一种碳素纤维丝生产工艺的制作方法

本发明涉及纤维丝领域，特别涉及一种碳素纤维丝生产工艺。

背景技术：

碳素纤维是由碳纤维与相关的基体树脂备制的复合材料,是由碳元素组成的一种特种纤维，其含碳量随种类不同而异。碳素纤维具自有耐高温、抗摩擦、导电、导热及耐腐蚀等特性外形呈纤维状、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。炭素纤维的密度小，因此比强度和比模量高。

碳素纤维丝是由碳纤维与相关基体树脂备制的复合材料组合而成，并经过碳化炉进行碳化，为了更好的用于复合材料生产，需使用碳酸氢铵中性电解液对碳纤维的表面进行处理，使其能形成更好的接触表面，再通过水洗对表面处理后的碳丝进行清洁和降温，将碳丝表面的杂质清洗掉，清洗后还需对碳丝表面进行脱水和干燥，防止碳丝内部湿度不均匀。

现有的技术在对碳素纤维丝表面进行处理时，可能会存在以下几个问题：

1.在卷绕的过程中，由于张紧度不够，会使碳素纤维丝表面处于松弛状态，不能对其表面进行充分接触，易造成位置偏移的现象；

2.使用风扇或烤箱对碳素纤维丝表面进行除水时，不好控制温度，容易造成碳素纤维丝内部性质发生改变，且消耗电源，成本高。

为此，本发明提供一种碳素纤维丝生产工艺。

技术实现要素：

为了实现上述目的，本发明提供一种碳素纤维丝生产工艺，其使用了碳素纤维丝加工制作设备，该设备包括水槽和设置在水槽底部拐角处的支撑腿，所述水槽的外侧设置有卷绕装置，卷绕装置包括对称设置在水槽左右两端的l型支架，且l型支架前后对称设置有两组，l型支架的前端呈l形结构，位于左侧的两组所述l型支架竖直段之间转动连接有放卷辊轴，放卷辊轴的外壁套设有多组放卷辊，放卷辊沿着放卷辊轴的宽度方向等间距排布，另一侧的两组所述l型支架竖直段之间转动连接有收卷辊轴，收卷辊轴的外壁套设有收卷辊，收卷辊沿着收卷辊轴的宽度方向等间距排布；

所述水槽的内部设置有张紧装置，张紧装置包括滑动对接在t型槽内部的t型滑块，两组t型滑块呈前后对称设置，两组所述t型滑块之间固定连接有升降板，升降板的正上方设置有多组张紧辊，张紧辊沿着升降板的宽度方向均匀分布，张紧辊的前端呈环形结构，所述张紧辊的外壁中心开设有一号环型槽，所述张紧辊的前后两端且靠近张紧辊的底端对称设置有固定板，固定板的底部与所述升降板的顶部固定连接；

所述水槽的外侧设置有干燥装置，干燥装置包括设置在水槽右端的l型板，l型板前后对称设置有两组，两组l型板位于水槽与右侧两组所述l型支架之间且位于右侧两组l型支架的上方，所述l型板的后端呈l形结构，两组l型板竖直段且靠近l型板竖直段的顶端之间设置有多组圆辊，圆辊沿着水槽的宽度方向均匀分布，圆辊的前端呈圆形结构，所述圆辊的外壁中心开设有二号环型槽，两组所述l型板竖直段之间的侧壁与最外端的两组圆辊侧壁固定连接，每组所述圆辊之间固定连接有连接板，所述二号环型槽的前端中心左右对称设置有转轴，转轴的左端位于二号环型槽内环的左侧，其中一组所述转轴贯穿至圆辊的前端并合为一体，所述转轴的末端固定连接有传动电机，传动电机的底部设置有底座，底座的后端与一组l型板竖直段的前端固定连接，两组所述转轴的外壁且位于二号环型槽的内壁上共同套设有一号传动带，一号传动带的宽度与二号环型槽的宽度相等，一号传动带的外端设置有棉布，所述二号环型槽的前后两端之间且靠近圆辊的底端固定连接有挤压辊轴；

