一種易脆斷弱強纖維退繞層疊方法及其設(shè)備的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種易脆斷弱強纖維退繞層疊方法及其設(shè)備，屬于纖維結(jié)構(gòu)制造技術(shù)設(shè)備領(lǐng)域。所述退繞層疊設(shè)備，包括立柱(1)、轉(zhuǎn)動軸(2)、卷繞頭(3)、控制器(4)、糾偏傳感器(5)、氣流集束器(6)、托盤(7)和底座(8)；所述立柱(1)垂直固定于所述底座(8)上；所述托盤(7)被水平設(shè)置在所述底座(8)上，所述托盤(7)底部設(shè)有旋轉(zhuǎn)滑動機構(gòu)(9)，所述托盤(7)正上方設(shè)有所述氣流集束器(6)；所述控制器(4)和所述糾偏傳感器(5)被設(shè)置在所述立柱(1)中部；所述卷繞頭(3)嵌套于所述轉(zhuǎn)動軸(2)上，被水平設(shè)置在所述立柱(1)上部，且位于所述氣流集束器(6)正上方，相對于所述立柱(1)上部的所述轉(zhuǎn)動軸(2)的另一端設(shè)有所述退繞驅(qū)動單元(10)。將緊密卷繞單束纖維自動回落均勻平鋪在金屬托盤中，增加纖維之間的空隙，并使得纖維層疊整體成圓柱幾何體形狀，本發(fā)明創(chuàng)造性地采用糾偏傳感器和電機驅(qū)動單元實現(xiàn)單束纖維回落速度及位置恒定避免該種纖維束損傷，從而減少纖維起毛斷絲。
【專利說明】一種易脆斷弱強纖維退繞層疊方法及其設(shè)備

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種易脆斷弱強纖維退繞層疊方法及其設(shè)備，屬于纖維結(jié)構(gòu)制造技術(shù)設(shè)備領(lǐng)域。

【背景技術(shù)】
[0002]在先驅(qū)體法制備高性能陶瓷纖維的過程，有一個起到“承上啟下”的關(guān)鍵步驟，SP將有機易脆斷低強度的纖維轉(zhuǎn)變?yōu)椴蝗懿蝗鄣木W(wǎng)格纖維結(jié)構(gòu)，方可將之熱處理變成陶瓷纖維。此過程為劇烈放熱。為了保證纖維受熱均勻，需要將緊密卷繞單束纖維之間存在足夠的空隙，便于熱量傳導。而通常將其卷繞單束纖維自由回落特制的轉(zhuǎn)盤中，由于纖維束鋪排形狀不規(guī)整，成堆方式雜亂，使得纖維材料整體受熱不均勻，影響局部單根纖維材料性能品質(zhì)。如果纖維堆成規(guī)整的柱狀幾何體，就可以讓纖維材料容易受熱均勻，提高纖維材料的性
[0003]在生產(chǎn)加工纖維材料過程中，有對纖維材料堆加熱氧化工序，特別是在氧化中期，各種化學反應(yīng)的程度最為劇烈，這一階段的反應(yīng)進程將在很大程度上決定纖維內(nèi)部耐熱結(jié)構(gòu)的數(shù)量。如果采用人工進行落絲，纖維堆放雜亂不規(guī)整影響纖維材料受熱。當化學反應(yīng)程度過低時，則纖維的結(jié)構(gòu)規(guī)整度也偏低，證明纖維內(nèi)生成的耐熱結(jié)構(gòu)數(shù)量過少，這樣可能造成后續(xù)高溫處理中過量分子鏈的斷裂，給纖維引入過多缺陷。
