本發(fā)明涉及復(fù)合材料成型技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種單向纖維絲束成型設(shè)備及其使用方法。

背景技術(shù)：

目前，在單向纖維絲束復(fù)材制件成型加工過(guò)程中，需要將一束纖維的每根絲施加幾乎一致的力，或?qū)⑾嗤攘拷z束在同一作用力下固化，現(xiàn)有技術(shù)中在進(jìn)行上述操作時(shí)，多采用砝碼吊墜方式，該方式在操作單向纖維絲束復(fù)材制件過(guò)程中存在配力設(shè)定復(fù)雜性高和效率低的問(wèn)題，不利于單向纖維絲束復(fù)材制件的制造。

專利號(hào)為“ZL201320110931.8”，授權(quán)公告號(hào)為“CN203128639U”，名稱為“一種連續(xù)纖維增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料板帶鑄軋成型設(shè)備”的中國(guó)實(shí)用新型專利，公開(kāi)了一種連續(xù)纖維增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料板帶鑄軋成型設(shè)備，包括放料裝置、張力裝置、液面控制部分、鑄造主體部分、冷卻機(jī)構(gòu)、軋機(jī)及收料裝置；該設(shè)備的復(fù)合材料板帶制備工藝為：纖維放料—纖維施加張力—纖維預(yù)熱與金屬液加熱保溫—纖維浸潤(rùn)—金屬液補(bǔ)熱—金屬液反向凝固—板帶軋制—板帶收卷。其雖然可以制作復(fù)合材料板帶，但是其同樣存在配力設(shè)定復(fù)雜性高的問(wèn)題。

專利號(hào)為“ZL201410201308.2”，授權(quán)公告號(hào)為“CN103991203A”，名稱為“長(zhǎng)纖維增強(qiáng)熱塑料直接在線成型設(shè)備”的中國(guó)發(fā)明專利，公開(kāi)了一種長(zhǎng)纖維增強(qiáng)熱塑料直接在線成型設(shè)備，包括鋼平臺(tái)、擠出裝置、計(jì)量加料裝置和玻纖加入裝置，擠出裝置包括擠出機(jī)，擠出裝置的中部還有一玻纖引入口，玻纖加入裝置包括設(shè)置于玻纖引入口上方的玻纖加熱裝置。其雖然能夠通過(guò)設(shè)置一臺(tái)擠出機(jī)實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)纖維增強(qiáng)熱塑料直接在線成型操作，但是其同樣存在配力設(shè)定復(fù)雜性高和效率低的問(wèn)題。

綜上所述，現(xiàn)有的一些纖維絲束成型設(shè)備，多存在配力設(shè)定復(fù)雜性高和效率低的問(wèn)題，為此，需要一種單向纖維絲束成型設(shè)備及其使用方法，解決現(xiàn)有技術(shù)中所存在的上述問(wèn)題，使其方便高效，配力設(shè)定簡(jiǎn)單方便，降低成本，提高效率，滿足單向纖維絲束復(fù)材制件成型的需求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種單向纖維絲束成型設(shè)備及其使用方法，解決現(xiàn)有技術(shù)中所存在的配力設(shè)定復(fù)雜性較高和效率低的問(wèn)題，使其方便高效，且配力設(shè)定簡(jiǎn)單方便，降低成本，提高效率，滿足單向纖維絲束復(fù)材制件成型的需求。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明方法一方面提供一種單向纖維絲束成型設(shè)備，包括單向絲束卡具，單向絲束卡具設(shè)置在卡具板座的右側(cè)面上，卡具板座的上設(shè)置有第一通孔，連桿的左端穿過(guò)第一通孔與恒力彈簧基板相連接；

卡具板座左側(cè)的連桿上套設(shè)有恒力彈簧，恒力彈簧的右端與卡具板座的左側(cè)面相連接，恒力彈簧的左端與恒力彈簧基板的右側(cè)面相連接；

連桿的右端穿過(guò)反力架且與推進(jìn)器板座)連接，推進(jìn)器板座的左側(cè)面上設(shè)置有螺旋推進(jìn)器，螺旋推進(jìn)器包括圓柱形的螺紋軸和螺旋母，螺紋軸的外壁上設(shè)置有外螺紋，螺旋母的內(nèi)壁上設(shè)置有與外螺紋相配合的內(nèi)螺紋，螺旋母通過(guò)內(nèi)螺紋與外螺紋相配合套設(shè)在螺紋軸的外部；

