一种可得到不同长度纤维的非连续碳纤维切割装置

技术领域

本发明属于纤维加工技术领域，尤其是涉及一种可得到不同长度纤维的非连续碳纤维切割装置。

背景技术

自20世纪50年代以来，喷射成型工艺已被用于制造船舶、建筑和汽车行业的低性能结构，喷射成型法复合材料低压成型工艺是将混有促进剂的树脂分别从喷枪喷出，同时将玻璃纤维粗纱用切割器切断，并由喷枪中心喷出，与树脂一起均匀沉积到模具上，待模具上的沉积到一定厚度，用手辊使纤维浸透树脂和压实并去除气泡，最后固化成制品。

喷射成型工艺在应用的过程中需要依赖纤维切割装置对纤维进行切割，但是，传统的纤维切割装置在进行切割纤维时，切割得到的纤维长度是恒定的，导致不同零件难以整合。

为此，我们提出一种可得到不同长度纤维的非连续碳纤维切割装置来解决上述问题。

发明内容

本发明的目的是针对上述问题，提供一种可得到不同长度纤维的非连续碳纤维切割装置。

为达到上述目的，本发明采用了下列技术方案：一种可得到不同长度纤维的非连续碳纤维切割装置，包括底座，所述底座上固定连接有第一框架和第二框架，所述第一框架上转动连接有送料滚轴，且送料滚轴的传动轴传动连接有第一伺服电机，所述第一框架上固定设置有两个气缸，且两个气缸的输出端共同固定连接有支撑座，所述支撑座上转动连接有与送料滚轴相配合的压力滚轴，所述第二框架上转动连接有切碎滚轴和支撑滚轴，且切碎滚轴的形状为一个四边星形，所述切碎滚轴的四边均开设有刀槽，且支撑滚轴上套设有橡胶层，所述刀槽中嵌设有电磁板，且电磁板通过多个复位弹簧固定连接有永磁板，所述永磁板与刀槽滑动连接，所述永磁板上固定连接有刀壳，且刀壳中滑动连接有支撑板，所述支撑板上固定连接有切割刀，且刀壳中设置有与支撑板相配合的调控机构，所述切碎滚轴的传动轴传动连接有第二伺服电机，且第二框架上设置有与第二伺服电机相配合的电机调速器，所述底座上固定连接有除尘箱，且除尘箱位于第一框架和第二框架之间，所述除尘箱上设置有网孔板，且网孔板上粘接有粘尘贴，所述除尘箱中固定连接有隔板，且隔板上转动连接有多个转轴，各个所述转轴上均固定连接有除尘扇，且除尘箱上设置有与各个转轴相配合的驱动机构。

在上述的一种可得到不同长度纤维的非连续碳纤维切割装置中，所述调控机构由蜗杆、蜗轮和丝杠组成，所述丝杠转动设置于刀壳中，且支撑板与丝杠螺纹连接，所述蜗杆转动设置于刀壳中，所述蜗轮与丝杠固定套接，且蜗轮与蜗杆相啮合。

在上述的一种可得到不同长度纤维的非连续碳纤维切割装置中，所述蜗杆的一端贯穿刀壳并固定连接有旋钮，所述蜗杆的螺旋展开角小于蜗杆和蜗轮间的摩擦角。

在上述的一种可得到不同长度纤维的非连续碳纤维切割装置中，所述驱动机构由第一锥齿轮组、多个第二锥齿轮组、驱动轴和驱动电机组成，所述驱动电机设置于除尘箱的下侧，所述驱动轴转动设置于除尘箱中，且驱动电机的输出端通过第一锥齿轮组与驱动轴传动连接，所述驱动轴通过第二锥齿轮组与各个转轴传动连接。

在上述的一种可得到不同长度纤维的非连续碳纤维切割装置中，所述送料滚轴上套设有电加热套，且送料滚轴和第一框架之间设置有与电加热套相配合的电源机构。

在上述的一种可得到不同长度纤维的非连续碳纤维切割装置中，所述电源机构包括电源箱、两个永磁块、固定块和线圈，所述电源箱固定设置于第一框架上，且两个永磁块分别固定设置于电源箱的两侧内壁上，所述送料滚轴的传动轴贯穿电源箱并与固定块固定连接，所述线圈嵌设于固定块上，且线圈位于两个永磁块之间，所述线圈与电加热套电性连接。

