导板式玄武岩纤维合股机
技术领域
本发明涉及一种玄武岩纤维生产制造设备领域中的导板式玄武岩纤维合股机。
背景技术
玄武岩纤维是一种新型混凝土增强材料，具有耐高温、耐腐蚀、力学新能优越和热稳定性优越等优点，性价比高，被国家列为中长期要重点发展的四大高新技术纤维。比起传统的石棉纤维、木质素纤维、聚合物纤维、玻璃纤维，玄武岩纤维具有经济、环保、高强、耐高温与抗老化等优点，成为21世纪应用于高速公路等交通基础设施领域的新材料。
玄武岩纤维作为一种新型环保的路用矿物纤维，已逐步适用于道路材料中，玄武岩纤维具有良好的物理和化学性能，它不仅可以弥补有机纤维的低强度、低弹性模量、高温性能差的缺点，还可以回收再利用。从复合材料学“加筋加强”的原理分析，它属于一种增强纤维，玄武岩纤维不但可以增加沥青混凝土的抗拉强度，还可以提高路面的高温抗车辙能力。为了增加玄武岩纤维的加筋能力，需要较粗的玄武岩纤维，这就需要将几股细的玄武岩纤维合成为粗的玄武岩纤维，目前的玄武岩纤维合股机效率低、速度慢，所以需要开发高效的玄武岩纤维合股机。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可以对玄武岩纤维束进行合股的导板式玄武岩纤维合股机。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：
导板式玄武岩纤维合股机，包括至少一个合股机构，合股机构包括合股机构架，合股机构架上布置有上下布置的第一导板、第二导板和第三导板，其中两个导板为能够相对所述合股机构架转动的转动型导板，另外一个导板为能够相对所述合股机构架直线移动的直线型导板，各导板分别由各自对应的导板驱动机构驱动，各导板上均设置有供相应玄武岩纤维束通过的导环。
合股机构有至少两个。
两个转动型导板中，其中一个转动型导板为环形导板，另外一个转动型导板为弧形导板，合股机构架上设置有供圆形导板转动的圆形导轨和供弧形导板转动的弧形导轨。
环形导板的内壁上固定有内齿圈，弧形导板的内壁上固定有弧形齿条，直线型导板上固定有直线型齿条，各导板驱动机构均包括齿轮和驱动齿轮转动的齿轮驱动机构，内齿圈与对应导板驱动机构的齿轮啮合传动，弧形齿条与对应导板驱动机构的齿轮啮合传动，直线型齿条与对应导板驱动机构的齿轮啮合传动。
环形导板上的导环在随环形导板运动过程中具有C1、C2和C3三个工作位置，C1、C2、C3三个工作位置沿环形导板周向间隔布置；弧形导板上的导环随弧形导板运动过程中具有A1和A2两个工作位置，A1、A2两个工作位置之间的距离与弧形导板两端之间的距离相同；直线型导板上的导环随直线型导板运动过程中具有B1、B2和B3三个工作位置，B3、B2两个工作位置之间的距离与直线型导板的长度一致，B1工作位置处于B3、B2两个工作位置的中部。
导板式玄武岩纤维合股机还包括沿玄武岩纤维输送方向位于合股机构上游、下游的张紧机构。
张紧机构包括张紧机构架，张紧机构架上设置有具有V型槽的张紧板，张紧机构架上于V型槽的上侧沿上下方向导向移动装配有张紧杆，张紧杆与V型槽之间形成玄武岩纤维束通道，张紧机构架上设置有驱动张紧杆上下动作的张紧杆驱动机构。
导板式玄武岩纤维合股机还包括缠锭机构，缠锭机构包括由缠锭杆驱动机构驱动的供空锭连的缠锭轴，缠锭轴的底部固定有旋转台，缠锭轴的上端设置有用于对空锭空心轴上端施压的压杆。
所述压杆有至少一对，一对压杆中的两个压杆均与所述缠锭轴铰接相连，两个压杆之间设置有压杆拉簧，压杆随缠锭轴转动时受离心力而翻转以实现对空锭空心轴上端施压。
本发明的有益效果为：本发明在使用时，需要合股的玄武岩纤维束分别通过对应导板的导环中，通过导板驱动机构驱动带动对应导板的移动，从而实现改变导环的位置，导环位置的变化也会带着玄武岩纤维束的空间位置发生变化，从而实现对应玄武岩纤维束的合股。
附图说明
图1是本发明的一个实施例的结构示意图；
图2是图1中张紧机构的结构示意图；
图3是图2的侧视图；
图4是图1中第一导板的结构示意图；
图5是图4的俯视图；
图6是图1中第二导板的结构示意图；
