纤维切断装置与纤维增强复合材料混合设备的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及材料加工领域，尤其涉及一种纤维材料的切断装置与纤维增强复合材料混合设备。
【背景技术】
[0002]纤维材料是常见的材料原料之一，例如在复合材料中，经常需要在复合材料中添加纤维材料以达到或增强复合材料的性能。
[0003]作为原材料的纤维通常是以较长长度的长纤维形态存在的，例如纤维束，或以细线等方式被生产出来，并加工、运输、存储。
[0004]在作为材料原料使用时，通常必须将长纤维切断为短纤维使用。例如:LFT(LongFiberreinforcedThermoplastics)，即长纤维增强热塑性材料，所谓的长纤维是与普通纤维增强热塑性材料中所用的纤维相比较而言的。通常情况下，纤维增强热塑性材料中的纤维长度为小于1毫米，而在LFT中，纤维的长度一般大于2毫米，甚至于能够将LFT中的纤维长度保持在5毫米以上。
[0005]LFT-D-1LC称为长纤维增强热塑性材料直接在线混配工艺技术(LongFiberreinforced Thermoplastics—Direct processing — In Line Compounding)〇LFT在汽车中的应用呈迅速增长的趋势，除了经济上的吸引力，它们的主要优势是材料可以在其中配混的灵活性。连续可变的纤维含量、不同类型的纤维，再加上工程塑料，打开了潜在的应用领域。
[0006]这种直接在线纤维配混系统集成在成型工艺中，常见是采用二阶螺杆挤出机，即由两台螺杆挤出机协同运行完成挤出成型工艺。其中螺杆挤出机是一种常见的挤出装置。
[0007]热塑性塑料粒料或粉料及其他助剂先从第一阶螺杆挤出机的料斗加入，通过螺杆进行塑化，塑化后的熔融聚合物从第一阶螺杆挤出机的挤出口模处挤出，进入第二阶螺杆挤出机的进料口。
[0008]纤维在进入挤出机进料口进行混配之前，通常采用滚刀式切断机切断后通过一个送料料斗到达第二阶螺杆挤出机的进料口，进入第二阶螺杆挤出机。
[〇〇〇9]经第二阶挤出机剪切、混配挤出的模塑料被输送到压制(或注射)成型设备中，由此设备完成LFT-D-ECM或者LFT-D-頂工艺的成型工作。
[0010]在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术中存在如下问题:纤维与高分子基体材料不易混合均匀，由此造成第二阶挤出的材料质量不能令人满意。
[〇〇11]经过发明人的深入研究发现，之所以现有技术中纤维与高分子基体材料不易混合均匀，是由于经过纤维切断装置切断后的纤维，通常通过料斗下落，导入到第二阶挤出装置的进料口中，与第一阶挤出装置挤出的基体材料一同在第二阶挤出装置中进行混合，但在进入第二阶挤出装置之前，切断后的短纤维容易粘附在送料料斗上，成团下落，因此造成第二阶挤出装置进料时，纤维进料不均匀。
[0012]为了让读者能准确理解本实施例所提供的设备结构相对于现有技术的改进，在【背景技术】中，我们先结合图la、图lb对现有技术中的纤维增强复合材料混合设备进行介绍。
[0013]请参阅图la，现有技术中纤维增强复合材料混合设备包括第一阶螺杆挤出机10，第二阶螺杆挤出机20与纤维切断装置30。
[〇〇14]通常基体材料包括热塑性塑料粒料或粉料及其他助剂，这些基体材料先从第一阶螺杆挤出机的料斗加入，通过螺杆进行塑化，塑化后的基体材料熔体70为熔融聚合物，基体材料熔体70从第一阶螺杆挤出机的挤出口模11处挤出，进入第二阶螺杆挤出机的进料口22〇
[0015]纤维增强复合材料的另一原料纤维在进入第二阶螺杆挤出机的进料口 22进行混配之前，通常采用滚刀式纤维切断装置切断后通过送料料斗40到达第二阶螺杆挤出机的进料口 22，进入第二阶螺杆挤出机20。
[0016]现有技术中的纤维切断装置结构如图lb所示，包括刀辊31、压辊32、胶辊33、胶辊加压装置53和压辊加压装置52，刀辊31、压辊32、胶辊33相互间呈三角分布，刀辊31在动力机构的驱动下转动，并带动压辊32和胶辊33转动，胶辊33在胶辊加压装置53作用下与刀辊31压紧并保持一定压力，压辊32在压辊加压装置52作用下与胶辊33压紧并保持一定压力，长纤维61以连续的束状先经过压辊32和胶辊33的间隙，再到达刀辊31和胶辊33间隙被滚刀切断成短纤维62。