反力架的左側(cè)面上設(shè)置有稱重傳感器，稱重傳感器上設(shè)置有數(shù)據(jù)采集端，數(shù)據(jù)采集端與導(dǎo)力彈簧的右端相連接，導(dǎo)力彈簧的左端與單向絲束卡具右端相連接；

反力架的右側(cè)面上設(shè)置有電機(jī)，電機(jī)與螺旋軸的左端相連接，推進(jìn)器板座設(shè)置在螺旋母的右側(cè)，推進(jìn)器板座上設(shè)置有第二通孔，螺旋軸的右端穿過(guò)第二通孔且與力控制器板座軸套相連接，力控制器設(shè)置在力控制器板座軸套上，稱重傳感器通過(guò)數(shù)據(jù)線與力控制器相連接，力控制器與電機(jī)相連接；

反力架和力控制器板座軸套固定設(shè)置在基架上。

在以上方案中優(yōu)選的是，卡具板座的下面連接設(shè)置有滑塊，基架上對(duì)應(yīng)滑塊的位置處設(shè)置有左右方向的滑軌，滑塊設(shè)置在滑軌中。

還可以優(yōu)選的是，單向絲束卡具包括卡瓦和外絲筒內(nèi)錐形組合孔件；

卡瓦由至少兩個(gè)相互組合的分割圓卡瓦片相互組合構(gòu)成的卡瓦，分割圓卡瓦片的內(nèi)表面設(shè)置為內(nèi)分割圓直腔弧面，分割圓卡瓦片的外表面設(shè)置為外錐形圓弧面；各個(gè)分割圓卡瓦片的內(nèi)分割圓直腔弧面相互組合構(gòu)成單向絲束卡具的內(nèi)通孔，各個(gè)分割圓卡瓦片的外錐形圓弧面相互組合構(gòu)成單向絲束卡具外圓錐面；

外絲筒內(nèi)錐形組合孔件的上部設(shè)置為圓筒部分，下部設(shè)置為與圓筒部分相連接的圓錐筒部分，卡瓦設(shè)置在其圓錐筒部分內(nèi)；外絲筒內(nèi)錐形組合孔件內(nèi)位于卡瓦外側(cè)的位置處設(shè)置有頂絲；

外絲筒內(nèi)錐形組合孔件的外壁上設(shè)置有外螺紋，外螺紋與調(diào)整螺母的內(nèi)螺紋相配合，使得調(diào)整螺母套設(shè)在外絲筒內(nèi)錐形組合孔件外部。

還可以優(yōu)選的是，導(dǎo)力彈簧設(shè)置有彈簧導(dǎo)向裝置。

還可以優(yōu)選的是，彈簧導(dǎo)向裝置包括套設(shè)在導(dǎo)力彈簧外部的導(dǎo)向套。

還可以優(yōu)選的是，彈簧導(dǎo)向裝置包括穿入設(shè)置在導(dǎo)力彈簧內(nèi)部的導(dǎo)向桿。

還可以優(yōu)選的是，導(dǎo)力彈簧的左端套設(shè)在單向絲束卡具的外部，稱重傳感器與導(dǎo)力彈簧設(shè)置為同軸結(jié)構(gòu)。

還可以優(yōu)選的是，連桿的數(shù)量為四根，四根連桿均勻?qū)ΨQ地分布在單向絲束卡具的周圍。

還可以優(yōu)選的是，連桿、恒力彈簧、導(dǎo)力彈簧、電機(jī)軸和滑軌的底面均與基架的底面平行；卡具板座、反力架、推進(jìn)器板座、力控制器板座軸套、恒力彈簧板座和滑塊的縱向軸線均與基架的底面垂直。

本發(fā)明另一方面提供一種單向纖維絲束成型設(shè)備的使用方法，采用如本發(fā)明一個(gè)方面所述的單向纖維絲束成型設(shè)備，且包括以下步驟：

