一种热塑性纤维成棒拉挤机的制作方法

本实用新型涉及热塑性纤维预浸料成棒拉挤生产专用设备，具体地说是一种用来将已经浸渍加捻预固化的多层多股纤维丝束分别正反向缠绕合股、加热拉挤成棒的热塑性纤维成棒拉挤机。

背景技术：

目前市场上常见的纤维成棒拉挤机，主要有机械式纤维拉挤机和液压式纤维拉挤机两种。其工作原理皆为涂胶纤维原料在模具内加热成型，再由机械式夹紧牵引或液压式夹紧牵引连续拉出，形成纤维拉挤棒材。以上两种设备最大的缺点：第一，成型温度低，无法生产高温热塑性预浸料棒材。第二，无法实现分层多股纤维正反向缠绕获得高强度棒材。能够一次性生产热塑性纤维成棒的拉挤机，目前国内未见相关企业研发生产。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是为了克服现有技术的不足，为用户提供一种热塑性预浸料分层正反向缠绕、多丝束正反向缠绕，高温合股成棒的专用拉挤机械。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种热塑性纤维成棒拉挤机，包括轴向延伸的直线型工作台，在直线型工作台上按照纤维的前进方向依次设有直芯层装置、逐级缠绕装置、电热炉装置、冷却装置、牵引装置和切断机构，所述的直芯层装置包括纱架、用于直线放纱的内涨式纱锭筒和稳定放纱力矩的磁粉制动器，所述的逐级缠绕装置由沿纤维前进方向首尾依次串接的内层缠绕机构、中层缠绕机构和外层缠绕机构组成，所述的内层缠绕机构/中层缠绕机构/外层缠绕机构包括安装支架、加热炉、两端拉挤导向模具、放纱机构、导纱机构、导纱护罩、正反向缠绕机构，所述安装支架的一端设有沿纤维的前进方向延伸的加热炉，加热炉的两端设有对进入加热炉的直芯纤维进行进一步拉挤的两端拉挤导向模具，安装支架的另外一端设有正反向缠绕机构，正反向缠绕机构包括上下相对设置的正向缠绕机构和反向缠绕机构，所述加热炉上下两侧分别设有放纱机构，所述的放纱机构包括至少一个用于放出单股边纱的纱锭筒，加热炉出口端的上下两侧分别设有用于将边纱有序导入正反向缠绕机构的导纱机构，所述的导纱机构和正反向缠绕机构之间设有导纱护罩，所述的导纱护罩上设有用于对边纱提供热量加热装置，所述的电热炉装置包括沿纤维的前进方向延伸的炉体，炉体内填充保温材料，炉体的两端设有两端拉挤模具。

通过上述技术方案，本实用新型的一种热塑性纤维成棒拉挤机通过直芯层装置、逐级缠绕装置、电热炉装置、冷却装置、牵引装置和切断机构完成缠绕拉挤成棒过。本实用新型的将加捻后的热塑性纤维通过直芯层装置上的内涨式纱锭筒单股放纱并进入内层缠绕机构的加热炉内加热（以下简称内层炉），内层炉上的两端拉挤导向模具的对进入内层炉的加捻浸渍纤维进一步拉挤；放纱机构在磁粉制动器的作用下，实现张力恒定放纱；导纱机构在分纱器的引导下将多股纱有序导入各之的正反向缠绕机构；导纱护罩的作用是均匀的向纤维丝束提供热量；正反向缠绕机构的作用是将导入的边纱围绕直芯纤维正反向缠绕，完成第一次合股缠绕。完成第一次合股缠绕的纤维棒继续向前进入中层缠绕机构，这一过程中首先进入中层缠绕机构的加热炉内加热（以下简称中层炉），同样地，中层炉上的两端拉挤导向模具对纤维棒进行进一步拉挤，然后在放纱机构、导纱机构、导纱护罩、正反向缠绕机构的配合作用下对第一次合股的纤维棒完成第二次正反向合股缠绕。完成第二次合股缠绕的纤维棒继续向前进入外层缠绕机构，这一过程中首先进入外层缠绕机构的加热炉内加热（以下简称外层炉），同样地，外层炉上的两端拉挤导向模具对纤维棒进行进一步拉挤，然后在放纱机构、导纱机构、导纱护罩、正反向缠绕机构的配合作用下对第二次合股的纤维棒完成第三次正反向合股缠绕。完成第三次正反向合股缠绕的纤维棒进入电热炉装置加热，电热炉的炉体自身具有耐高温和温度均匀恒定的功能，两端拉挤模具的作用是将已经完成三次正反向缠绕、三次拉挤成型的纤维棒进一步拉挤成棒；随后纤维棒进入冷却装置，利用风箱循环冷却，冷风机提供冷源，将高温缠绕拉挤棒料的温度降下来，以提高棒材的硬度和强度；冷却后的纤维棒经牵引装置牵引前行进入切断机构，切断机构将拉挤棒按要求长度加工成短棒产品。

所述的牵引装置，包括沿纤维的前进方向设置的传送带，所述的传送带经阵列设置的槽型压辊牵引，所述的槽型压辊经驱动电机驱动，所述传送带的两端设有用于使传送带的两端紧贴槽型压辊的压紧气缸。

