本發(fā)明涉及纖維材料領(lǐng)域，尤其涉及一種纖維材料可控拉伸成型設(shè)備及其方法。

背景技術(shù)：

1、纖維成型是將聚合物或天然纖維通過一系列牽伸工藝過程轉(zhuǎn)化為具有一定強(qiáng)度和伸長率的纖維材料的過程。拉伸工藝是纖維成型中的關(guān)鍵步驟，直接決定了纖維的物理性能和最終產(chǎn)品的質(zhì)量。在拉伸過程中，纖維材料通過受控的拉伸速度、溫度和拉伸倍數(shù)進(jìn)行加工，這一過程促使分子鏈重新排列，形成更加有序和緊密的結(jié)構(gòu)，從而顯著提升纖維的強(qiáng)度、耐疲勞性等。

2、優(yōu)化的拉伸工藝能夠顯著增強(qiáng)纖維的內(nèi)在品質(zhì)，使其在紡織、醫(yī)療和航空航天等高要求領(lǐng)域中的應(yīng)用潛力大幅提升。通過精確的拉伸控制裝置，纖維不僅能夠獲得更高的機(jī)械性能，還能夠在特種嚴(yán)苛環(huán)境下保持其穩(wěn)定性和耐用性。

3、現(xiàn)有技術(shù)中，例如公開號為cn117987938a的專利文獻(xiàn)中，公開了一種側(cè)吹風(fēng)生產(chǎn)多孔超細(xì)旦錦綸6fdy纖維的制備方法。該方法通過設(shè)計(jì)合理的熔體管道和熔體靜態(tài)混合器，并精確控制熔體溫度、壓力以及牽伸倍數(shù)，成功生產(chǎn)出了dpf小于0.3的錦綸纖維。這種纖維不僅在物理性能方面表現(xiàn)出色，而且其生產(chǎn)過程也十分穩(wěn)定。然而，傳統(tǒng)的拉伸設(shè)備在拉伸過程中常常會因?yàn)樵O(shè)計(jì)不當(dāng)或控制不足，導(dǎo)致纖維在拉伸過程中出現(xiàn)應(yīng)力集中或拉伸不均勻的問題。這些問題通常會引發(fā)纖維局部受力過大，導(dǎo)致斷裂或變形，從而嚴(yán)重影響纖維材料的性能和質(zhì)量。

4、因此，有必要提供一種新的纖維材料可控拉伸成型設(shè)備及其方法解決上述技術(shù)問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為克服現(xiàn)有技術(shù)所存在的缺陷，現(xiàn)提供一種纖維材料可控拉伸成型設(shè)備及其方法，以解決上述的問題。

2、本發(fā)明提供的纖維材料可控拉伸成型設(shè)備及其方法包括：拉伸箱；安裝在拉伸箱內(nèi)的兩個隔板，并通過兩個隔板將所述拉伸箱內(nèi)部的空腔分隔成拉伸腔室和兩個調(diào)節(jié)腔室，且拉伸腔室位于兩個調(diào)節(jié)腔室之間；其中，位于所述拉伸腔室內(nèi)設(shè)置有多組輥輪組件，并通過多組輥輪組件能夠?qū)w維材料進(jìn)行拉伸；位于兩個所述調(diào)節(jié)腔室內(nèi)均設(shè)置有輥輪調(diào)節(jié)組件，并通過調(diào)節(jié)組件能夠調(diào)節(jié)多組輥輪組件的高度；位于所述拉伸箱的一側(cè)設(shè)置有進(jìn)料輥組件，且通過進(jìn)料輥組件能夠?qū)烨暗睦w維材料進(jìn)行牽引；位于所述拉伸箱遠(yuǎn)離進(jìn)料輥組件的一側(cè)設(shè)置有出料輥組件，且通過出料輥組件能夠?qū)旌蟮睦w維材料進(jìn)行牽引；所述拉伸箱的兩側(cè)分別開設(shè)有進(jìn)料口和出料口，且進(jìn)料口位于靠近進(jìn)料輥組件的一側(cè)，所述出料位于靠近出料輥組件的一側(cè)；兩個所述隔板相對遠(yuǎn)離一側(cè)的兩端分別安裝有加熱件和冷卻件，所述加熱件位于拉伸箱內(nèi)靠近進(jìn)料輥組件的一側(cè)，所述冷卻件位于拉伸箱內(nèi)靠近出料輥組件的一側(cè)，位于兩個所述隔板兩側(cè)的兩端均貫穿開設(shè)有多個透氣口。