所述水槽的上方设置有震动机构，震动机构包括对称转动连接在所述收集槽前后两端的传动轴，且位于前侧的所述传动轴上下对称设置有两组，前后对称的两组所述传动轴外壁上均固定套设有转动板，两组转动板的另一端之间设置有拍打柱，拍打柱位于所述挡板的上方，其中一组所述l型板竖直段的左端且位于转动板的正下方固定连接有侧伸板，侧伸板的顶部与其中一组所述转动板的底端之间设置有伸缩弹簧，位于所述收集槽前侧的一组所述传动轴外壁上套设有齿轮，位于所述收集槽前侧的另一组所述传动轴外壁上套设有不完全齿轮，齿轮位于不完全齿轮的上方，且齿轮与不完全齿轮相互啮合，位于所述收集槽前侧且靠近收集槽底部的一组所述传动轴外壁上与所述收卷辊轴的外壁上共同套设有二号传动带；

采用上述碳素纤维丝加工制作设备对碳素纤维丝进行表面除水时，还包括以下步骤：

s1准备工作：将待加工的碳素纤维丝卷搬运到加工位置，检查碳素纤维丝加工制作设备是否能正常运行；

s2卷绕：通过卷绕装置可对待加工的碳素纤维丝卷进行放卷和收卷，再通过张紧装置可使待加工的碳素纤维丝在加工过程中处于紧绷状态，便于对张紧度进行调节；

s3甩水：通过震动机构对水洗后的碳素纤维丝进行拍打；

s4干燥：通过干燥装置可对震筛后的碳素纤维丝进行二次除水；

s5下料：通过人工对除水后的碳素纤维丝卷进行下料，即可得到成品。

优选的，所述水槽的后端且靠近水槽的顶部设置有进水阀，所述水槽的前端且靠近水槽的底部设置有出水阀，所述水槽内部的前后两端中心对称开设有t型槽，t型槽沿着水槽的高度方向延伸。

优选的，其中所述收卷辊轴的一端贯穿至一组l型支架竖直段的前端并固定连接有收卷电机，收卷电机的底部设置有安装座，安装座的后端与所述l型支架竖直段的前端固定连接。

优选的，所述升降板的顶部且位于其中两组相邻的所述固定板之间螺接有螺杆，螺杆的底端贯穿至水槽的底端，所述水槽的底端对应螺杆的位置开设有螺纹孔，螺杆的底端固定连接有旋转电机，旋转电机的底部设置有支撑座，支撑座的前端呈开口朝上的匚形结构，支撑座竖直段的顶部与所述水槽的底部固定连接。

优选的，所述挤压辊轴沿着二号环型槽的外壁均匀分布，所述挤压辊轴的外壁套设有挤压辊，挤压辊的外壁与棉布紧密接触。

优选的，所述圆辊的正上方设置有空心板，空心板底部的前后两端对称设置有支撑板，支撑板的底部与两组所述连接板的顶部固定连接，所述空心板的顶部设置有多组吹风机，吹风机沿着所述空心板的宽度方向线性分布，吹风机与空心板内部相通。

优选的，所述空心板的底部且对应棉布的位置设置有排风管，排风管沿着空心板的长度方向等间距排布，所述排风管的底部与所述棉布之间存在间距。

优选的，两组所述l型板竖直段之间且位于所述圆辊的下方设置有收集槽，收集槽的左端且靠近收集槽的底部开设有多组排水孔，排水孔沿着收集槽的宽度方向等间距排布，所述收集槽的左端且位于排水孔的底端设置有斜板，斜板的底部到水槽顶部之间的距离从左至右逐渐增大，所述斜板的宽度与排水孔的宽度相等，所述收集槽的左侧且位于斜板的前后两端对称设置有挡板。