將單向絲束卡具卡住單向纖維絲束的端部，開(kāi)啟電機(jī)；數(shù)據(jù)采集端采集導(dǎo)力彈簧的受力數(shù)據(jù)并將該數(shù)據(jù)經(jīng)稱重傳感器傳輸至力控制器，力控制器根據(jù)該受力數(shù)據(jù)形成控制信號(hào)，并將該控制信號(hào)控制輸出至電機(jī)；

當(dāng)力控制器檢測(cè)到受力數(shù)據(jù)大于設(shè)定的預(yù)應(yīng)力值時(shí)，力控制器輸出的控制信號(hào)控制電機(jī)的轉(zhuǎn)向能夠帶動(dòng)螺旋推進(jìn)器向左移動(dòng)，以減小恒力彈簧的拉力；

當(dāng)力控制器檢測(cè)到受力數(shù)據(jù)小于設(shè)定的預(yù)應(yīng)力值時(shí)，力控制器輸出的控制信號(hào)控制電機(jī)反向轉(zhuǎn)動(dòng)，能夠帶動(dòng)螺旋推進(jìn)器向右移動(dòng)，以增大恒力彈簧的拉力；

當(dāng)力控制器檢測(cè)到受力數(shù)據(jù)等于設(shè)定的預(yù)應(yīng)力值時(shí)，力控制器輸出的控制信號(hào)控制電機(jī)靜止，以保持恒力彈簧的拉力不變。

本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)：

本發(fā)明的單向纖維絲束成型設(shè)備及其使用方法，能夠解決現(xiàn)有技術(shù)中所存在的配力設(shè)定復(fù)雜性高和效率低的問(wèn)題，使其方便高效，配力設(shè)定簡(jiǎn)單方便，降低成本，提高效率，滿足單向纖維絲束復(fù)材制件成型的需求。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的單向纖維絲束成型設(shè)備的俯視圖；

圖2為本發(fā)明的單向纖維絲束成型設(shè)備的主視圖。

圖中，1為單向絲束卡具，11為卡具板座，2為連桿，3為承重傳感器，4為數(shù)據(jù)采集端，5為導(dǎo)力彈簧，6為力控制器，61為力控制器板座軸套，7為電機(jī)，8為基架，9為反力架，10為螺旋母，101為推進(jìn)器板座，12為恒力彈簧基板，13為恒力彈簧，14為滑軌，15為滑塊。

具體實(shí)施方式

以下實(shí)施例用于說(shuō)明本發(fā)明，但不用來(lái)限制本發(fā)明的范圍。

實(shí)施例1

一種單向纖維絲束成型設(shè)備，如圖1和圖2所示，包括單向絲束卡具1，單向絲束卡具1設(shè)置在卡具板座11的右側(cè)面上，卡具板座11的上設(shè)置有第一通孔，連桿2的左端穿過(guò)第一通孔與恒力彈簧基板12相連接；

卡具板座11左側(cè)的連桿2上套設(shè)有恒力彈簧13，恒力彈簧13的右端與卡具板座11的左側(cè)面相連接，恒力彈簧13的左端與恒力彈簧基板12的右側(cè)面相連接；

連桿2的右端穿過(guò)反力架9且與推進(jìn)器板座101)連接，推進(jìn)器板座101的左側(cè)面上設(shè)置有螺旋推進(jìn)器，螺旋推進(jìn)器包括圓柱形的螺紋軸71和螺旋母10，螺紋軸71的外壁上設(shè)置有外螺紋，螺旋母10的內(nèi)壁上設(shè)置有與外螺紋相配合的內(nèi)螺紋，螺旋母10通過(guò)內(nèi)螺紋與外螺紋相配合套設(shè)在螺紋軸71的外部；

反力架9的左側(cè)面上設(shè)置有稱重傳感器3，稱重傳感器3上設(shè)置有數(shù)據(jù)采集端4，數(shù)據(jù)采集端4與導(dǎo)力彈簧5的右端相連接，導(dǎo)力彈簧5的左端與單向絲束卡具1右端相連接；

