Устройство для мерной резки углеродного волокна
DEVICE FOR MEASURED CUTTING OF CARBON FIBER

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к устройству для мерной резки углеродного волокна, и может быть использовано при производстве углеродного волокна и изделий из полимерных композиционных материалов, упрочненных углеродным волокном.
Известно устройство для мерной резки углеродного волокна, содержащее подающие ролики и ножевой вал с установленными в нем ножами (см. патент РФ на изобретение №2493935, МПК В 22 F 5/00, С 04 В 35/83, 27.09.2013 г.).
Однако известное устройство для мерной резки углеродного волокна при своем использовании имеет следующие недостатки:
- недостаточный срок службы из-за высокого износа используемых ножей,
- обладает недостаточным диапазоном длин разрезаемого углеродного волокна,
- технологические затруднения при замене режущих ножей при изменении диапазона длин разрезаемого углеродного волокна,
- отсутствие герметичности при работе с разрезаемым и мерным углеродным волокном.
Задачей изобретения является разработка устройства для мерной резки углеродного волокна.
Техническим результатом является повышение срока службы за счет снижения износа используемых ножей, значительное расширение диапазона длин разрезаемого углеродного волокна, устранение технологических затруднений в процессе замены режущих ножей при изменении диапазона длин разрезаемого углеродного волокна, а также обеспечение герметичности при работе с разрезаемым и мерным углеродным волокном.
Технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что предложено устройство для мерной резки углеродного волокна, содержащее оснащенный электроприводом блок резки углеродного волокна, бункер-накопитель мерного углеродного волокна, оснащенный фильтром и соединенный транспортирующим трубопроводом с блоком резки углеродного волокна, а также соединенный воздуховодом с бункером-накопителем мерного углеродного волокна промышленный пылесос циклонного типа во взрывобезопасном исполнении, при этом блок резки углеродного волокна оснащен двумя направляющими роликами и прижимным роликом, а также содержит выполненный из полиуретана с твердостью 80-85 ед. по Шору приводной опорный вал перемещения подлежащего мерной резке углеродного волокна и прижимной вращающий комбинированный режущий барабан, ось которого расположена перпендикулярно направлению движения разрезаемого углеродного волокна, при этом прижимной вращающий комбинированный режущий барабан выполнен в виде расположенного на оси вращения с подшипниками двухслойного цилиндра, внутренний слой которого выполнен металлическим с кольцевыми проточками на его внешней поверхности шириной 30-40 мм и глубиной 12-15 мм, а наружный кольцевой слой выполнен из полиуретана с твердостью 80-85 ед. по Шору и толщиной 5-6 мм, при этом полиуретаном заполнены кольцевые проточки внутреннего металлического слоя, в наружном кольцевом слое на всю его глубину выполнены продольные пазы шириной 0,2-0,5 мм, в которых размещены с натягом металлические пластинчатые ножи, при этом в зависимости от заданной длины разрезаемого углеродного волокна количество металлических пластинчатых ножей выбрано от 48 при длине реза 10 мм до 240 при длине реза 2 мм, а ножевой вал оснащен цилиндрическими крышками фиксации наружного кольцевого слоя из полиуретана с размещенными в нем металлическими пластинчатыми ножами, при этом блок резки углеродного волокна оснащен размещенным непосредственно в зоне резки углеродного волокна щелевым отверстием отбора разрезанного углеродного волокна в бункер-накопитель через транспортирующий трубопровод под действием вытяжного потока воздуха промышленного пылесоса циклонного типа во взрывобезопасном исполнении. При этом наружный диаметр комбинированного ножевого вала по режущим кромкам металлических пластинчатых ножей составляет 152, 8 мм.
Среди существенных признаков, характеризующих предложенное устройство для мерной резки углеродного волокна, отличительными являются:
- содержание оснащенного электроприводом блока резки углеродного волокна, бункера-накопителя мерного углеродного волокна, оснащенного фильтром и соединенного транспортирующим трубопроводом с блоком резки углеродного волокна, а также соединенного воздуховодом с бункером-накопителем мерного углеродного волокна промышленного пылесоса циклонного типа во взрывобезопасном исполнении,
- оснащение блока резки углеродного волокна двумя направляющими роликами и прижимным роликом, а также содержание выполненного из полиуретана с твердостью 80-85 ед. по Шору приводного опорного вала перемещения подлежащего мерной резке углеродного волокна и прижимного вращающегося комбинированного режущего барабана, ось которого расположена перпендикулярно направлению движения разрезаемого углеродного волокна,
- выполнение прижимного вращающегося комбинированного режущего барабана в виде расположенного на оси вращения с подшипниками двухслойного цилиндра, внутренний слой которого выполнен металлическим с кольцевыми проточками на его внешней поверхности шириной 30-40 мм и глубиной 12-15 мм, а наружный кольцевой слой выполнен из полиуретана с твердостью 80-85 ед. по Шору и толщиной 5-6 мм,
- заполнение полиуретаном кольцевых проточек внутреннего металлического слоя прижимного вращающегося комбинированного режущего барабана, выполнении в наружном кольцевом слое на всю его глубину продольных пазов шириной 0,2-0,5 мм, в которых размещены с натягом металлические пластинчатые ножи,
- выбор в зависимости от заданной длины разрезаемого углеродного волокна количества металлических пластинчатых ножей от 48 при длине реза 10 мм до 240 при длине реза 2 мм,
- оснащение ножевого вала цилиндрическими крышками фиксации наружного кольцевого слоя из полиуретана с размещенными в нем металлическими пластинчатыми ножами,
- оснащение блока резки углеродного волокна размещенным непосредственно в зоне резки углеродного волокна щелевым отверстием отбора разрезанного углеродного волокна в бункер-накопитель через транспортирующий трубопровод под действием вытяжного потока воздуха промышленного пылесоса циклонного типа во взрывобезопасном исполнении,
- наружный диаметр комбинированного ножевого вала по режущим кромкам металлических пластинчатых ножей составляет 152, 8 мм.