有益效果

1.本发明设计的升降板、张紧辊、与螺杆之间的配合可使升降板在螺杆的螺纹驱动和t型槽的导向作用下做上下往复运动，升降板带动张紧辊同步运动，以此可使待加工的碳素纤维丝在加工过程中处于紧绷状态，便于对张紧度进行调节，防止碳素纤维丝表面过度松弛而不能对其进行有效的除水，也容易使碳素纤维丝在卷绕的过程中发生缠绕的现象，导致碳素纤维丝绷断，影响生产效率；

2.本发明通过齿轮、不完全齿轮、转动板、拍打柱与伸缩弹簧之间的配合可使不完全齿轮带动齿轮做间歇转动，齿轮带动转动板摆动，转动板可在伸缩弹簧的弹性力作用下回复原位，以此实现对水洗后的碳素纤维丝进行拍打，使水洗后的碳素纤维丝表面产生震动，以此可实现对水洗后碳素纤维丝表面的水分进行震筛，便于后期对水洗后碳素纤维丝表面进行干燥；

3.本发明通过一号传动带、棉布与挤压辊之间的配合可使一号传动带带动棉布一起转动，以此可对震筛后的碳素纤维丝进行二次除水，棉布在挤压辊的挤压作用下进行收缩，使棉布内部存留的水被挤压出来，挤压后的水通过收集槽进行收集并重新流入水槽内部，以此可对挤压出来的水进行二次利用，节省资源；

4.本发明通过吹风机可使空心板内部产生的热风通过排风管对震筛后的碳素纤维丝进行干燥，使碳素纤维丝表面的水更快速地分解，提高了碳素纤维丝内部湿度地均匀度，同时也对除水后的棉布进行干燥，使除水效果更佳。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的流程图；

图2是本发明的工作状态示意图；

图3是本发明的主视图；

图4是本发明中t型滑块与螺杆的结构示意图；

图5是本发明的剖视图；

图6是本发明图5中a区域的放大示意图；

图7是本发明的侧视图；

图8是本发明的俯视图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

如图2至图8所示，一种碳素纤维丝生产工艺，其使用了碳素纤维丝加工制作设备，该设备包括水槽10和设置在水槽10底部拐角处的支撑腿11，水槽10的后端且靠近水槽10的顶部设置有进水阀101，水槽10的前端且靠近水槽10的底部设置有出水阀102，水槽10内部的前后两端中心对称开设有t型槽103，t型槽103沿着水槽10的高度方向延伸；

水槽10的外侧设置有卷绕装置20，卷绕装置20包括对称设置在水槽10左右两端的l型支架21，且l型支架21前后对称设置有两组，l型支架21的前端呈l形结构，位于左侧的两组l型支架21竖直段之间转动连接有放卷辊轴22，放卷辊轴22的外壁套设有多组放卷辊23，放卷辊23沿着放卷辊轴22的宽度方向等间距排布，另一侧的两组l型支架21竖直段之间转动连接有收卷辊轴24，收卷辊轴24的外壁套设有收卷辊25，收卷辊25沿着收卷辊轴24的宽度方向等间距排布，其中收卷辊轴24的一端贯穿至一组l型支架21竖直段的前端并固定连接有收卷电机26，收卷电机26的底部设置有安装座261，安装座261的后端与l型支架21竖直段的前端固定连接；

水槽10的内部设置有张紧装置30，张紧装置30包括滑动对接在t型槽103内部的t型滑块31，两组t型滑块31呈前后对称设置，两组t型滑块31之间固定连接有升降板32，升降板32的正上方设置有多组张紧辊33，张紧辊33沿着升降板32的宽度方向均匀分布，张紧辊33的前端呈环形结构，张紧辊33的外壁中心开设有一号环型槽，张紧辊33的前后两端且靠近张紧辊33的底端对称设置有固定板34，固定板34的底部与升降板32的顶部固定连接，升降板32的顶部且位于其中两组相邻的固定板34之间螺接有螺杆35，螺杆35的底端贯穿至水槽10的底端，水槽10的底端对应螺杆35的位置开设有螺纹孔(图中未示出)，螺杆35的底端固定连接有旋转电机36，旋转电机36的底部设置有支撑座361，支撑座361的前端呈开口朝上的匚形结构，支撑座361竖直段的顶部与水槽10的底部固定连接。