反力架9的右側(cè)面上設(shè)置有電機(jī)7，電機(jī)7與螺旋軸71的左端相連接，推進(jìn)器板座101設(shè)置在螺旋母10的右側(cè)，推進(jìn)器板座101上設(shè)置有第二通孔，螺旋軸71的右端穿過(guò)第二通孔且與力控制器板座軸套61相連接，力控制器6設(shè)置在力控制器板座軸套61上，稱重傳感器3通過(guò)數(shù)據(jù)線與力控制器6相連接，力控制器6與電機(jī)7相連接；

反力架9和力控制器板座軸套61固定設(shè)置在基架8上。

實(shí)施例2

一種單向纖維絲束成型設(shè)備，與實(shí)施例1相似，所不同的是，卡具板座11的下面連接設(shè)置有滑塊15，基架8上對(duì)應(yīng)滑塊15的位置處設(shè)置有左右方向的滑軌14，滑塊15設(shè)置在滑軌14中。

這樣，能夠使得滑塊15對(duì)卡具板座11起到支撐作用，并使其能夠在基架8的滑軌15中進(jìn)行滑動(dòng)調(diào)整。

需要說(shuō)明的是，滑塊15的數(shù)量可以為兩個(gè)，分別設(shè)置在卡具板座11的下面的兩側(cè)，相對(duì)應(yīng)與滑塊15的位置處，基架8上也設(shè)置兩條滑軌14，以供兩個(gè)滑塊15分別在其中滑動(dòng)調(diào)整?；瑝K15的底部還可以設(shè)置成圓弧形，或滑塊15的底部還可以連接設(shè)置有滑輪，以方便滑塊15在滑軌14中的滑動(dòng)，使得調(diào)整工作更加順暢。

實(shí)施例3

一種單向纖維絲束成型設(shè)備，與實(shí)施例2相似，所不同的是，單向絲束卡具1包括卡瓦和外絲筒內(nèi)錐形組合孔件；

卡瓦由至少兩個(gè)相互組合的分割圓卡瓦片相互組合構(gòu)成的卡瓦，分割圓卡瓦片的內(nèi)表面設(shè)置為內(nèi)分割圓直腔弧面，分割圓卡瓦片的外表面設(shè)置為外錐形圓弧面；各個(gè)分割圓卡瓦片的內(nèi)分割圓直腔弧面相互組合構(gòu)成單向絲束卡具1的內(nèi)通孔，各個(gè)分割圓卡瓦片的外錐形圓弧面相互組合構(gòu)成單向絲束卡具1外圓錐面；

外絲筒內(nèi)錐形組合孔件的上部設(shè)置為圓筒部分，下部設(shè)置為與圓筒部分相連接的圓錐筒部分，卡瓦設(shè)置在其圓錐筒部分內(nèi)；外絲筒內(nèi)錐形組合孔件內(nèi)位于卡瓦外側(cè)的位置處設(shè)置有頂絲；

外絲筒內(nèi)錐形組合孔件的外壁上設(shè)置有外螺紋，外螺紋與調(diào)整螺母的內(nèi)螺紋相配合，使得調(diào)整螺母套設(shè)在外絲筒內(nèi)錐形組合孔件外部。

這樣，能夠使得單向絲束卡具1更為高效穩(wěn)定的夾住單向纖維絲束，以提高其成型加工的效率和安全穩(wěn)定性。

實(shí)施例4

一種單向纖維絲束成型設(shè)備，與實(shí)施例3相似，所不同的是，導(dǎo)力彈簧5設(shè)置有彈簧導(dǎo)向裝置。

這樣，能夠使得導(dǎo)力彈簧5的運(yùn)動(dòng)更加穩(wěn)定，保證成型設(shè)備的工作穩(wěn)定性。

優(yōu)選的，彈簧導(dǎo)向裝置包括套設(shè)在導(dǎo)力彈簧5外部的導(dǎo)向套。

優(yōu)選的，彈簧導(dǎo)向裝置包括穿入設(shè)置在導(dǎo)力彈簧5內(nèi)部的導(dǎo)向桿。

需要說(shuō)明的是，導(dǎo)力彈簧5和恒力彈簧13分別可以設(shè)置為彈簧組的結(jié)構(gòu)，如導(dǎo)力彈簧5設(shè)置為導(dǎo)力彈簧組，恒力彈簧13設(shè)置為恒力彈簧組，以分別提高導(dǎo)力和恒力的效果。