在上述的一种可得到不同长度纤维的非连续碳纤维切割装置中，所述网孔板上固定连接有多个插块，且除尘箱上开设有与插块相配合的插槽，所述网孔板的两侧均固定连接有拉环。

在上述的一种可得到不同长度纤维的非连续碳纤维切割装置中，各个所述除尘扇的扇叶正反两面均为反对称设计。

与现有的技术相比，本发明的有益效果在于：通过设置的电机调速器和第二伺服电机的配合，可以根据需要调控切碎滚轴的转速，进而使得切碎滚轴和送料滚轴之间可以形成速度差，同时，利用切碎滚轴的独特形状，使得切碎滚轴可以带动切割刀实现不同纤维长度的切割，如果送料滚轴的旋转速度相对于切碎滚轴的旋转速度增加，则可获得较长的纤维总长度，相反，如果切碎滚轴组件的旋转速度相对于送料滚轴增加，则可以实现较短的纤维长度，通过设置的调控机构，可以调控切割刀的长度，设定切割刀与支撑滚轴间的压力，以确保纤维束内的每根丝线都被切断，通过设置的电磁板、永磁板和复位弹簧的配合，可以在不使用切割刀时，将切割刀收起，避免裸露于外部，通过设置的驱动机构，可以驱动各个除尘扇同步转动产生吸力，使得纤维在导送的过程中，可以利用吸力将纤维上可能附着的灰尘吸走，配合粘尘贴进行粘附收集，通过设置的电源机构，可以配合送料滚轴的转动产生电流为电加热套供电，使得送料滚轴和压力滚轴在挤压纤维时，可以对纤维进行熨平，以便于切割。

综上所述：通过本发明的设计，利用送料滚轴和切碎滚轴的速度差，配合切碎滚轴的独特形状，使得装置在切碎过程中，可以得到各种不同长度的纤维，且本发明可以根据需要调控切割刀的长度，并可将切割刀收起，便利了装置的使用性，同时，本装置在使用过程可以清理纤维表面附着的灰尘。

附图说明

图1是本发明提供的一种可得到不同长度纤维的非连续碳纤维切割装置的正视透视结构示意图；

图2是本发明提供的一种可得到不同长度纤维的非连续碳纤维切割装置的第一框架的侧视结构示意图；

图3是本发明提供的一种可得到非同长度纤维的非连续碳纤维切割装置的第二框架的侧视结构示意图；

图4是本发明提供的一种可得到不同长度纤维的非连续碳纤维切割装置的除尘箱的正视透视结构示意图；

图5是本发明提供的一种可得到不同长度纤维的非连续碳纤维切割装置的刀槽的内部结构示意图；

图6是本发明提供的一种可得到不同长度纤维的非连续碳纤维切割装置的刀壳的内部结构示意图；

图7是本发明提供的一种可得到不同长度纤维的非连续碳纤维切割装置的电源机构的正视透视结构示意图；

图8为图4中A处的放大结构示意图。

图中：1底座、2第一框架、3第二框架、4送料滚轴、5第一伺服电机、6气缸、7支撑座、8压力滚轴、9切碎滚轴、10支撑滚轴、11刀槽、12橡胶层、13电磁板、14复位弹簧、15永磁板、16刀壳、17支撑板、18切割刀、19调控机构、191蜗杆、192蜗轮、193丝杠、20第二伺服电机、21电机调速器、22除尘箱、23网孔板、24粘尘贴、25隔板、26转轴、27除尘扇、28驱动机构、281第一锥齿轮组、282第二锥齿轮组、283驱动轴、284驱动电机、29旋钮、30电加热套、31电源机构、311电源箱、312永磁块、313固定块、314线圈、32插块、33插槽、34拉环。

具体实施方式

以下实施例仅处于说明性目的，而不是想要限制本发明的范围。

如图1-8所示，一种可得到不同长度纤维的非连续碳纤维切割装置，包括底座1，底座1上固定连接有第一框架2和第二框架3，第一框架2上转动连接有送料滚轴4，且送料滚轴4的传动轴传动连接有第一伺服电机5，第一框架2上固定设置有两个气缸6，且两个气缸6的输出端共同固定连接有支撑座7，支撑座7上转动连接有与送料滚轴4相配合的压力滚轴8，通过设置的气缸6，可以调控压力滚轴8进行升降，使得压力滚轴8可以配合送料滚轴4对不同厚度的纤维纱线进行夹持，送料滚轴4上套设有电加热套30，且送料滚轴4和第一框架2之间设置有与电加热套30相配合的电源机构31，电加热套30的设置，可以配合送料滚轴4的转动挤压对纤维纱线进行熨平。

电源机构31包括电源箱311、两个永磁块312、固定块313和线圈314，电源箱311固定设置于第一框架2上，且两个永磁块312分别固定设置于电源箱311的两侧内壁上，送料滚轴4的传动轴贯穿电源箱311并与固定块313固定连接，线圈314嵌设于固定块313上，且线圈314位于两个永磁块312之间，线圈314与电加热套30电性连接，通过设置的线圈314，可以配合送料滚轴4同步转动，切割两个永磁块312间的磁感线产生电流，为电加热套30供电，避免了外接电源的繁琐。

第二框架3上转动连接有切碎滚轴9和支撑滚轴10，且切碎滚轴9的形状为一个四边星形，切碎滚轴9的四边均开设有刀槽11，且支撑滚轴10上套设有橡胶层12，刀槽11中嵌设有电磁板13，且电磁板13通过多个复位弹簧14固定连接有永磁板15，永磁板15与刀槽11滑动连接，永磁板15上固定连接有刀壳16，且刀壳16中滑动连接有支撑板17，电磁板13和永磁板15及复位弹簧14的配合，使得装置在闲置时，可以将刀壳16收起。

