Устройство для подачи высокомодульных волокон Советский патент 1988 года по МПК B65H49/18 B65H16/08 

if BKsas

7

Изобретение относится к устройствам для размотки жестких нитевидных материалов, используемых в различных технологических процессах, связанных с переработкой таких волокон, и может быть применено в агрегатах для изготовления высокомодульных и высокопрочных волокнистых . композиционных материалов на полимерной и металлической основе.

Цель изобретения - снижение обрывности волокон.

На фиг. 1 и 2 показана схема предлагаемого устройства для подачи волокон.

Устройство состоит из кассеты 1, в ячейках которой установлены соосные катушки 2. Катушки 2 опираются на опорные валки 3 и 4. Ось нижнего валка 3 смещена от вертикального диаметра катушек в сторону подачи волокон на величину X. Ось верхнего валка 4 установлена на уровне горизонтального диаметра катушек. Этот волок выполнен приводным. Устройство также снабжено задним упором 5. Окружные скорости валка 4 и катушки 2 в точке контакта совпадают по направлению, но ско- юсть валка 4 несколько превышает окружную скорость катушки 2. По пути следования нитей установлены направляюш,ие ролики 6 и пластины 7. Скорость враше- иия валка 4 и смешение X нижнего валка могут регулироваться в необходимых пределах.

Устройство работает следующим образом.

Катушки с намотанными волокнами устанавливаются сверху в ячейки кассеты. Волокна, сходяш.ие с катушек горизонтально, собираются в жгут и заправляются в тянущее устройство. В начальный момент (при неподвижных волокнах) под действием веса катушки прижать к валку 3 и заднему упору 5, который, как и приводной валок 4, установлен на уровне горизонтального диаметра катушки 2. При включении тянушего устройства натяжение волокон поворачивает катушки и прижимает их к приводному валку 4. Так как окружная скорость валка 4 больше окружной скорости катушки 2, последняя начинает разматываться быстрее и волокно получает некоторую слабину. Вследствие этого под действием собственного веса катушка 2 возвращается в первоначальное положение. Затем процесс повторяется автоматически. Каждая катушка 2 работает независимо от других катушек и степени заполнения волокном. Устройство позволяет надежно регулировать натяжение волокон в широких пределах путем изменения скорости вращения валка 4 и смещения X нижнего валка, которое определяется по фор- муле

у T-D Т

где Т - натяжение нити;

D - диаметр катущки;

G - вес заправленной катушки.

Соосное расположение катушек позво- ляет разместить их рядом друг с другом на меньщей площади. При этом увеличение диаметра катушек, необходимое для предотвращения разрущения нитей от изгиба, не приводит к увеличению осевого габарита устройства. Благодаря этому снижается расход нитевидного материала. Так как при вращении катушка опирается на направляющие (т. е. отсутствуют конструктивные элементы, связанные с посадкой катущки на ось), ее можно выполнить в виде кольцевого желоба, максимально уменьшив ее массу и маховый момент. Вследствие этого снижаются динамические напряжения в нитевидном материале и уменьшается вероятность его обрыва.

Пример. Использование устройства в технологическом процессе получения композиционных прутковых материалов на основе алюминиевых сплавов, упрочненных волокнами бора, по методу непрерывного литья. В качестве упрочняющих волокон использовали волокна бора диаметром 180 мкм, которые наматывали на катущки диаметром 220 мм и шириной 10 мм. Катушка представляет собой тонкостенное кольцо с бортами высотой 5 мм изготовлена из легкого

сплава или капрона. На одной катушке размещается до 3000 м волокна. Катушки размещены в кассетах по 50 щт. Масса катушки с волокном составляет 50 г. Смещение нижнего опорного вала принято равным 10 мм. Натяжение волокна при заданных

параметрах катушки и смещении составляет 0,05 Н. Число обрывов на предлагаемых кассетах не превышало 2, а в отдельных случаях обрывов не наблюдалось. Таким образом, максимальное снижение прочности изделия за счет обрывности составило 4%.

Формула изобретения

.г Устройство для подачи высокомодульных волокон, содержащее кассету с закрепленными на ней опорами в виде заднего упора и приводного и холостого валков, на которых с возможностью вращения соос- но установлены катущки для волокон, отли50 чающееся тем, что, с целью снижения обрывности волокон, оси приводного валка и заднего упора размещены на уровне горизонтального диаметра катушек, а ось холостого валка смещена от вертикального диаметра катушек в направлении подачи во55 локон.

Изобретение относится к устройствам для манипулирования высокомодульным нитевидным материалом, в частности для подачи высокомодульных жестких волокон. Оно может быть использовано в оборудовании для изготовления высокомодульных Н lU-ii O- КОПрОЧНЫХ волокнистых КОМГЮЗИЦИО11П1,1Л .М териалов на полимерной или металлич. км основе. Целью изобретения является оинже гние обрывности волокон. Это догткгаегся тем, что катушки 2 соосно у ста н о еле к ь: ч.- опорах, выполненных в виде валков. Перед НИИ валок 4 выполнен приводным, а ниж НИИ валок 3 смещен от вертикального диаметра катушки в сторону подачи волокон. Устройство имеет задний упор 5, который как и валок 4, установлен на уровне горизонтального диаметра катушек 2. Это позволяет уменьшить габариты устройства и увеличить диаметр катушек для предотвпа- разрушения волокон от изгнбных напряжений. 2 ил.

Риг.2