一种纤维增强热塑性单向预浸带生产线及其生产方法与流程

本发明涉及单向预浸带生产装置，更具体的说涉及一种纤维增强热塑性单向预浸带生产线及其生产方法。

背景技术：

1、连续纤维增强复合材料有热固性和热塑性两种；两者都具有强度高、刚性好及耐腐蚀、耐疲劳、免喷涂、易清洗等共同优点。但与热固性材料相比，热塑性材料还具有：韧性好、抗冲击、易修补、可回收再生利用等显著特征。连续纤维增强热塑性预浸带是指以热塑性塑料熔融浸渍连续纤维，复合而成的连续纤维增强热塑性单向带材，涉及的热塑性树脂包括pp、pa、pet、pc、pps、pei和peek等，纤维涉及玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维等，产品可长期保存，在高温、高湿度下能保持良好的力学性能，成型方法多，生产效率高，近年来需求量迅猛增长。

2、现有的单向预浸带生产装置的成型设备通常其定型滚压间距调节不方便，且精准度不高，不利于精准高效的生产，因此，需要一种便于调节成型设备的滚压间距的单向预浸带生产线。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明提供了一种纤维增强热塑性单向预浸带生产线，该单向预浸带生产线中的成型机通过在上辊筒和下辊筒之间均设置间距微调装置，从而可通过间距微调装置可快速、方便的对上辊筒和下辊筒进行间距微调整，有效确保单向预浸带成型精确，从而可对单向预浸带进行精确高效生产。

2、为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

3、一种纤维增强热塑性单向预浸带生产线，包括纱架、展纱装置、同向双螺杆挤出机、换网与计量装置、预浸模具、成型机、修边装置、废边收卷机、牵引机和收卷机，其中展纱装置用于纱线的引出，换网与计量装置与同向双螺杆挤出机的出料口连通，预浸模具分别接收纱架与展纱装置引出的纱线和换网与计量装置挤出的热熔体，预浸模具中被拉出的单向预浸带则依次经过成型机、修边装置、废边收卷机、牵引机并最终被收卷至收卷机中；

4、所述成型机包括机架、成型辊组组件和冷却辊组组件，所述成型辊组组件和冷却辊组组件并排布置并结构一致，均包括上辊筒、下辊筒和高度调节装置，所述下辊筒和上辊筒均与机架转动连接并且上下竖直分布，其中上辊筒能够沿机架竖向滑动，所述高度调节装置安装于机架上并与上辊筒连接，用于调节上辊筒的竖向高度，所述上辊筒和下辊筒一端均连接有一个转动驱动装置，上辊筒和下辊筒另一端均连接有通水旋转接头，所述上辊筒和下辊筒之间设置有间距微调装置。

5、进一步所述上辊筒的两端均转动连接有辊筒座，所述辊筒座与机架竖向滑动连接，所述高度调节装置为两个液压缸，两个液压缸竖直布置并安装于机架顶部，并且两个液压缸的活塞杆分别与上辊筒两端的辊筒座连接。

6、进一步所述间距微调装置包括两个螺杆升降机，两个螺杆升降机均安装于机架上并分别位于上辊筒两端的辊筒座下方，且与辊筒座连接。

7、进一步所述成型辊组组件中上辊筒和下辊筒的通水旋转接头连接有辊温控制系统，所述冷却辊组组件中上辊筒和下辊筒的通水旋转接头连接有冷水机。

8、进一步所述展纱装置包括四组展纱组件，所述展纱组件包括展纱架、旋转架和两个展纱辊，所述展纱架固定布置，所述两个展纱辊均固定连接于旋转架上并且并排布置，所述旋转架与展纱架转动连接，并且设置有锁紧装置，当旋转架进行转动时，其中一个展纱辊相对于另一个展纱辊进行公转。

9、进一步所述展纱辊内设置有加热棒，所述展纱辊表面安装有测温热电偶。

10、进一步所述收卷机设置有两台，并且两台收卷机的结构一致，均包括收卷架、收卷轴、收卷电机、压辊架和压辊气缸，所述收卷轴安装于收卷架上，所述收卷电机安装于收卷架上并且收卷电机的主轴与收卷轴连接，所述压辊架一端与收卷架铰接，另一端安装有压紧辊，所述压辊气缸的本体与收卷架铰接，压辊气缸的活塞杆与压辊架铰接，当压辊气缸的活塞杆动作时，能够驱动压辊架转动，使压紧辊朝向或远离气涨轴移动。

11、一种使用一种纤维增强热塑性单向预浸带生产线的生产方法，具体生产步骤如下：

12、s1、放料：把纱线放置在纱架上，把热熔原料放置入同向双螺杆挤出机；

13、s2、引出和挤出：通过展纱装置把纱架上的纱线进行引出，通过同向双螺杆挤出机对热熔原料进行热熔挤出并经过换网与计量装置进行过滤和计量挤出；

14、s3、预成型：热熔挤出的热熔体和被引出的纱线分别进入到预浸模具中，通过预浸模具进行预成型，形成预制的单向预浸带；

15、s4、成型和冷却：预制好的单向预浸带被拉出进入到成型机中，先经过成型辊组组件的滚压成型，然后成型后的单向预浸带再进入到冷却辊组组件中，进行进一步冷却定型；

16、s5、修边：冷却定型后的单向预浸带从成型机中被拉出，进入到修边装置，通过修边装置对单向预浸带的两侧边进行修边，切去多余的侧边；

17、s6：废边收卷：切好的单向预浸带和废边进入到废边收卷机中，废边收卷机对废边进行收卷，对切好的单向预浸带进行继续输送：

18、s7、收卷：通过收卷机对切好的单向预浸带进行收卷。

19、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

20、(1)通过在成型机的成型辊组组件和冷却辊组组件中的上辊筒和下辊筒之间均设置间距微调装置，从而可通过间距微调装置可快速、方便的对上辊筒和下辊筒进行间距微调整，有效确保单向预浸带成型精确。