3、優(yōu)選的，所述輥輪組件包括與兩個隔板之間安裝的固定輥輪，且固定輥輪位于隔板的中心一側(cè)，所述固定輥輪的兩側(cè)均設(shè)置有主拉伸輥輪，兩個所述主拉伸輥輪的兩端均與隔板的內(nèi)側(cè)壁滑動連接，兩個所述主拉伸輥輪相對遠(yuǎn)離的一側(cè)均設(shè)置有副拉伸輥輪，且兩個副拉伸輥輪的兩端均與隔板的內(nèi)側(cè)壁滑動連接。

4、優(yōu)選的，所述輥輪調(diào)節(jié)組件包括與隔板一側(cè)通過支架安裝的雙向絲桿，且雙向絲桿位于調(diào)節(jié)腔室內(nèi)，所述雙向絲桿的外側(cè)兩端均轉(zhuǎn)動連接有絲塊，位于所述雙向絲桿的兩側(cè)均通過支架安裝有主滑桿，所述主滑桿的外側(cè)滑動連接有主滑塊，兩個所述主滑桿相對遠(yuǎn)離的一側(cè)均安裝有副滑桿，兩所述副滑桿的外側(cè)均滑動連接有副滑塊；位于所述隔板的一側(cè)頂部安裝有用于驅(qū)動雙向絲桿轉(zhuǎn)動的第一驅(qū)動件。

5、優(yōu)選的，位于上方所述絲塊的一側(cè)連接兩個主連接桿，且兩個主連接桿相對遠(yuǎn)離的一側(cè)分別與兩個主滑塊的一側(cè)連接，位于下方所述絲塊的一側(cè)連接兩個副連接桿，且兩個副連接桿相對遠(yuǎn)離的一側(cè)分別與兩個副滑塊的一側(cè)連接，兩個所述主滑塊與兩個副滑塊靠近隔板的一側(cè)均通過連接軸貫穿隔板并分別與主拉伸輥輪和副拉伸輥輪連接，所述隔板上開設(shè)有多個供連接軸滑動的調(diào)節(jié)槽。

6、優(yōu)選的，所述進(jìn)料輥組件包括與拉伸箱一側(cè)安裝的主驅(qū)動盒和副驅(qū)動盒，且主驅(qū)動盒和副驅(qū)動盒呈對立設(shè)置，所述主驅(qū)動盒內(nèi)轉(zhuǎn)動連接有主雙向螺桿，所述主雙向螺桿的外側(cè)兩端均螺紋連接有主螺紋套，兩個所述主螺紋套的周側(cè)分別轉(zhuǎn)動連接有主錐齒輪、驅(qū)動錐齒輪和副錐齒輪，所述驅(qū)動錐齒輪位于主錐齒輪和副錐齒輪之間，所述主錐齒輪通過驅(qū)動錐齒輪與副錐齒輪嚙合連接。

7、優(yōu)選的，所述副驅(qū)動盒內(nèi)轉(zhuǎn)動連接有副雙向螺桿，所述副雙向螺桿的外側(cè)兩端均螺紋連接有副螺紋套，所述主驅(qū)動盒與副驅(qū)動盒相對靠近的一側(cè)均開設(shè)有滑動槽，位于所述主驅(qū)動盒與副驅(qū)動盒之間設(shè)置有兩個進(jìn)料輥，兩個所述進(jìn)料輥呈上下分布，兩個所述進(jìn)料輥的兩端均通過傳動桿分別與副錐齒輪和副螺紋套連接。

8、優(yōu)選的，所述主驅(qū)動盒與副驅(qū)動盒的頂部均轉(zhuǎn)動連接有齒輪，其中一個所述齒輪的底部通過連接桿貫穿主驅(qū)動盒的頂部并與主雙向螺桿的頂部連接，另一個所述齒輪的底部通過連接桿貫穿副驅(qū)動盒的頂部并與副雙向螺桿的頂部連接，兩個所述齒輪之間通過齒輪皮帶傳動連接；位于所述主驅(qū)動盒的頂部安裝有用于驅(qū)動齒輪轉(zhuǎn)動的第二驅(qū)動件。