[0004]本發(fā)明創(chuàng)造地根據(jù)傳感器對單根纖維下落狀態(tài)跟蹤信號，由微電腦可編程控制電機轉(zhuǎn)動和移動速度，使得單根纖維回旋盤繞平鋪在金屬轉(zhuǎn)盤中，并且一層一層間隙堆疊成規(guī)整的柱狀幾何體。在單根纖維下落位置設(shè)置氣流集束器，利用氣壓對纖維施加向下的拉伸力，讓單根纖維可以克服摩擦力和粘連順利地落入金屬轉(zhuǎn)盤中。在單根纖維下落過程中，位置糾偏傳感器會及時監(jiān)控單根纖維下落位置，始終保持單根纖維恒定置于氣流集束器中。經(jīng)過導向處理后，纖維可以規(guī)整一圈疊一圈平鋪金屬轉(zhuǎn)盤中，便于二次整理和受熱充分均勻。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明通過單根纖維落絲回繞盤卷均勻平鋪在金屬托盤中，增加纖維之間的空隙，并使得纖維層疊整體成規(guī)則圓柱幾何體形狀，另外還設(shè)置氣流集束器利用氣壓牽引纖維克服纖維卷的摩擦力落到金屬轉(zhuǎn)盤中。本發(fā)明創(chuàng)造采用糾偏傳感器和電機驅(qū)動單元實現(xiàn)單根纖維落絲速度及位置恒定，減少纖維起毛斷絲。
[0006]本發(fā)明公開了一種用于易脆斷弱強纖維退繞層疊的設(shè)備，包括立柱、轉(zhuǎn)動軸、卷繞頭、控制器、糾偏傳感器、氣流集束器、托盤和底座；所述立柱垂直固定于所述底座上；所述托盤被水平設(shè)置在所述底座上，所述托盤底部設(shè)有旋轉(zhuǎn)滑動機構(gòu)，所述托盤正上方設(shè)有所述氣流集束器；所述控制器和所述糾偏傳感器被設(shè)置在所述立柱中部；所述卷繞頭嵌套于所述轉(zhuǎn)動軸上，且被水平設(shè)置在所述立柱上部，且位于所述氣流集束器正上方，相對于所述立柱上部的所述轉(zhuǎn)動軸的另一端設(shè)有所述退繞驅(qū)動單元；其中所述控制器通過信號線分別連接所述退繞驅(qū)動單元、所述糾偏傳感器和所述旋轉(zhuǎn)滑動機構(gòu)。
[0007]優(yōu)選，所述易脆斷弱強纖維是指強度低于5Mpa的纖維。
[0008]優(yōu)選，所述退繞驅(qū)動單元由X軸方向往復滑動電機、Y軸方向往復滑動電機和I個雙向旋轉(zhuǎn)電機組成。
[0009]優(yōu)選，所述旋轉(zhuǎn)滑動機構(gòu)由X軸方向往復滑動電機、Y軸方向往復滑動電機和I個雙向旋轉(zhuǎn)電機組成。
[0010]優(yōu)選，所述卷繞頭為塑料材質(zhì)或者不繡鋼材質(zhì)。
[0011]本發(fā)明還提供一種使用如上述所述的設(shè)備進行對易脆斷弱強纖維退繞層疊的方法，包括如下步驟，
[0012]由所述卷繞頭的纖維絲筒頭間距和退繞速度運算獲取導絲輥轉(zhuǎn)速、糾偏速度及動態(tài)糾偏量參數(shù)；
[0013]X軸方向和Y軸方向插補運行速度參數(shù)匹配于退繞纖維絲速度參數(shù)，且所述X軸方向和Y軸方向插補運行速度參數(shù)由所述控制器根據(jù)退繞纖維絲速度、纖維絲繞圈直徑和X軸方向、Y軸方向疊加間距計算得出；
[0014]對退繞線速度進行計算生成托盤轉(zhuǎn)速參數(shù)；
[0015]所述控制器讀取所述托盤轉(zhuǎn)速參數(shù)進行控制和運算，得出退繞轉(zhuǎn)速、往復速度和往復行程；
[0016]其中所述控制器通過所述糾偏傳感器信號控制單根纖維絲以恒定下落位置穿過所述氣流集束器通道，回旋繞圈均勻平鋪在托盤中，并且堆疊成幾何體。
[0017]優(yōu)選，所述氣流集束器對單根纖維絲施加0.1-0.8兆帕壓強牽引。更優(yōu)選所述氣流集束器對單根纖維束施加0.5-0.6兆帕壓強牽引。
[0018]優(yōu)選，所述纖維絲為連續(xù)的各種陶瓷纖維的原絲如聚碳硅烷系列纖維，浙青纖維，淤漿法的Al2O3(三氧化二鋁)原絲等各種易斷弱強纖維。
[0019]優(yōu)選，所述幾何體為規(guī)則的圓柱狀幾何體。
[0020]優(yōu)選，所述托盤為不銹鋼絲平底托盤、陶瓷托盤或者碳質(zhì)托盤等。
