碳纖維拉伸性能測試的制樣裝置，設有主體支架，其特征在于，主體支架上安裝有繞絲裝置、浸膠裝置、退絲軸及退卷裝置的張力調節裝置，繞絲裝置由等螺距螺桿、繞絲架、伺服電機、蝶形螺栓及堅固螺栓組成，蝶形螺栓將繞絲架兩端固定在兩個等螺距螺桿端部之間，且繞絲架的中心與等螺距螺桿的圓心在同一直線上，伺服電機帶動等螺距螺桿轉動，繞絲裝置與浸膠裝置之間安裝有帶限位孔的限位板，組成浸膠裝置的帶恒溫水浴的浸膠槽底部的前后兩側安裝有浸膠輥Ⅰ及浸膠輥Ⅱ，帶恒溫水浴的浸膠槽上方的前后兩側安裝有導絲輥Ⅰ及導絲輥Ⅱ，導絲輥Ⅱ后部安裝有瀝膠輥，退卷裝置的張力調節裝置是彈簧的一端通過蝶形螺母固定在連接架上，彈簧的另一端與皮帶連接，皮帶的另一端用固定螺母固定在退絲軸上。

本實用新型還可通過如下措施來實現：繞絲架的兩邊加工有與等距螺桿定位槽相配合的銑槽。