9、優(yōu)選的，所述主驅(qū)動盒遠(yuǎn)離副驅(qū)動盒的一側(cè)安裝有兩個導(dǎo)向桿，且兩個導(dǎo)向桿上均滑動連接有兩個第三驅(qū)動件，兩個所述第三驅(qū)動件的輸出端分別與主錐齒輪的一側(cè)連接。

10、優(yōu)選的，所述出料輥組件與上述進(jìn)料輥組件的結(jié)構(gòu)相同。

11、優(yōu)選的，進(jìn)料階段、進(jìn)料輥組件啟動，通過第二驅(qū)動件驅(qū)動主驅(qū)動盒內(nèi)的齒輪轉(zhuǎn)動，進(jìn)而帶動主雙向螺桿和副雙向螺桿同步旋轉(zhuǎn)，由于主雙向螺桿和副雙向螺桿的外側(cè)分別螺紋連接有主螺紋套和副螺紋套，且兩者通過驅(qū)動錐齒輪、主錐齒輪和副錐齒輪的嚙合關(guān)系實(shí)現(xiàn)同步運(yùn)動，因此主螺紋套和副螺紋套會沿螺桿軸向移動，隨著主螺紋套和副螺紋套的移動，通過傳動桿帶動兩個上下分布的進(jìn)料輥轉(zhuǎn)動，從而牽引待拉伸的纖維材料進(jìn)入拉伸箱內(nèi)，同時，第三驅(qū)動件可沿導(dǎo)向桿滑動，調(diào)整主錐齒輪的位置，以微調(diào)進(jìn)料輥之間的距離，從而控制纖維材料的進(jìn)給張力；

12、加熱與拉伸階段、加熱軟化，纖維材料首先經(jīng)過加熱件，被加熱至適宜的溫度，使其軟化，增加纖維材料的可拉伸性，提升纖維強(qiáng)度；

13、拉伸成型、軟化后的纖維材料進(jìn)入拉伸腔室，被多組輥輪組件拉伸，輥輪組件的高度可通過輥輪調(diào)節(jié)組件進(jìn)行調(diào)整，雙向絲桿在第一驅(qū)動件的驅(qū)動下旋轉(zhuǎn)，帶動絲塊沿絲桿移動，進(jìn)而通過主連接桿和副連接桿分別驅(qū)動主滑塊和副滑塊在主滑桿和副滑桿上滑動，最終實(shí)現(xiàn)主拉伸輥輪和副拉伸輥輪的升降，從而控制拉伸比和拉伸力，冷卻定型階段、冷卻固化，拉伸后的纖維材料經(jīng)過冷卻裝置，迅速冷卻至室溫，使其保持拉伸后的形態(tài)，完成纖維定型；

14、出料階段、出料輥組件工作，與進(jìn)料輥組件結(jié)構(gòu)相同的出料輥組件啟動，通過相似的驅(qū)動機(jī)制帶動出料輥轉(zhuǎn)動，牽引已拉伸并冷卻定型的纖維材料從出料口輸出，完成整個拉伸成型過程。

15、與相關(guān)技術(shù)相比較，本發(fā)明提供的纖維材料可控拉伸成型設(shè)備及其方法具有如下有益效果：

16、本發(fā)明通過設(shè)置輥輪調(diào)節(jié)組件，能夠?qū)佪喗M件內(nèi)的輥輪的高度差進(jìn)行調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)輥輪的高度差能夠確保纖維材料在拉伸過程中受到的拉伸力更加均勻，避免單點(diǎn)應(yīng)力集中，從而提高材料的整體性能，并能夠減少纖維材料在拉伸過程中由于局部應(yīng)力過大而產(chǎn)生的斷裂風(fēng)險(xiǎn)，增加纖維材料的延展性和強(qiáng)度。

17、本發(fā)明通過設(shè)置進(jìn)料輥組件，且通過進(jìn)料輥組件能夠調(diào)節(jié)兩個進(jìn)料輥之間的距離，對拉伸前的纖維材料進(jìn)行牽引，確保纖維材料穩(wěn)定進(jìn)入拉伸腔室，能夠根據(jù)纖維材料的不同厚度和寬度進(jìn)行調(diào)整，確保纖維材料在進(jìn)料過程中不會出現(xiàn)偏移、打皺或堆積等現(xiàn)象，保證了拉伸過程的連續(xù)性和穩(wěn)定性，減少因進(jìn)料不穩(wěn)定而造成的停機(jī)和廢料。