输至PLC控制装置，当张力过大时，PLC控 制装置自动调节第一牵引电机110和第二牵引电机120的速度减慢；反之，当检测到的张力 过小时，PLC控制装置自动调节第一牵引电机110和第二牵引电机120的速度加快。
[0037] 第一牵引辊组11包括第一上辊111和第一下辊112,第一上辊111垂直设置在第 一下辊112的上方，并且与第一下辊112传动连接，第一下辊112与第一牵引电机110传动 连接。第一牵引电机110启动，并带动第一下辊112转动，同时，第一下辊112带动第一上 辊111以与第一下辊112相同的速度反方向转动，在第一下辊112和第一上辊111的牵引 下，碳纤维束向前传输运行。
[0038] 第二牵引辊组12包括第二上辊121和第二下辊122,第二上辊121垂直设置在第 二下辊122的上方，并且与第二下辊122传动连接，第二下辊122与第二牵引电机120传动 连接。与第一牵引辊组11的原理相同，第二牵引电机120启动，并带动第二下辊122转动， 同时，第二下辊122带动第二上辊121以与第二下辊122相同的速度反方向转动，进一步为 碳纤维束的运行提供动力源。
[0039] 本发明的碳纤维扩展装置，其张力检测装置21可以为任意能够实现张力检测的 设备或者装置。例如，在本实施例中，张力检测装置21为压力应变片。该压力应变片与PLC 控制装置电连接，实时地将检测到的压力（即碳纤维束的张力）传输至PLC控制装置，以便 对碳纤维束的扩展过程进行监控，可以随时根据需要调整第一牵引电机110和第二牵引电 机120的转速，从而使得碳纤维束的张力在需要的范围内，令碳纤维束的扩展效果达到最 佳。
[0040] 另外，至少一个整理辊组30的数量可以根据实际需要（例如碳纤维束的大小、碳 纤维束扩展结果的要求等因素）进行设置。示例性地，在图1所示的实施例中，该至少一个 整理辊组30包括两个扩展辊组31。
[0041] 需要指出的是，每个整理辊组31均包括两个整理辊：第一整理辊311和第二整理 辊312 ;其中，第一整理辊311位于碳纤维束的上方，第二整理辊312位于碳纤维束的下方， 并且整理辊的结构为光辊结构。整理辊组31在运行过程中，整理辊上下振动，其中，第一整 理辊311和第二整理辊312的振动方向相反；例如，第一整理辊311向下振动，则第二整理 辊312向上振动；反之亦然，若第一整理辊311向上振动，则第二整理辊312向下振动。
[0042] 为了保证整理辊组31的整理效果，第一整理辊311和第二整理辊312的振动幅度 相同，其振动频率也相同。其中，整理辊的振动幅度可以为±2. 5mm~±6. 0mm，例如，第一 整理辊311和第二整理辊312的振动幅度均设置为3. 6mm ;整理辊的振动频率可以为IOOr/ min~135r/min，例如，第一整理辊311和第二整理辊312的振动频率选择设置为116r/ min〇
[0043] 具体地，整理辊组31的这种振动方式可以通过任意可以实现的装置进行设置。示 例性地，整理辊的两端均连接有凸轮结构，并且每个整理辊两端连接的凸轮角度相同，而第 一整理辊311和第二整理辊312的同一端连接的凸轮相差90度；所有整理辊的同一端的凸 轮设置在同一根轴上，并用一台伺服电机带动转动，即可实现。其中，伺服电机可以根据实 际需要进行选择，并设计相应的转速比，即可达到所需要的整理辊的振动频率。
[0044] 上面描述的内容可以单独地或者以各种方式组合起来实施，而这些变型方式都在 本发明的保护范围之内。
[0045] 需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实 体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存 在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语"包括"、"包含"或者其任何其他变体意在涵 盖非排他性的包含，从而使得包含一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要 素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备 所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句"包括一个…"限定的要素，并不排除在 包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
