一种改善碳纤维丝束均匀分布的曲面导辊的制作方法

1.本实用新型涉及碳纤维传输设备技术领域，特别是一种改善碳纤维丝束均匀分布的曲面导辊。


背景技术：

2.碳纤维是在高新技术驱动下发展起来的新型材料，广泛应用于航天航空和尖端军事工业以及民用领域。目前，其研发和产业化处于快速发展阶段。碳纤维传输使用的导辊是碳纤维生产过程中重要设备，完成数百轴丝束的牵伸、均匀分布、及同步传输。其中不同丝束在导辊上的均匀分布性直接影响到丝束在热处理及表面处理过程中的质量均一性，是碳纤维产品均质化的有效保证。
3.现有装置存在的问题是，碳纤维生产线通过工序导辊、驱动导辊实现丝束的传输过程，数量众多的导辊在安装、调整过程中存在着不可避免的平行度偏差。在以导辊轴线为单坐标轴的对应位置上，不平行度使前后导辊的中心距，沿坐标轴方向呈线性增大或减小，中心距的微小差异对丝束牵伸力产生的作用，形成了丝束向导辊一侧分布的趋势，而前后导辊不平行度产生的v形通道，使丝道分布平面收缩变窄，丝束间距相应减小，易出现相互重叠的现象。在预氧化、碳化、表面处理等化学反应过程中，重叠部分的丝束产生局部与整体之间的差异，产品质量差异性增大。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种改善碳纤维丝束均匀分布的曲面导辊，能够改善碳纤维因丝束重叠产生质量差异的问题。
5.为达到以上目的，提供以下技术方案：
6.一种改善碳纤维丝束均匀分布的曲面导辊，结构包括导辊本体以及分别位于导辊本体两端的轴承座，所述轴承座内设有轴承，所述轴承内圈与导辊本体固定连接，所述导辊本体外形为曲面，其结构对称，以其一侧的对称结构为例，由左至右依次由固定端、止滑段、渐变段、平展段依次相连组成，所述平展段位于导辊中部，所述渐变段为一段与平展段衔接的圆弧，所述渐变段沿其一侧端部的方向，其轮廓素线的切线斜率逐渐增加，所述止滑段与渐变段的末端相连，其设有一个圆环状的凸台，并与渐变段圆滑过渡，所述固定端与轴承相连。
7.优选地，所述平展段的轮廓素线距离止滑段最低点的距离为a，所述止滑段、渐变段、平展段的总长度为b，且1/750≤a/b≤1/500。
8.本实用新型的有益效果为：
9.本实用新型通过对导辊本体的轮廓素线重新绘制，在过导辊本体直径的横截面上，丝束接触导辊本体的切线与导辊本体的轴线形成一定夹角，对分布在导辊不同位置的丝束产生微小的牵伸变化，使原来收窄的丝道平面宽度增加，在丝束生产数量不变的情况下不同丝束之间的间距相对增大，减少了丝束重叠挤压的情况发生，改善了不同丝束均匀
完成氧化、碳化、表面处理等化学反应过程，提高了产品质量均一性。
附图说明
10.图1为本实用新型的结构示意图；
11.图2为本实用新型的应用效果图；
12.图中所示附图标记为：1-轴承座、2-导辊本体、3-轴承、4-碳纤维丝束、5-轴线一、6-轴线二、7-轴线三、8-导辊外轮廓素线、9-轴线四、201-固定端、202-止滑段、203-渐变段、204-平展段、205-凸台。
具体实施方式
13.以下结合附图对本设计方案进行详细说明。
14.如图1所示，一种改善碳纤维丝束均匀分布的曲面导辊，由左至右依次由固定端201、止滑段202、渐变段203、平展段204依次相连组成，止滑段202、渐变段203、平展段204相加的垂直投影长度为3000mm，平展段204的轮廓素线距离止滑段202最低点的距离为4mm，导辊本体2的两端的固定端201固定于轴承3的内圈上，导辊本体2外轮廓的加工成特定的弧形，使得丝束分布均匀，改善了相同工艺参数下产品质量的均一性，提高了产品的均质性。
15.实施例
16.如图2所示，改善碳纤维均匀分布的曲面导辊，其回转素线是圆滑曲线，其它导辊的回转素线是直线。碳纤维丝束4经过轴线一5的直线导辊，传输到轴线二6与轴线三7的直线导辊上，由于存在装配偏差，各导辊轴线存在平行度偏差，例如，轴线二与6轴线三7之间相互间形成v形槽，使碳纤维丝束分布向中间集中，丝道分布平面收缩变窄。而在实际生产中，丝束刚刚通过一个预氧炉后就明显收窄，可达100mm，使每束丝束紧密排列，有的甚至出现重叠。更甚者在3000mm宽的导辊分布宽度上，仅仅展开2400mm，影响正常的工序反应过程。经过导辊本体2，导辊外轮廓素线8为弧形，经过其表面的丝束的最大空间差异可达到4mm，实现丝束均匀分布，最终经过首端轴线一5导辊的碳纤维丝束4和尾端轴线四9导辊的丝束之间均与分布。为防止丝束滑出导辊本体2，设置止滑段202，保证正常运行。在实际生产时，可根据生产线上丝束分布较差的情况，在指定的位置适当增加曲面导辊，从而改善丝束分布，使氧化、碳化、表面处理等工序的化学反应更加均匀，保证产品质量。


技术特征：
1.一种改善碳纤维丝束均匀分布的曲面导辊，结构包括导辊本体以及分别位于导辊本体两端的轴承座，其特征在于，所述轴承座内设有轴承，所述轴承内圈与导辊本体固定连接，所述导辊本体外形为曲面，其结构对称，以其一侧的对称结构为例，由左至右依次由固定端、止滑段、渐变段、平展段依次相连组成，所述平展段位于导辊中部，所述渐变段为一段与平展段衔接的圆弧，所述渐变段沿其一侧端部的方向，其轮廓素线的切线斜率逐渐增加，所述止滑段与渐变段的末端相连，其设有一个圆环状的凸台，并与渐变段圆滑过渡，所述固定端与轴承相连。2.根据权利要求1所述的一种改善碳纤维丝束均匀分布的曲面导辊，其特征在于，所述平展段的轮廓素线距离止滑段最低点的距离为a，所述止滑段、渐变段、平展段的总长度为b，且1/750≤a/b≤1/500。

技术总结
本实用新型是一种改善碳纤维丝束均匀分布的曲面导辊，结构包括导辊本体以及分别位于导辊本体两端的轴承座，轴承座内设有轴承，轴承内圈与导辊本体固定连接，导辊本体外形为曲面，其结构对称，以其一侧的对称结构为例，由左至右依次由固定端、止滑段、渐变段、平展段依次相连组成，平展段位于导辊中部，渐变段为一段与平展段衔接的圆弧，渐变段沿其一侧端部的方向，其轮廓素线的切线斜率逐渐增加，止滑段与渐变段的末端相连，其设有一个圆环状的凸台，并与渐变段圆滑过渡，固定端与轴承相连，本实用新型减少了丝束重叠挤压的情况发生，改善了不同丝束均匀完成氧化、碳化、表面处理等化学反应过程，提高了产品质量均一性。提高了产品质量均一性。提高了产品质量均一性。


技术研发人员：边源 斛小晋
受保护的技术使用者：吉林宝旌炭材料有限公司
技术研发日：2021.10.21
技术公布日：2022/5/10