通过上述技术方案，本实用新型所述的牵引装置由压紧气缸、驱动电机、槽型压辊、传送带组成，其工作原理是在压紧气缸的作用下传送带紧贴槽型压辊，槽型压辊在驱动电机的驱动下，牵引纤维棒前行。

所述的传送带的一端设有张紧调节机构，传送带的中部设有防止传送带偏移的定位调节机构。

本实用新型的热塑性纤维成棒拉挤机，在直线型工作台上完成一体连续成棒，使用过程中如果传送带跑偏导致纤维棒输送偏移会影响到整个装置的运行。传送带跑偏是传送带受力不均匀造成的，这一过程中通过调整定位调节机构纠正槽型压辊的位置，使所有槽型压辊的安装位置垂直于传送带输送机长度方向的中心线，即可纠正传送带的跑偏情况使整个装置运行更加合理安全；张紧调节机构设在传送带的一端，负责对传送带松紧度进行调节。

所述的切断机构经伺服电机控制，在伺服电机的作用下采用间歇式切断方式将成品纤维棒切断。

进一步，本实用新型还包括电控系统，所述的电控系统，由独立与设备之外的电气控制柜和分布于各总成部件之间的电器元件组成，显示报警器：采用触摸屏作为人机界面；运行同步系统：采用变频控制速度和检测功能；用于控制放卷张力的张力控制系统：放卷采用张力传感器检测信号的闭环控制系统；伺服切断机构：采用高精度矢量控制模式；温控系统：采用智能仪表控制，具备PID控制功能，温度控制精度高，同时具备超温断电功能。

本实用新型的有益效果在于：本实用新型克服了传统纤维成棒拉挤机成型温度低，无法生产高温热塑性预浸料棒材的缺点，提供了一种能够一次性生产热塑性纤维成棒的拉挤机，该热塑性纤维成棒的拉挤机通过逐级缠绕装置中的内层缠绕机构、中层缠绕机构和外层缠绕机构的配合实现分层多股纤维的正反向缠绕，获得了高强度棒材。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图。

图2为本实用新型内层缠绕机构/中层缠绕机构/外层缠绕机构的结构示意图。

图3为本实用新型电热炉装置的结构示意图。

图4为本实用新型牵引装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例进一步说明本实用新型的技术方案。

括轴向延伸的直线型工作台，在直线型工作台上按照纤维的前进方向依次设有直芯层装置1、逐级缠绕装置2、电热炉装置3、冷却装置4、牵引装置5和切断机构6，所述的直芯层装置包括纱架、用于直线放纱的内涨式纱锭筒和稳定放纱力矩的磁粉制动器，所述的逐级缠绕装置2由沿纤维前进方向首尾依次串接的内层缠绕机构A、中层缠绕机构B和外层缠绕机构C组成，如图2所示所述的内层缠绕机构、中层缠绕机构、外层缠绕机构的机构相同，包括安装支架2a、加热炉2b、两端拉挤导向模具2c、放纱机构2d、导纱机构2e、导纱护罩2f、正反向缠绕机构，所述安装支架的一端设有沿纤维的前进方向延伸的加热炉2b，加热炉2b的两端设有对进入加热炉的直芯纤维进行进一步拉挤的两端拉挤导向模具2c，安装支架的另外一端设有正反向缠绕机构，正反向缠绕机构包括上下相对设置的正向缠绕机构2g-1和反向缠绕机构2g-2，所述加热炉上下两侧分别设有放纱机构2d，所述的放纱机构2d包括至少一个用于放出单股边纱的纱锭筒，加热炉出口端的上下两侧分别设有用于将边纱有序导入正反向缠绕机构的导纱机构2e，所述的导纱机构2e和正反向缠绕机构之间设有导纱护罩2f，所述的导纱护罩2f上设有用于对边纱提供热量加热装置。

本实施例中所述的电热炉装置包括沿纤维的前进方向延伸的炉体3a，炉体由不锈钢板材焊接成型，炉体内填充保温材料3b，炉体的两端设有两端拉挤模具3c，整个装置通过由碳钢管和板材焊接而成的电热炉支架支撑。本实施例中的牵引装置，包括沿纤维的前进方向设置的传送带5a，所述的传送带经阵列设置的槽型压辊5b牵引，所述的槽型压辊经驱动电机5c驱动，所述传送带的两端设有用于使传送带的两端紧贴槽型压辊的压紧气缸5d。在压紧气缸5d的作用下传送带5a紧贴槽型压辊5b，槽型压辊在驱动电机5c的驱动下，牵引经冷却装置4冷却后的纤维棒前行。的传送带张进度由张紧调节机构5e调节，本实施例的牵引装置中还设有用于防止传送带偏移的定位调节机构5f。本实施例中的切断机构6经伺服电机控制，在伺服电机的作用下采用间歇式切断方式将成品纤维棒切断。

本实施例中使用的电控系统，本实用新型成棒拉挤机中的电气元件进行控制，所述的电控系统包括电气控制柜，显示报警器，运行同步系统、张力控制系统和温度控制系统。