21、(2)通过设置展纱装置，并把展纱装置设置成四组展纱组件，每组展纱组件中的展纱辊能够相对转动，并设置有加热棒和侧面热电偶，可在展纱时对纱线进行加热和有效控制加热温度。

22、(3)通过把成型机的成型辊组组件和冷却辊组组件的四根辊筒分别通过四台转动驱动电机，可分开或整体同步进行速度调节。

23、(4)收卷机采用双工位中心收卷，收卷轴为胀紧式气涨轴，气涨轴两端通过安全卡盘固定在机架上，收卷机上设置有压紧辊，由压辊气缸控制压紧辊的压合和开启，可在收卷时压紧收卷卷材外表面，防止起筋，收卷轴驱动采用伺服电机驱动，并通过张力传感器控制收卷张力，实现闭环收卷。

技术特征：

1.一种纤维增强热塑性单向预浸带生产线，其特征在于：包括纱架、展纱装置、同向双螺杆挤出机、换网与计量装置、预浸模具、成型机、修边装置、废边收卷机、牵引机和收卷机，其中展纱装置用于纱线的引出，换网与计量装置与同向双螺杆挤出机的出料口连通，预浸模具分别接收纱架与展纱装置引出的纱线和换网与计量装置挤出的热熔体，预浸模具中被拉出的单向预浸带则依次经过成型机、修边装置、废边收卷机、牵引机并最终被收卷至收卷机中；

2.根据权利要求1所述的一种纤维增强热塑性单向预浸带生产线，其特征在于：所述上辊筒的两端均转动连接有辊筒座，所述辊筒座与机架竖向滑动连接，所述高度调节装置为两个液压缸，两个液压缸竖直布置并安装于机架顶部，并且两个液压缸的活塞杆分别与上辊筒两端的辊筒座连接。

3.根据权利要求2所述的一种纤维增强热塑性单向预浸带生产线，其特征在于：所述间距微调装置包括两个螺杆升降机，两个螺杆升降机均安装于机架上并分别位于上辊筒两端的辊筒座下方，且与辊筒座连接。

4.根据权利要求1所述的一种纤维增强热塑性单向预浸带生产线，其特征在于：所述成型辊组组件中上辊筒和下辊筒的通水旋转接头连接有辊温控制系统，所述冷却辊组组件中上辊筒和下辊筒的通水旋转接头连接有冷水机。

5.根据权利要求1所述的一种纤维增强热塑性单向预浸带生产线，其特征在于：所述展纱装置包括四组展纱组件，所述展纱组件包括展纱架、旋转架和两个展纱辊，所述展纱架固定布置，所述两个展纱辊均固定连接于旋转架上并且并排布置，所述旋转架与展纱架转动连接，并且设置有锁紧装置，当旋转架进行转动时，其中一个展纱辊相对于另一个展纱辊进行公转。

6.根据权利要求5所述的一种纤维增强热塑性单向预浸带生产线，其特征在于：所述展纱辊内设置有加热棒，所述展纱辊表面安装有测温热电偶。

7.根据权利要求1所述的一种纤维增强热塑性单向预浸带生产线，其特征在于：所述收卷机设置有两台，并且两台收卷机的结构一致，均包括收卷架、收卷轴、收卷电机、压辊架和压辊气缸，所述收卷轴安装于收卷架上，所述收卷电机安装于收卷架上并且收卷电机的主轴与收卷轴连接，所述压辊架一端与收卷架铰接，另一端安装有压紧辊，所述压辊气缸的本体与收卷架铰接，压辊气缸的活塞杆与压辊架铰接，当压辊气缸的活塞杆动作时，能够驱动压辊架转动，使压紧辊朝向或远离气涨轴移动。

8.一种使用权利要求1-7中任意一项所述的一种纤维增强热塑性单向预浸带生产线的生产方法，其特征在于，具体生产步骤如下：

技术总结
本发明公开了一种纤维增强热塑性单向预浸带生产线，包括纱架、展纱装置、同向双螺杆挤出机、换网与计量装置、预浸模具、成型机、修边装置、废边收卷机、牵引机和收卷机，其中展纱装置用于纱线的引出，换网与计量装置与同向双螺杆挤出机的出料口连通，预浸模具分别接收纱架与展纱装置引出的纱线和换网与计量装置挤出的热熔体，预浸模具中被拉出的单向预浸带则依次经过成型机、修边装置、废边收卷机、牵引机并最终被收卷至收卷机中；该单向预浸带生产线中的成型机通过在上辊筒和下辊筒之间均设置间距微调装置，从而可快速、方便的对上辊筒和下辊筒进行间距微调整，有效确保单向预浸带成型精确，从而可对单向预浸带进行精确高效生产。

技术研发人员：何海潮,唐鹏圆
受保护的技术使用者：金纬机械（海宁）有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15