[0021]用于易脆斷弱強纖維退繞層疊的設(shè)備，包括立柱、轉(zhuǎn)動軸、卷繞頭、控制器、糾偏傳感器、氣流集束器、托盤和底座；由卷繞頭的纖維絲筒頭間距和退繞速度運算獲取導絲輥轉(zhuǎn)速、糾偏速度及動態(tài)糾偏量參數(shù)；x軸方向和Y軸方向插補運行速度參數(shù)匹配于退繞纖維絲速度參數(shù)，由控制器根據(jù)退繞纖維絲速度、纖維絲繞圈直徑和X軸方向、Y軸方向疊加間距計算得出；對退繞線速度進行計算生成托盤轉(zhuǎn)速參數(shù)；控制器讀取所述參數(shù)進行控制和運算，得出退繞轉(zhuǎn)速、往復速度和往復行程；其中控制器通過糾偏傳感器信號控制單根纖維束以恒定下落位置穿過氣流集束器通道，回旋繞圈均勻平鋪在托盤中，并且堆疊成有規(guī)則的幾何體狀。
[0022]上述氣流集束器對單根纖維束施加0.1-0.8兆帕壓強牽引。纖維絲為連續(xù)性的陶纖維或者碳纖維及其它連續(xù)纖維。柱狀幾何體為規(guī)則的圓柱狀幾何體。托盤為不銹鋼絲平底托盤。
[0023]由控制器作為主控制單元，進行控制和運算，觸摸屏作為人機交互界面，實時對工藝參數(shù)進行修改，伺服電機作為執(zhí)行單元，完成相關(guān)機械動作。由觸控屏將相關(guān)的卷繞參數(shù)輸入至控制器，通過控制器進行處理，得出退繞轉(zhuǎn)速，往復速度，往復行程等數(shù)據(jù)，輸出對應(yīng)的脈沖信號給伺服電機，完成退繞動作；托盤轉(zhuǎn)速是對退繞線速度進行計算得出，通過轉(zhuǎn)盤變頻器中實現(xiàn)速度同步。控制點匹配運算，保持線速度一致，避免摩擦造成斷絲。
[0024]本發(fā)明取得的有益效果:本發(fā)明公開了一種易脆斷弱強纖維退繞層疊方法及其設(shè)備，具有精度高，噪音低，速度同步無相對摩擦，工業(yè)鋁材機架連接穩(wěn)固，整體外觀美觀簡潔特點。該裝置機構(gòu)結(jié)構(gòu)設(shè)計精巧，安裝簡潔，轉(zhuǎn)動平穩(wěn)，保持絲處于垂直下落狀態(tài)落入托盤中，退繞過程中人工操作簡潔，無需定人值守，一人可以值守多臺設(shè)備，大大減少用工。絲在退繞下落的過程中，采用導絲裝置，避免了纏繞斷絲現(xiàn)象，達到退繞不斷絲，擺放要均勻效果，增加超程保護光電進行保護后，轉(zhuǎn)為人工處理保持了絲的原有品質(zhì)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0025]圖1是本發(fā)明用于易脆斷弱強纖維退繞層疊的設(shè)備結(jié)構(gòu)組成示意圖。其中有:立柱1，轉(zhuǎn)動軸2，卷繞頭3，控制器4，糾偏傳感器5，氣流集束器6，托盤7，底座8，旋轉(zhuǎn)滑動機構(gòu)9，退繞驅(qū)動單元10，信號線11，單根纖維絲12。
[0026]圖2是本發(fā)明的纖維退繞堆疊擺放示意圖。

【具體實施方式】
[0027]下面對本發(fā)明的所述設(shè)備和方法詳細描述如下:圖1所示，本發(fā)明的用于易脆斷弱強纖維退繞層疊的設(shè)備，包括立柱1、轉(zhuǎn)動軸2、卷繞頭3、控制器4、糾偏傳感器5、氣流集束器6、托盤7和底座8 ;所述立柱I垂直固定于所述底座8上；所述托盤7被水平設(shè)置在所述底座8上，所述托盤7底部設(shè)有旋轉(zhuǎn)滑動機構(gòu)9，所述托盤7正上方設(shè)有所述氣流集束器6 ;所述控制器4和所述糾偏傳感器5被設(shè)置在所述立柱I中部；所述卷繞頭3嵌套于所述轉(zhuǎn)動軸2上，且被水平設(shè)置在所述立柱I上部，且位于所述氣流集束器6正上方，相對于所述立柱I上部的所述轉(zhuǎn)動軸2的另一端設(shè)有所述退繞驅(qū)動單元10 ;其中所述控制器4通過信號線分別連接所述退繞驅(qū)動單元10、所述糾偏傳感器5和所述旋轉(zhuǎn)滑動機構(gòu)9。
