一種複合材料導線芯棒拉擠預成型裝置的製作方法

2023-12-02 06:52:26 1

本實用新型屬於高壓輸電導線複合材料導線芯棒的生產領域，尤其是涉及一種拉擠成型工藝中兩種或兩種以上連續纖維均勻包裹成圓柱狀產品的複合材料導線芯棒拉擠預成型裝置。

背景技術：

碳纖維複合材料導線芯棒因重量輕、耐高溫、強度高、熱膨脹係數小、耐腐蝕等優異性能，應用在高壓架空導線上可很好的替代鋼絲芯棒。由於碳纖維複合材料芯棒彎曲性較差，不容易達到國家標準要求的電纜芯應能纏繞在直徑為55D的圓盤上至少一周，所以需要外圍包覆一層玻璃纖維或芳綸纖維或玄武巖纖維進行增韌，同時起到絕緣作用。生產過程中玻璃纖維與碳纖維分布的穩定性直接影響產品的質量。目前生產碳纖維導線芯棒的工藝主要有兩種：一種為二次固化成型，此成型工藝較複雜且生產出的產品由於界面較明顯產品抗壓扁性能較差；另一種是通過一定的預成型裝置一次固化成型，但由於纖維分布不均勻，導致產品質量穩定性較差。

技術實現要素：

為了克服現有複合材料導線芯棒生產技術存在的缺陷，本實用新型提供了一種產品質量穩定性較高、結構簡單的複合材料導線芯棒拉擠預成型裝置。

本實用新型解決其技術問題所採用的技術方案為：

一種複合材料導線芯棒拉擠預成型裝置，所述預成型裝置包括支撐架、分紗器、芯部集束器和外層集束器，所述分紗器自上而下包括連接部和分紗部， 所述分紗器的連接部可拆卸的固定在所述支撐架上，所述分紗器的分紗部為圓形，其圓心處開有圓心孔，所述分紗器的分紗部上還設有分紗孔，所述分紗孔設置有三個以上，三個以上的分紗孔均布在圓心孔外的一周，所述分紗器設置有兩個，分別為第一分紗器和第二分紗器，所述第二分紗器位於所述第一分紗器的前方，成型模具橫向布置，所述成型模具位於所述第二分紗器的前方並安裝在所述支撐架上；

所述芯部集束器與外層集束器均為橫向布置的中空管狀結構，所述外層集束器的內徑大於所述芯部集束器的外徑，所述芯部集束器的後端穿過第一分紗器的圓心孔並固定安裝在所述第一分紗器上，所述外層集束器的後端穿過第二分紗器的圓心孔並固定安裝在所述第二分紗器上，所述芯部集束器的前端穿過所述外層集束器並伸出與所述成型模具的型腔正對；

所述芯部集束器的中心線、分紗器的分紗部上的圓心孔的中心線、外層集束器的中心線均與所述成型模具的型腔的中心線在同一直線上。

進一步，所述外層集束器的前端設有倒角。

再進一步，所述分紗孔和所述外層集束器的中心孔之間的連線與外層集束器的中心線之間的夾角為30°。

更進一步，所述外層集束器的前端與所述成型模具的後端之間的間距為5～20mm。

本實用新型的有益效果是：結構簡單、使用方便，可穩定控制纖維分布，保持預成型纖維結構與進入模腔的纖維結構的一致性，同時實現一次固化成型，避免了通常二次固化成型導致的壓扁性能較差的現象，從而提高了產品質量的穩定性。

附圖說明

圖1為本實用新型的結構示意圖。

圖2為分紗器的結構示意圖。

圖3為本實用新型生產的產品的截面圖。

具體實施方式

以下結合附圖對本實用新型作進一步描述。

參照圖1～圖3，一種複合材料導線芯棒拉擠預成型裝置，所述預成型裝置包括支撐架1、分紗器、芯部集束器3和外層集束器4，所述分紗器自上而下包括連接部和分紗部，所述分紗器的連接部可拆卸的固定在所述支撐架1上，所述分紗器的分紗部為圓形，其圓心處開有圓心孔，所述分紗器的分紗部上還設有分紗孔8，所述分紗孔8設置有三個以上，三個以上的分紗孔均布在圓心孔外的一周，所述分紗器設置有兩個，分別為第一分紗器2.1和第二分紗器2.2，所述第二分紗器2.2位於所述第一分紗器2.1的的前方，成型模具5橫向布置，所述成型模具5位於所述第二分紗器2.2的前方並安裝在所述支撐架1上；

所述芯部集束器3與外層集束器4均為橫向布置的中空管狀結構，所述外層集束器的內徑大於所述芯部集束器的外徑，所述芯部集束器3的後端穿過第一分紗器2.1的圓心孔並固定安裝在所述第一分紗器2.1上，所述外層集束器4的後端穿過第二分紗器2.2的圓心孔並固定安裝在所述第二分紗器2.2上，所述芯部集束器3的前端穿過所述外層集束器4並伸出與所述成型模具5的型腔正對；

所述芯部集束器3的中心線、分紗器的分紗部上的圓心孔的中心線、外層集束器4的中心線均與所述成型模具5的型腔的中心線在同一直線上。

進一步，所述外層集束器4的前端設有倒角。

再進一步，所述分紗孔8和所述外層集束器4的中心孔之間的連線與外層集束器4的中心線之間的夾角為30°。

更進一步，所述外層集束器4的前端與所述成型模具5的後端之間的間距為5～20mm。

本實施例中，第一分紗器2.1與第二分紗器2.2應保持一定距離，以不傷纖維為準；第一分紗器2.1與第二分紗器2.2之間的距離可調，比如在安裝在支撐架1之前設計好距離，然後安裝，當需要調節兩個分紗器之間的距離時，將第一分紗器2.1或第二分紗器2.2取下加長或縮短他們之間的距離，從而實現分紗孔8和外層集束器中心孔之間的連線與外層集束器4的中心線之間的夾角角度的調節；芯部集束器3插入到外層集束器4內並伸出外層集束器4前端，外層集束器前端倒角的設計是用於增加外層集束器時，兩個外層集束器之間便於安裝。

如圖1所示，成型模具5的型腔截面可為內徑6～20mm，成型模具5長度為600～1000mm；支撐架1具有定位作用；浸潤過樹脂的碳纖維紗6自後至前依次穿過芯部集束器3、成型模具5的型腔，浸潤過樹脂的玻璃纖維紗7均勻分布自後至前依次穿過分紗器2.1上均勻分布的穿紗孔8、外層集束器4、成型模具5的型腔。

實施例一：

分別以碳纖維和玻璃纖維為增強材料，以環氧樹脂為基體生產本實用新型導線芯棒的具體實施例如下：

浸潤過環氧樹脂的38束12K碳纖維依次穿過芯部集束器3和外層集束器4 進入內徑為7.5mm的成型模具5，浸潤過環氧樹脂的18束12K玻璃纖維均勻分布依次穿過分紗孔8、外層集束器4進入成型模具5，在牽引機的拉動下經過加熱固化成型，獲得玻璃纖維與碳纖維均勻分布直徑為7.5mm的產品。