[实用新型]大丝束碳纤维拉伸性能测试的制样装置

说明书

本实用新型涉及一种大丝束碳纤维拉伸性能测试的制样装置，属于碳纤维生产装置领域。主体支架上安装有绕丝装置、浸胶装置、退丝轴及退卷装置的张力调节装置，绕丝装置由等螺距螺杆、绕丝架、伺服电机、蝶形螺栓及坚固螺栓组成，蝶形螺栓将绕丝架两端固定在两个等螺距螺杆端部之间，且绕丝架的中心与等螺距螺杆的圆心在同一直线上，伺服电机带动等螺距螺杆转动，绕丝装置与浸胶装置之间安装有带限位孔的限位板，组成浸胶装置的带恒温水浴的浸胶槽底部的前后两侧安装有浸胶辊Ⅰ及浸胶辊Ⅱ，带恒温水浴的浸胶槽上方的前后两侧安装有导丝辊Ⅰ及导丝辊Ⅱ，导丝辊Ⅱ后部安装有沥胶辊，退卷装置的张力调节装置是弹簧的一端通过蝶形螺母固定在连接架上，弹簧的另一端与皮带连接，皮带的另一端用固定螺母固定在退丝轴上。

技术领域

本实用新型涉及碳纤维的生产装置领域，详细地讲是一种大丝束碳纤维拉伸性能测试的制样装置。

背景技术

众所周知，碳纤维是一种主要由碳元素组成，含碳量在90%以上的高性能纤维材料，具有质轻、高强、高模、耐腐蚀、低膨胀、抗疲劳、抗冲刷及自润滑、与生物体等的相容性较好等综合优异性能，是新一代的增强材料。因此，常被作为先进复合材料的增强材料而广泛应用于航空、航天、武器装备、休闲体育和交通运输等国民生产各个领域。

碳纤维通常不能直接使用，而是成型为与基体树脂组合而成的复合材料。作为结构材料应用时，复合材料的力学性能在很大程度上依赖于碳纤维的力学性能，因此，碳纤维的各项性能指标中，力学性能的高低及离散系数的大小是大家关注的焦点，也是目前碳纤维生产厂家和应用单位最为常见的材料性能考核指标之一。准确表征碳纤维的拉伸性能是评价碳纤维力学性能的关键，也是改进碳纤维生产工艺和设计制备碳纤维复合材料的重要参数，对复合材料的设计与使用具有重要的参考价值。

碳纤维复丝拉伸性能测试样条的制备，一般需经缠丝、胶液制备、浸渍胶液、晾干、固化等步骤。碳纤维复丝是由几千根甚至几万根单丝纤维组成，因此，碳纤维复丝拉伸性能值是几千根甚至几万根单丝集中受力测得的结果。如果受力不集中，单丝不能同时断裂，将导致复丝的拉伸性能测试值远低于真实值，也就不能达到准确表征碳纤维复丝拉伸性能的目的。随着碳纤维国产化进程的加快，纤维由小丝束（3K）向大丝束（48K）发展，以及大丝束碳纤维应用领域的逐渐扩大，保证大丝束纤维中单丝同时断裂的前提是浸胶过程中纤维单丝受力均匀。目前，国内碳纤维测试普遍采用人工缠绕制样，该方法通过人工对纤维施加张力后进行缠绕，人员自身和人员之间操作的差异性、各工序人员的交叉作业等均很难保证单丝间均匀受力，张力不均匀也会带来纤维样条树脂含量、浸渍张力的不均匀性和不一致性，而最终影响拉伸性能的测试结果。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本实用新型提供一种大丝束碳纤维拉伸性能测试的制样装置，保证浸胶过程中纤维浸渍张力和缠绕过程中的缠绕张力的均匀一致，实现树脂含量的均匀性；采用恒温水浴控制胶液温度的浸胶装置，避免胶液出现固化而影响浸渍效果；采用伺服电机驱动螺杆从而带动绕丝架等距移动的缠绕装置，保证纤维在绕丝架上恒张力、等距均匀排布。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种大丝束碳纤维拉伸性能测试的制样装置，设有主体支架，其特征在于，主体支架上安装有绕丝装置、浸胶装置、退丝轴及退卷装置的张力调节装置，绕丝装置由等螺距螺杆、绕丝架、伺服电机、蝶形螺栓及坚固螺栓组成，蝶形螺栓将绕丝架两端固定在两个等螺距螺杆端部之间，且绕丝架的中心与等螺距螺杆的圆心在同一直线上，伺服电机带动等螺距螺杆转动，绕丝装置与浸胶装置之间安装有带限位孔的限位板，组成浸胶装置的带恒温水浴的浸胶槽底部的前后两侧安装有浸胶辊Ⅰ及浸胶辊Ⅱ，带恒温水浴的浸胶槽上方的前后两侧安装有导丝辊Ⅰ及导丝辊Ⅱ，导丝辊Ⅱ后部安装有沥胶辊，退卷装置的张力调节装置是弹簧的一端通过蝶形螺母固定在连接架上，弹簧的另一端与皮带连接，皮带的另一端用固定螺母固定在退丝轴上。

本实用新型还可通过如下措施来实现：绕丝架的两边加工有与等距螺杆定位槽相配合的铣槽。