[0046] 最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制。尽管 参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可 以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换； 而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和 范围。
【主权项】
1. 一种碳纤维扩展装置，其特征在于，所述碳纤维扩展装置包括牵引辊组（10)、扩展 辊组以及张力检测辊（20)，所述牵引辊组（10)包括第一牵引辊组（11)和第二牵引辊组 (12)，其中，所述第一牵引辊组（11)设置在所述扩展辊组之后，所述第二牵引辊组（12)设 置在所述第一牵引辊组（11)之后，所述张力检测辊（20)设置在所述第一牵引辊组（11)和 所述第二牵引辊组（12)之间，并且，在所述第一牵引辊组（11)和所述张力检测辊（20)之 间设置有至少一个整理辊组（30)。2. 如权利要求1所述的碳纤维扩展装置，其特征在于，所述碳纤维扩展装置还包括PLC 控制装置，所述张力检测辊（20)的两端各设置有一个张力检测装置（21)，所述张力检测装 置（21)与所述PLC控制装置电连接。3. 如权利要求2所述的碳纤维扩展装置，其特征在于，所述碳纤维扩展装置按照下述 方式设置所述牵引辊组（10)的运行速度： 所述牵引辊组（10)的运行速度与碳纤维束的张力的关系式为： V = kXn/(f X a '); 其中，v为所述牵引辊组（10)的运行速度，k为常数，n为所述扩展辊组中扩展辊的数 量，f为碳纤维束的张力，a '为碳纤维束绕过所述扩展辊组形成的包角的弧度值。4. 如权利要求3所述的碳纤维扩展装置，其特征在于，所述牵引辊组（10)的运行速度 为5m/min~20m/min，所述碳纤维束的张力为3. 5N~45N。5. 如权利要求2所述的碳纤维扩展装置，其特征在于，所述碳纤维扩展装置还包括第 一牵引电机（110)和第二牵引电机（120)，所述第一牵引电机（110)和所述第二牵引电机 (120)分别与所述PLC控制装置电连接，其中，所述第一牵引电机（110)与所述第一牵引辊 组（11)传动连接，所述第二牵引电机（120)与所述第二牵引辊组（12)传动连接。6. 如权利要求5所述的碳纤维扩展装置，其特征在于，所述第一牵引辊组（11)包括第 一上辊（111)和第一下辊（112)，所述第一上辊（111)垂直设置在所述第一下辊（112)的上 方，并且与所述第一下辊（112)传动连接，所述第一下辊（112)与所述第一牵引电机（110) 传动连接。7. 如权利要求5所述的碳纤维扩展装置，其特征在于，所述第二牵引辊组（12)包括第 二上辊（121)和第二下辊（122)，所述第二上辊（121)垂直设置在所述第二下辊（122)的上 方，并且与所述第二下辊（122)传动连接，所述第二下辊（122)与所述第二牵引电机（120) 传动连接。8. 如权利要求2所述的碳纤维扩展装置，其特征在于，所述张力检测装置（21)为压力 应变片。9. 如权利要求1所述的碳纤维扩展装置，其特征在于，所述至少一个整理辊组（30)包 括两个整理辊组（31)，所述整理辊组（31)包括两个整理辊：第一整理辊（311)和第二整理 辊（312)，其中，所述第一整理辊（311)位于碳纤维束的上方，所述第二整理辊（312)位于碳 纤维束的下方；所述整理辊组（31)在运行过程中，所述整理辊上下振动，并且，所述第一整 理辊（311)和所述第二整理辊（312)的振动方向相反。10. 如权利要求9所述的碳纤维扩展装置，其特征在于，所述整理辊的振动幅度为 ±2. 5mm~±6. 0mm，所述整理辑的振动频率为100r/min~135r/min。
【专利摘要】本发明提供一种碳纤维扩展装置，所述碳纤维扩展装置包括牵引辊组、扩展辊组以及张力检测辊，所述牵引辊组包括第一牵引辊组和第二牵引辊组，其中，所述第一牵引辊组设置在所述扩展辊组之后，所述第二牵引辊组设置在所述第一牵引辊组之后，所述张力检测辊设置在所述第一牵引辊组和所述第二牵引辊组之间，并且，在所述第一牵引辊组和所述张力检测辊之间设置有至少一个整理辊组。本发明的碳纤维扩展装置，能够实时检测碳纤维束扩展过程中的张力大小，并反馈给PLC控制装置，从而通过控制牵引辊组的牵引电机的线速度的大小来调节张力的大小，使得碳纤维束达到最佳的扩展效果。
【IPC分类】D02J1/18
【公开号】CN105155073
【申请号】CN201510674552
【发明人】王清亚
【申请人】北京合力星新材料技术有限公司
【公开日】2015年12月16日
【申请日】2015年10月16日