實(shí)施例5

一種單向纖維絲束成型設(shè)備，與實(shí)施例4相似，所不同的是，導(dǎo)力彈簧5的左端套設(shè)在單向絲束卡具1的外部，稱重傳感器3與導(dǎo)力彈簧5設(shè)置為同軸結(jié)構(gòu)。

這樣，能夠提高導(dǎo)力彈簧5、單向絲束卡具1及稱重傳感器3之間結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，使得稱重傳感器3的測(cè)量數(shù)據(jù)更加準(zhǔn)確可靠，提高成型加工的成品率。

實(shí)施例6

一種單向纖維絲束成型設(shè)備，與實(shí)施例5相似，所不同的是，連桿2的數(shù)量為四根，四根連桿2均勻?qū)ΨQ地分布在單向絲束卡具1的周圍。

這樣，能夠提高成型設(shè)備整體的穩(wěn)定性，提高成型效果。

實(shí)施例7

一種單向纖維絲束成型設(shè)備，與實(shí)施例6相似，所不同的是，連桿2、恒力彈簧13、導(dǎo)力彈簧5、電機(jī)軸71和滑軌14的底面均與基架8的底面平行；卡具板座11、反力架9、推進(jìn)器板座101、力控制器板座軸套61、恒力彈簧板座12和滑塊15的縱向軸線均與基架8的底面垂直。

需要說(shuō)明的是，電機(jī)7與力控制器6相控制連接，力控制器6將控制信號(hào)傳輸給電機(jī)7，以使得電機(jī)7根據(jù)需要正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)調(diào)整張力。

這樣，能夠保證單向纖維絲束的成型質(zhì)量，提高生產(chǎn)的成品率。

實(shí)施例8

一種單向纖維絲束成型設(shè)備的使用方法，采用如實(shí)施例1至實(shí)施例7所述的單向纖維絲束成型設(shè)備，且包括以下步驟：

將單向絲束卡具1卡住單向纖維絲束的端部，開(kāi)啟電機(jī)7；數(shù)據(jù)采集端4采集導(dǎo)力彈簧5的受力數(shù)據(jù)并將該數(shù)據(jù)經(jīng)稱重傳感器3傳輸至力控制器6，力控制器6根據(jù)該受力數(shù)據(jù)形成控制信號(hào)，并將該控制信號(hào)控制輸出至電機(jī)7；

當(dāng)力控制器6檢測(cè)到受力數(shù)據(jù)大于設(shè)定的預(yù)應(yīng)力值時(shí)，力控制器6輸出的控制信號(hào)控制電機(jī)7的轉(zhuǎn)向能夠帶動(dòng)螺旋推進(jìn)器10向左移動(dòng)，以減小恒力彈簧13的拉力；

當(dāng)力控制器6檢測(cè)到受力數(shù)據(jù)小于設(shè)定的預(yù)應(yīng)力值時(shí)，力控制器6輸出的控制信號(hào)控制電機(jī)7反向轉(zhuǎn)動(dòng)，能夠帶動(dòng)螺旋推進(jìn)器10向右移動(dòng)，以增大恒力彈簧13的拉力；

當(dāng)力控制器6檢測(cè)到受力數(shù)據(jù)等于設(shè)定的預(yù)應(yīng)力值時(shí)，力控制器6輸出的控制信號(hào)控制電機(jī)7靜止，以保持恒力彈簧13的拉力不變。

雖然，上文中已經(jīng)用一般性說(shuō)明及具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作了詳盡的描述，但在本發(fā)明基礎(chǔ)上，可以對(duì)之作一些修改或改進(jìn)，這對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是顯而易見(jiàn)的。因此，在不偏離本發(fā)明精神的基礎(chǔ)上所做的這些修改或改進(jìn)，均屬于本發(fā)明要求保護(hù)的范圍。