[0028]退繞驅(qū)動單元由X軸方向往復滑動電機、Y軸方向往復滑動電機和I個雙向旋轉(zhuǎn)電機組成。
[0029]旋轉(zhuǎn)滑動機構(gòu)由X軸方向往復滑動電機、Y軸方向往復滑動電機和I個雙向旋轉(zhuǎn)電機組成。
[0030]本發(fā)明的易脆斷弱強纖維退繞層疊方法如下:
[0031]由卷繞頭的纖維絲筒頭間距和退繞速度運算獲取導絲輥轉(zhuǎn)速、糾偏速度及動態(tài)糾偏量參數(shù)；
[0032]X軸方向和Y軸方向插補運行速度參數(shù)匹配于退繞纖維絲速度參數(shù)，由控制器根據(jù)退繞纖維絲速度、纖維絲繞圈直徑和X軸方向、Y軸方向疊加間距計算得出；
[0033]對退繞線速度進行計算生成托盤轉(zhuǎn)速參數(shù)；
[0034]控制器讀取所述參數(shù)進行控制和運算，得出退繞轉(zhuǎn)速、往復速度和往復行程；
[0035]其中控制器通過糾偏傳感器信號控制單根纖維束以恒定下落位置穿過氣流集束器通道，回旋繞圈均勻平鋪在托盤中，并且堆疊成幾何體狀。
[0036]上述氣流集束器對單根纖維束施加0.1-0.8兆帕壓強牽引。纖維絲為連續(xù)的各種陶瓷纖維的原絲如聚碳硅烷系列纖維，浙青纖維，淤漿法的A1203原絲等各種易斷弱強纖維。柱狀幾何體為規(guī)則的圓柱狀幾何體。托盤為不銹鋼絲平底托盤、陶瓷托盤或者碳質(zhì)托舟坐
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[0037]圖2所示，本發(fā)明的纖維退繞堆疊擺放示意圖，整體外觀美觀簡潔，無纏繞斷絲現(xiàn)象，且退繞不斷絲，擺放均勻，保持了絲的原有品質(zhì)。
[0038]下面是本發(fā)明的具體實施例來進一步描述:
[0039]實施例1:
[0040]一種使用本發(fā)明所述的設(shè)備進行對易脆斷弱強纖維退繞層疊的方法，包括如下步驟，由卷繞頭3的纖維絲筒頭間距和退繞速度運算獲取導絲輥轉(zhuǎn)速、糾偏速度及動態(tài)糾偏量參數(shù)；X軸方向和Y軸方向插補運行速度參數(shù)匹配于退繞纖維絲速度參數(shù)，且所述X軸方向和Y軸方向插補運行速度參數(shù)由所述控制器4根據(jù)退繞纖維絲速度、纖維絲繞圈直徑和X軸方向、Y軸方向疊加間距計算得出；
[0041]對退繞線速度進行計算生成托盤轉(zhuǎn)速參數(shù)；所述控制器4讀取所述托盤轉(zhuǎn)速參數(shù)進行控制和運算，得出退繞轉(zhuǎn)速、往復速度和往復行程；其中所述控制器4通過所述糾偏傳感器5信號控制單根纖維絲以恒定下落位置穿過所述氣流集束器6通道，回旋繞圈均勻平鋪在托盤中，并且堆疊成幾何體。所述卷繞頭為不繡鋼材質(zhì)，氣流集束器對單根纖維絲施加0.1兆帕壓強牽引。所述纖維絲為連續(xù)性的淤漿法的A1203原絲，纖維絲長I千米。所述幾何體為規(guī)則的圓柱狀幾何體。所述托盤為不銹鋼絲平底托盤。
[0042]實施例2:
[0043]所述纖維絲長2千米，卷繞頭為塑料材質(zhì)。上述氣流集束器對單根纖維絲施加0.5兆帕壓強牽引，纖維絲為碳纖維聚碳硅烷系列纖維，托盤為陶瓷托盤等。其它同實施例1。
[0044]實施例3:
[0045]所述纖維絲長3千米，卷繞頭為塑料材質(zhì)。上述氣流集束器對單根纖維絲施加0.8兆帕壓強牽引，纖維絲為浙青纖維，托盤為碳質(zhì)托盤。其它同實施例1。
【權(quán)利要求】