支撑板17上固定连接有切割刀18，且刀壳16中设置有与支撑板17相配合的调控机构19，调控机构19由蜗杆191、蜗轮192和丝杠193组成，丝杠193转动设置于刀壳16中，且支撑板17与丝杠193螺纹连接，蜗杆191转动设置于刀壳16中，蜗轮192与丝杠193固定套接，且蜗轮192与蜗杆191相啮合，蜗杆191的一端贯穿刀壳16并固定连接有旋钮29，蜗杆191的螺旋展开角小于蜗杆191和蜗轮192间的摩擦角，通过蜗杆191和蜗轮192的传动配合，便于使用者通过旋钮29调控丝杠193转动，使得丝杠193带动支撑板17进行滑动，蜗杆191的螺旋展开角设计，可以实现蜗杆191和蜗轮192间的自锁，以避免人工锁定的繁琐。

切碎滚轴9的传动轴传动连接有第二伺服电机20，且第二框架3上设置有与第二伺服电机20相配合的电机调速器21，底座1上固定连接有除尘箱22，且除尘箱22位于第一框架2和第二框架3之间，除尘箱22上设置有网孔板23，且网孔板23上粘接有粘尘贴24，网孔板23上固定连接有多个插块32，且除尘箱22上开设有与插块32相配合的插槽33，网孔板23的两侧均固定连接有拉环34，插块32和插槽33的设置，便于拆卸网孔板23，拉环34的设计，便于使用者拉动网孔板23。

除尘箱22中固定连接有隔板25，且隔板25上转动连接有多个转轴26，各个转轴26上均固定连接有除尘扇27，且除尘箱22上设置有与各个转轴26相配合的驱动机构28，各个除尘扇27的扇叶正反两面均为反对称设计，除尘扇27的扇叶设计，使得转动时可以产生吸力，驱动机构28由第一锥齿轮组281、多个第二锥齿轮组282、驱动轴283和驱动电机284组成，驱动电机284设置于除尘箱22的下侧，驱动轴283转动设置于除尘箱22中，且驱动电机284的输出端通过第一锥齿轮组281与驱动轴283传动连接，驱动轴283通过第二锥齿轮组282与各个转轴26传动连接，通过设置的第一锥齿轮组281，便于将驱动电机284设置于除尘箱22的下侧进行驱动，以更好的利用空间，通过设置的各个第二锥齿轮组282的传动，使得驱动轴283可以同时驱动各个转轴26转动，避免了另外增设驱动设备所增加的成本。

现对本发明的操作原理做如下描述：

使用本装置时，将纤维纱线送入切碎滚轴9的顶部，切碎滚轴9使用时，首先控制各个电磁板13通电生磁，使得电磁板13排斥永磁板15，继而，在斥力的作用下，将刀壳16推出，随后，依次拧动各个旋钮29，旋钮29会带动蜗杆191转动，在蜗轮192的传动下，丝杠193会同步转动，带动切割刀18缓缓伸出，待切割刀18伸出所需长度后，停止转动旋钮29。

装置实际使用过程中，可以在装置中间区域设置丝束导向装置，用以为纤维纱线进行导向，接着，启动两个气缸6，使得气缸6推动压力滚轴8和送料滚轴4相互挤压，进而将二者间的纤维纱线压紧，随后，启动第一伺服电机5和第二伺服电机20，第二伺服电机20根据所需切割的长度，通过电机调速器21调控相应的转速，第一伺服电机5会控制送料滚轴4转动，送料滚轴4转动的过程中，会将纤维纱线推送至切碎滚轴9和支撑滚轴10之间，第二伺服电机20会控制切碎滚轴9转动，切碎滚轴9会带动切割刀18纤维纱线进行切割，通过电机调速器21调整切碎滚轴9的转速，实现送料滚轴4与切碎滚轴9的相对速度的改变，可以实现不同的纤维长度切割，如果送料滚轴4的旋转速度相对于切碎滚轴9的旋转速度增加，则可获得较长的纤维总长度，相反，如果切碎滚轴9的旋转速度相对于送料滚轴4增加，则可以实现较短的纤维长度。

装置工作过程中，随着送料滚轴4的转动，会使得线圈314不断切割两个永磁块312间的磁感线，产生电流，使得电加热套30自动启动，使得送料滚轴4和压力滚轴8在挤压纤维纱线时可以对其熨平，以便于切割刀18更好的进行切割作业，同时，作业的过程中，可以启动驱动电机284，驱动电机284会通过第一锥齿轮组281的传动配合，控制驱动轴283转动，在各个第二锥齿轮组282的传动配合下，各个转轴26会同步转动，进而各个除尘扇27会同步转动，除尘扇27转动的过程中，会产生吸力，使得经过除尘箱22上方的纤维纱线可以在吸力的作用下，被吸走其上粘附的灰尘，吸下的灰尘，在落入除尘箱22上时，会被粘尘贴24粘附收集，避免了灰尘飘飞。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。