Экспериментальные исследования предложенного устройства для мерной резки углеродного волокна показали его высокую эффективность. Было установлено, что использование предложенного устройства для мерной резки углеродного волокна обеспечило повышение срока службы на 19-21% за счет снижения износа используемых ножей, значительно расширен диапазон длин разрезаемого углеродного волокна, устранены технологические затруднения в процессе замена режущих ножей при изменении диапазона длин разрезаемого углеродного волокна, а также обеспечена герметичность при работе с разрезаемым и мерным углеродным волокном.
Сущность предложенного устройства для мерной резки углеродного волокна поясняется чертежами, где на фиг. 1 показан общий вид предложенного устройства, на фиг. 2 показан вид сверху, и на фиг. 3 - вид комбинированного ножевого вала устройства.
Предложенное устройство для мерной резки углеродного волокна содержит оснащенный электроприводом блок резки углеродного волокна 1, бункер-накопитель 2 мерного углеродного волокна, оснащенный фильтром 3 и соединенный транспортирующим трубопроводом 4 с блоком резки углеродного волокна 1, а также соединенный воздуховодом 5 с бункером-накопителем 2 мерного углеродного волокна промышленный пылесос 6 циклонного типа во взрывобезопасном исполнении. Блок резки 1 углеродного волокна оснащен двумя направляющими роликами 7 и прижимным роликом 8, а также содержит выполненный из полиуретана с твердостью 80-85 ед. по Шору приводной опорный вал 9 перемещения подлежащего мерной резке углеродного волокна и прижимной вращающий комбинированный режущий барабан 10, ось которого расположена перпендикулярно направлению движения разрезаемого углеродного волокна. Прижимной вращающий комбинированный режущий барабан 10 выполнен в виде расположенного на оси вращения 11 с подшипниками 12 двухслойного цилиндра, внутренний слой 13 которого выполнен металлическим с кольцевой проточкой 14 на его внешней поверхности шириной 30-40 мм и глубиной 12-15 мм. Наружный кольцевой слой 15 выполнен из полиуретана с твердостью 80-85 ед. по Шору и толщиной 5-6 мм.
Полиуретаном заполнена кольцевая проточка 14 внутреннего металлического слоя 13, в наружном кольцевом слое 15 на всю его глубину выполнены продольные пазы шириной 0,2-0,5 мм (не показаны), в которых размещены с натягом съемные металлические пластинчатые ножи 16. При этом в зависимости от заданной длины реза углеродных или стеклянных волокон количество металлических пластинчатых ножей 16 выбрано от 48 при длине реза 10 мм и до 240 при длине реза 2 мм. Ножевой вал оснащен цилиндрическими крышками 17 фиксации наружного кольцевого слоя 15 из полиуретана с размещенными в нем металлическими пластинчатыми ножами 16. Наружный диаметр комбинированного ножевого вала по режущим кромкам металлических пластинчатых ножей 16 составляет 152, 8 мм.
Блок резки 1 углеродного волокна оснащен размещенным непосредственно в зоне резки углеродного волокна щелевым отверстием (не показано) отбора разрезанного углеродного волокна в бункер-накопитель 2 через транспортирующий трубопровод 4 под действием вытяжного потока воздуха промышленного пылесоса 6 циклонного типа во взрывобезопасном исполнении.
Используют предложенное устройство для мерной резки углеродного волокна следующим образом.
В процессе мерной резки углеродное волокно поступает в блок резки 1 углеродного волокна по двум направляющим роликам 7 и прижимным роликом 8 прижимается к выполненному из полиуретана с твердостью 80-85 ед. по Шору приводному опорному валу 9 перемещения подлежащего мерной резке углеродного волокна, которое поступает в зону резки прижимного вращающегося комбинированного режущего барабана 10. При этом ось прижимного вращающегося комбинированного режущего барабана 10 расположена перпендикулярно направлению движения разрезаемого углеродного волокна.
Мерное углеродное волокно поступает через размещенное непосредственно в зоне резки углеродного волокна щелевое отверстие отбора разрезанного углеродного волокна в бункер-накопитель 2 через транспортирующий трубопровод 4 под действием вытяжного потока воздуха промышленного пылесоса 6 циклонного типа во взрывобезопасном исполнении. По мере накопления мерного углеродного волокна в бункере-накопителе 2 процесс резки прекращается, мерное волокно удаляют из бункера-накопителя 2 и направляют для использования по назначению.