1.一種用于易脆斷弱強纖維退繞層疊的設(shè)備，包括立柱(I)、轉(zhuǎn)動軸(2)、卷繞頭(3)、控制器(4)、糾偏傳感器(5)、氣流集束器(6)、托盤(7)和底座(8);所述立柱(I)垂直固定于所述底座(8)上；所述托盤(7)被水平設(shè)置在所述底座(8)上，所述托盤(7)底部設(shè)有旋轉(zhuǎn)滑動機構(gòu)(9)，所述托盤(7)正上方設(shè)有所述氣流集束器￠):所述控制器(4)和所述糾偏傳感器(5)被設(shè)置在所述立柱(I)中部；所述卷繞頭(3)嵌套于所述轉(zhuǎn)動軸(2)上，且被水平設(shè)置在所述立柱(I)上部，且位于所述氣流集束器(6)正上方，相對于所述立柱(I)上部的所述轉(zhuǎn)動軸(2)的另一端設(shè)有所述退繞驅(qū)動單元(10);其中所述控制器(4)通過信號線分別連接所述退繞驅(qū)動單元(10)、所述糾偏傳感器(5)和所述旋轉(zhuǎn)滑動機構(gòu)(9)。所述易脆斷弱強纖維是指強度低于5Mpa的纖維。
2.如權(quán)利要求1所述用于易脆斷弱強纖維退繞層疊的設(shè)備，其特征在于:所述退繞驅(qū)動單元(10)由X軸方向往復滑動電機、Y軸方向往復滑動電機和I個雙向旋轉(zhuǎn)電機組成。
3.如權(quán)利要求1或2所述用于易脆斷弱強纖維退繞層疊的設(shè)備，其特征在于:所述旋轉(zhuǎn)滑動機構(gòu)(9)由X軸方向往復滑動電機、Y軸方向往復滑動電機和I個雙向旋轉(zhuǎn)電機組成。
4.如權(quán)利要求3所述用于易脆斷弱強纖維退繞層疊的設(shè)備，其特征在于:所 述卷繞頭(3)為塑料材質(zhì)或者不繡鋼材質(zhì)。
5.一種使用權(quán)利要求1-4任一項所述的設(shè)備進行對易脆斷弱強纖維退繞層疊的方法，其特征在于:包括如下步驟， 由所述卷繞頭(3)的纖維絲的筒頭間距和退繞速度運算獲取導絲輥轉(zhuǎn)速、糾偏速度及動態(tài)糾偏量參數(shù)； X軸方向和Y軸方向插補運行速度參數(shù)匹配于退繞纖維絲速度參數(shù)，且所述X軸方向和Y軸方向插補運行速度參數(shù)由所述控制器(4)根據(jù)退繞纖維絲速度、纖維絲繞圈直徑和X軸方向、Y軸方向疊加間距計算得出； 對退繞線速度進行計算生成托盤轉(zhuǎn)速參數(shù)； 所述控制器(4)讀取所述托盤轉(zhuǎn)速參數(shù)進行控制和運算，得出退繞轉(zhuǎn)速、往復速度和往復行程； 其中所述控制器(4)通過所述糾偏傳感器(5)信號控制單根纖維束以恒定下落位置穿過所述氣流集束器(6)通道，回旋繞圈均勻平鋪在托盤中，并且堆疊成幾何體。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于:所述氣流集束器(6)對單根纖維束施加0.1-0.8兆帕壓強牽引。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于:所述纖維絲為連續(xù)的聚碳硅烷系列纖維、浙青纖維或者淤漿法的Al2O3原絲。
8.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于:所述幾何體為規(guī)則的圓柱狀幾何體；所述托盤為不銹鋼絲平底托盤、陶瓷托盤或者碳質(zhì)托盤；所述氣流集束器(6)對單根纖維束施加.0.5-0.6兆帕壓強牽引。
【文檔編號】B65H54/76GK104386536SQ201410540035
【公開日】2015年3月4日 申請日期:2014年10月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月13日
【發(fā)明者】田秀梅, 張寅 , 何立軍, 陸仁 申請人:蘇州賽菲集團有限公司