工作时，将待加工的碳素纤维丝卷安装在放卷辊23外壁上，拉动碳素纤维丝的一端从张紧辊33的内槽底端穿过，再拉动至棉布451的上端，最终卷绕在收卷辊25的外壁上，启动旋转电机36，使其带动螺杆35转动，升降板32在螺杆35的螺纹驱动和t型槽103的导向作用下做上下往复运动，升降板32带动固定板34同步运动，张紧辊33随固定板34一起运动，以此可使待加工的碳素纤维丝在加工过程中处于紧绷状态，便于对张紧度进行调节，开启进水阀101，对水槽10内部进行注水，对待加工碳素纤维丝表面的杂质进行清洗，提高产品的质量。

水槽10的外侧设置有干燥装置40，干燥装置40包括设置在水槽10右端的l型板41，l型板41前后对称设置有两组，两组l型板41位于水槽10与右侧两组l型支架21之间且位于右侧两组l型支架21的上方，l型板41的后端呈l形结构，两组l型板41竖直段且靠近l型板41竖直段的顶端之间设置有多组圆辊42，圆辊42沿着水槽10的宽度方向均匀分布，圆辊42的前端呈圆形结构，圆辊42的外壁中心开设有二号环型槽，两组l型板41竖直段之间的侧壁与最外端的两组圆辊42侧壁固定连接，每组圆辊42之间固定连接有连接板43，二号环型槽的前端中心左右对称设置有转轴44，转轴44的左端位于二号环型槽内环的左侧，其中一组转轴44贯穿至圆辊42的前端并合为一体，转轴44的末端固定连接有传动电机441，传动电机441的底部设置有底座442，底座442的后端与一组l型板41竖直段的前端固定连接，两组转轴44的外壁且位于二号环型槽的内壁上共同套设有一号传动带45，一号传动带45的宽度与二号环型槽的宽度相等，一号传动带45的外端设置有棉布451，二号环型槽的前后两端之间且靠近圆辊42的底端固定连接有挤压辊轴46，挤压辊轴46沿着二号环型槽的外壁均匀分布，挤压辊轴46的外壁套设有挤压辊461，挤压辊461的外壁与棉布451紧密接触；

圆辊42的正上方设置有空心板47，空心板47的底部且对应棉布451的位置设置有排风管471，排风管471沿着空心板47的长度方向等间距排布，排风管471的底部与棉布451之间存在间距，空心板47底部的前后两端对称设置有支撑板472，支撑板472的底部与两组连接板43的顶部固定连接，空心板47的顶部设置有多组吹风机48，吹风机48沿着空心板47的宽度方向线性分布，吹风机48与空心板47内部相通；

两组l型板41竖直段之间且位于圆辊42的下方设置有收集槽12，收集槽12的左端且靠近收集槽12的底部开设有多组排水孔121，排水孔121沿着收集槽12的宽度方向等间距排布，收集槽12的左端且位于排水孔121的底端设置有斜板13，斜板13的底部到水槽10顶部之间的距离从左至右逐渐增大，斜板13的宽度与排水孔121的宽度相等，收集槽12的左侧且位于斜板13的前后两端对称设置有挡板131；

水槽10的上方设置有震动机构49，震动机构49包括对称转动连接在收集槽12前后两端的传动轴491，且位于前侧的传动轴491上下对称设置有两组，前后对称的两组传动轴491外壁上均固定套设有转动板492，两组转动板492的另一端之间设置有拍打柱493，拍打柱493位于挡板131的上方，其中一组l型板41竖直段的左端且位于转动板492的正下方固定连接有侧伸板494，侧伸板494的顶部与其中一组转动板492的底端之间设置有伸缩弹簧495，位于收集槽12前侧的一组传动轴491外壁上套设有齿轮496，位于收集槽12前侧的另一组传动轴491外壁上套设有不完全齿轮497，齿轮496位于不完全齿轮497的上方，且齿轮496与不完全齿轮497相互啮合，位于收集槽12前侧且靠近收集槽12底部的一组传动轴491外壁上与收卷辊轴24的外壁上共同套设有二号传动带498。