[〇〇17]发明人发现上述结构的纤维切断装置由于体积较大，设置了多个加压装置，因此无法有效靠近第二阶挤出装置的的进料口，必须通过一较长的送料通道，例如图la所示的送料料斗输送到第二阶挤出装置的的进料口中，在输送过程中，切断后的短纤维容易粘附在送料料斗上，成团下落，因此造成第二阶挤出装置进料时，纤维进料不均匀。经过研究与实践，发明人在下列技术方案中成功解决了上述问题。
【发明内容】
[0018]为此，需要提供一种能提高纤维增强复合材料质量的纤维增强复合材料混合设备，以及相应的纤维切断装置。
[0019]为实现上述目的，发明人提供了一种纤维切断装置，所述纤维切断装置包括刀辊、压辊、胶辊、加压支架，加压机构与动力机构；
[0020]所述刀辊与压辊设置于同一加压支架上，所述胶辊与刀辊及压辊相对设置，所述胶辊的辊表面为弹性面，所述刀辊上设置有刀辊切削刃；
[0021]所述加压机构驱动加压支架做靠近或远离胶辊的运动，所述动力机构与主动辊传动连接，驱动主动辑转动，并在加压机构驱动加压支架靠近胶辑时，被动力机构驱动的主动辊通过摩擦力驱动从动辊转动，所述主动辊选自胶辊、刀辊与压辊中的一个或两个，所述从动辊为胶辊、刀辊与压辊中除主动辊之外的；
[0022]在加压机构驱动加压支架靠近胶辊时，压辊与胶辊之间具有压紧纤维并容纤维通过的间隙，刀辊与胶辊之间具有容纤维通过并切断纤维的间隙，长纤维通过压辊与胶辊之间的间隙进入刀辊与胶辊之间的间隙，长纤维进入刀辊与胶辊之间的间隙后被转动的刀辊与胶辊压紧并被刀辊上设置的刀辊切削刃切断为短纤维；
[0023]所述纤维切断装置还包括装置外壳或装置外框架，所述刀辊、压辊、胶辊与加压支架设置于装置外壳或装置外框架内，所述装置外壳或装置外框架下方设置有短纤维出口，所述短纤维出口位于刀辊与胶辊之间的间隙下方。
[0024]可选的，所述加压支架包括连臂与辊座，所述刀辊与压辊设置于辊座上，所述连臂与辊座铰接，铰接轴为第一转轴，连臂的一端与装置外壳或装置外框架铰接，铰接轴为第二转轴；
[0025]所述加压机构与装置外壳或装置外框架相固定，加压机构包括动力组件与顶出件，所述动力组件驱动顶出件往复运动，所述顶出件驱动连臂绕第二转轴转动。
[0026]进一步的，所述顶出件直接或间接地抵顶于加压支架上。
[0027]进一步的，所述加压支架包括第一连臂与第二连臂，所述第一连臂与第二连臂对称设置于加压支架的两侧。
[0028]可选的，所述第一转轴连接第一连臂与第二连臂，所述顶出件直接或间接地抵顶于第一转轴。
[0029]进一步的，所述纤维切断装置的装置外壳包括第一壳体与第二壳体，第一壳体的一端与第二壳体的一端铰接，第一壳体的另一端与第二壳体的另一端活动连接，所述加压机构设置于第一壳体上。
[0030]更进一步的，所述第一壳体的一端与第二壳体的一端铰接于第二转轴。
[0031]可选的，所述胶辊为主动辊，所述刀辊与压辊为从动辊，所述刀辊包括刀辊辊轴、刀辊辊体与刀辊轴承，所述刀辊辊体为圆筒状，刀辊辊体内壁内嵌有刀辊轴承，刀辊辊轴穿过刀辊轴承的轴承孔，与刀辊辊体转动连接。
[0032]可选的，所述胶辊为主动辊，所述刀辊与压辊为从动辊，所述胶辊包括胶辊辊轴、胶辊辊体、胶辊衬套，所述胶辊为悬臂结构，胶辊的一端与动力机构传动连接，另一端悬空设置，所述动力机构为电机，电机输出轴与减速器传动连接，减速器与胶辊辊轴的一端通过联轴器传动连接；
[〇〇33]所述胶辊辊体为两端开口的圆筒状，所述胶辊衬套为一端开口的圆筒状，胶辊辊轴外表面套设有胶辊衬套，胶辊衬套与胶辊辊体的内壁之间紧配合，胶辊衬套不开口的一端通过轴向的紧固件与转轴的一端相固定，所述紧固件与转轴活动连接。
[0034]可选的，刀辊与胶辊压紧时，刀辊与胶辊的公切线沿短纤维下落方向延伸，且与水平线的夹角为〇°_60°。
[〇〇35]可选的，刀辊与胶辊压紧时，刀辊与胶辊的公切线与水平线的夹角为0° _40°。
[0036]可选的，刀辊与胶辊压紧时，刀辊与胶辊的公切线与水平线的夹角为10°-30°。
[0037]发明