[发明专利]一种纳米碳纤维恒张力拉伸设备的平衡装置

说明书

技术领域

本发明涉及碳纤维的成套制造设备领域，特别是一种纳米碳纤维恒张力拉伸设备的平衡装置。

背景技术

碳纤维(Carbon Fibre)是纤维状的碳材料，及其化学组成中碳元素占总质量的90％以上。碳纤维及其复合材料具有高比强度，高比模量，耐高温，耐腐蚀，耐疲劳，抗蠕变，导电，传热，和热膨胀系数小等一系列优异性能，它们既可以作为结构材料承载负荷，又可以作为功能材料发挥作用。碳纤维产品以其优异的特殊性能已成为经济发展和国防事业的重要战略物资，美、日等发达国家极为重视并大力发展，但由于我国碳纤维原丝质量不过关一直影响碳纤维产品的质量，美、日等国家又严格限制对我国出口碳纤维，从而极大制约了我国军事及航天事业的发展，同时也限制了相关民用领域的开发。为打破制约我国碳纤维产业发展的关键技术、关键装备及其相关配套技术，提高我国碳纤维产业的整体研发、生产技术水平具有重要战略意义。经过多年的发展，目前只有粘胶(纤维素)基纤维、沥青纤维和聚丙烯腈(PAN)纤维三种原料制备碳纤维工艺实现了工业化。

在碳纤维生成过程中，原丝是影响产品质量的关键性因素，高性能的原丝是制备高性能碳纤维的前提。原丝制备主要经过5个步骤：聚合、喷丝、凝同、拉伸和上油。而拉伸是原丝生产过程中的关键步骤，要生产出性能优异的原丝，必须严格控制原丝的拉伸工艺；拉伸是降低纤维线密度、提高强度的必要手段。在拉伸过程中，其拉伸温度、拉伸速度、拉伸比、拉伸段数、拉伸张力等工艺条件必须严格控制。

目前碳纤维制造市场尚无完善成型的恒张力拉伸设备，影响高端纤维生产的工艺要求的达标，因此，开发一种新的恒张力拉伸设备解决上述技术问题在本领域内具有重大的意义。

发明内容

针对现有技术存在的缺陷和不足，本发明提供一种纳米碳纤维恒张力拉伸设备的平衡装置，在生产中根据张力的需求，调整平衡锤重量，保证纳米碳纤维拉伸在一定的张力下生产，从而提高纤维生产的产品质量；为实现上述目的，本发明提出的一种纳米碳纤维恒张力拉伸设备的平衡装置，采用如下技术方案，该系统包括：

设备机架，用来安装和固定各设备零部件；

平衡链轮，与平衡链配合为传动机构；

平衡链，与平衡链轮配合为传动机构；

张力拉伸辊，是被动辊，生产中与纳米碳纤维接触，在纳米碳纤维运动及动力的带动下而转动；

高精度直线轨，用于保证张力拉伸辊在生产中的运行精度；

张力平衡锤，通过平衡链与张力拉伸辊连接，产生一定的张力作用，纳米碳纤维在一定的张力下实现拉伸；

其中的张力平衡锤通过平衡链与张力拉伸辊相连，高精度直线轨固定安装在设备机架上，张力拉伸辊与高精度直线轨活动连接并可在高精度直线轨上移动；平衡链轮固定在设备机架上，与平衡链配合传递拉力；张力拉伸辊与纳米碳纤维接触；

对于本技术方案的进一步的改进，所述平衡锤的重量是可根据工艺要求进行调节的；在不同的重量下获得不同的张力控制；

本发明的装置的工作原理主要在于：可根据纳米碳纤维生产性能的需求，随意调整平衡锤的重量，从而调整张力拉伸辊的平衡位置而获得所需的张力；以满足拉伸的工艺条件；本装置采用了高精度直线轨，使张力拉伸辊运行精度得以保证。

由以上本发明的实施方案可知，本发明所提出的纳米碳纤维恒张力拉伸设备的平衡装置，与现有的技术相比，具有以下优势：

1.纳米碳纤维上下设备简便；

2.可根据纳米碳纤维生产性能的需求，随意调整平衡锤的重量，而获得所需的张力；

3.采用了高精度直线轨，使张力拉伸辊运行精度得以保证，从而提高了碳纤维拉伸的质量；

4.运行中产生的噪音小，具有较好的劳动生产环境；

5.结构简单，易于装配和维护。

附图说明

图1为本发明的纳米碳纤维恒张力拉伸设备的平衡装置结构示意图，其中：

1-设备机架；2-平衡链轮；3-平衡链；4-张力拉伸辊；5-高精度直线轨；6-张力平衡锤。

具体实施方式

为了更好地了解本发明的技术内容，特举具体实施例并配合所附图式说明如下：

如图1所示，本发明提出的纳米碳纤维恒张力拉伸设备的平衡装置包括：

设备机架1，用来安装和固定各设备零部件；

平衡链轮2，与平衡链3配合为传动机构；

平衡链3，与平衡链轮2配合为传动机构；

张力拉伸辊4，是被动辊，生产中与纳米碳纤维接触，在纳米碳纤维运动及动力的带动下而转动；