工作时，通过二号传动带498可带动一组传动轴491转动，传动轴491带动不完全齿轮497转动，不完全齿轮497带动齿轮496做间歇转动，当不完全齿轮497与齿轮496相互啮合时，齿轮496带动转动板492向上转动，转动板492带动拍打柱493同步运动，此时拍打柱493不与水洗后的碳素纤维丝接触，当不完全齿轮497不与齿轮496相互啮合时，转动板492在伸缩弹簧495的弹性力作用下向下转动，转动板492带动拍打柱493同步运动，此时拍打柱493与水洗后的碳素纤维丝接触，并对水洗后的碳素纤维丝进行拍打，启动传动电机441，使其带动一组转轴44转动，转轴44带动一号传动带45同步转动，棉布451随一号传动带45一起转动，以此可对震筛后的碳素纤维丝进行二次除水，当棉布451转动至下端并与挤压辊461接触时，此时棉布451在挤压辊461的挤压作用下进行收缩，使棉布451内部存留的水被挤压出来，并掉落到收集槽12内部，收集槽12内部的水再通过排水孔121从斜板13的表面重新流入水槽10内部，接通吹风机48的电源，对吹风机48进行通电，吹风机48内部产生的热风通过排风管471对震筛后的碳素纤维丝进行干燥，同时也对除水后的棉布451进行干燥，使除水效果更佳。

如图1所示，采用上述碳素纤维丝加工制作设备对碳素纤维丝进行表面除水时，还包括以下步骤：

s1准备工作：将待加工的碳素纤维丝卷搬运到加工位置，检查碳素纤维丝加工制作设备是否能正常运行；

s2卷绕：将待加工的碳素纤维丝卷安装在放卷辊23外壁上，拉动碳素纤维丝的一端从张紧辊33的内槽底端穿过，再拉动至棉布451的上端，最终卷绕在收卷辊25的外壁上，启动旋转电机36，使其带动螺杆35转动，升降板32在螺杆35的螺纹驱动和t型槽103的导向作用下做上下往复运动，升降板32带动固定板34同步运动，张紧辊33随固定板34一起运动，以此可使待加工的碳素纤维丝在加工过程中处于紧绷状态，便于对张紧度进行调节，开启进水阀101，对水槽10内部进行注水，对待加工碳素纤维丝表面的杂质进行清洗，提高产品的质量；

s3甩水：通过二号传动带498可带动一组传动轴491转动，传动轴491带动不完全齿轮497转动，不完全齿轮497带动齿轮496做间歇转动，当不完全齿轮497与齿轮496相互啮合时，齿轮496带动转动板492向上转动，转动板492带动拍打柱493同步运动，此时拍打柱493不与水洗后的碳素纤维丝接触，当不完全齿轮497不与齿轮496相互啮合时，转动板492在伸缩弹簧495的弹性力作用下向下转动，转动板492带动拍打柱493同步运动，此时拍打柱493与水洗后的碳素纤维丝接触，并对水洗后的碳素纤维丝进行拍打；

s4干燥：启动传动电机441，使其带动一组转轴44转动，转轴44带动一号传动带45同步转动，棉布451随一号传动带45一起转动，以此可对震筛后的碳素纤维丝进行二次除水，当棉布451转动至下端并与挤压辊461接触时，此时棉布451在挤压辊461的挤压作用下进行收缩，使棉布451内部存留的水被挤压出来，并掉落到收集槽12内部，收集槽12内部的水再通过排水孔121从斜板13的表面重新流入水槽10内部，接通吹风机48的电源，对吹风机48进行通电，吹风机48内部产生的热风通过排风管471对震筛后的碳素纤维丝进行干燥，同时也对除水后的棉布451进行干燥；

s5下料：通过人工对除水后的碳素纤维丝卷进行下料，即可得到成品。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。