图7是图6的俯视图；
图8是图1中第三导板的结构示意图；
图9是图8的俯视图；
图10是图1中合股机构的各导环的工作位置的布置示意图。
具体实施方式
导板式玄武岩纤维合股机的实施例如图1~10所示：包括动力机构、张紧机构11、缠锭机构、控制系统和一个合股机构18。
合股机构包括合股机构架，合股机构架为一个整体结构，合股机构架上布置有上下布置的第一导板35、第二导板39和第三导板40，本实施例中，第一导板为环形导板，第二导板为能够相对合股机构架直线移动的直线型导板，第三导板为弧形导板。合股机构架上设有分别供对应导板导向移动配合的导向结构38，本实施例中，供圆形导板转动导向配合的导向结构为圆形导轨，供弧形导板转动导向移动配合的导向结构为弧形导轨，供直线型导板导向移动配合的导向结构直线型导轨，各导板分别由各自对应的导板驱动机构驱动，各导板上均设置有一个供相应玄武岩纤维束通过的导环34，直线型导板上的导环位于直线型导板的端部，弧形导板上的导环位于弧形导板的端部。本实施例中，环形导板的内壁上固定有内齿圈37-1，弧形导板的内壁上固定有弧形齿条37-3，直线型导板上固定有直线型齿条37-2，各导板驱动机构均包括齿轮36和驱动齿轮转动的齿轮驱动机构，内齿圈与对应导板驱动机构的齿轮啮合传动，弧形齿条与对应导板驱动机构的齿轮啮合传动，直线型齿条与对应导板驱动机构的齿轮啮合传动。在本发明的其他实施例中，合股机构架也可以包括三个独立的机构架，各导板分别设置于对应的机构架上。
环形导板上的导环在随环形导板运动过程中具有C1、C2和C3三个工作位置，C1、C2、C3三个工作位置沿环形导板周向间隔布置；弧形导板上的导环随弧形导板运动过程中具有A1和A2两个工作位置，A1、A2两个工作位置之间的距离与弧形导板两端之间的距离相同；直线型导板上的导环随直线型导板运动过程中具有B1、B2和B3三个工作位置，B3、B2两个工作位置之间的距离与直线型导板的长度一致，B1工作位置处于B3、B2两个工作位置的中部。
张紧机构设置于合股机构的上游和下游，张紧机构包括张紧机构架27，张紧机构架上设置有具有V型槽31的张紧板30，张紧机构架上于V型槽31的上侧沿上下方向导向移动装配有张紧杆29，张紧杆29与V型槽31之间形成共玄武岩纤维束28通过的玄武岩纤维束通道，张紧机构架上设置有驱动张紧杆上下动作的张紧杆驱动机构。本实施例中，张紧杆驱动机构包括一对同步转动的驱动齿轮25和与对应驱动齿轮咬合传动的竖向齿条24，竖向齿条导向移动装配于张紧机构架的齿条导向套23中，张紧杆29沿横向固定于两个竖向齿条24的底部，V型槽31内设置有摩擦片32。图中项26表示驱动齿轮25的齿轮轴。
缠锭机构包括缠锭架21和由缠锭杆驱动机构驱动的供空锭套连的缠锭轴2，缠锭轴2转动装配于缠锭架上，缠锭轴的底部固定有旋转台，旋转台20与缠锭轴通过花键联接，缠锭轴2的上端设置有用于对空锭空心轴上端施压的压杆，。压杆有至少一对，一对压杆中的两个压杆均与所述缠锭轴铰接相连，压杆包括杆体5和设置于杆体一端的配重块6，两个压杆之间设置有压杆拉簧4，压杆随缠锭轴转动时受离心力而翻转以实现对空锭1上端施压。缠锭架上还设置有上下布置的皮带轮8，皮带轮8上缠绕有皮带9，皮带9上设置有导钩7，合股后的玄武岩纤维束10通过导钩后缠绕于空心轴套上，通过导钩7的上下移动，可以改变玄武岩纤维束在空心轴套上的缠绕位置。图1中项22表示皮带轮8的皮带轮轴。图中项17表示未合股前的玄武岩纤维束。
动力机构由电动机16、变速箱15、分动箱14、液压马达13、液压泵12组成，张紧机构、合股机构、缠锭机构的动力均由动力机构提供。
本发明中导板式玄武岩纤维合股机的工作过程为，分散的玄武岩纤维束经过合股机构合股后被缠绕于空锭上，空锭缠满玄武岩纤维束后，取走即可。其中合股机构的工作原理为：需要合股的玄武岩纤维束穿过导环，通过移动对应的导板来变化导环的位置，从而实现玄武岩纤维束空间交叉，实现合股。以两股玄武岩纤维束合股为例：旋转第二导板和第三导板工作，两股玄武岩纤维束分别穿过直线型导板和弧形导板上的导环，
A、B两个导环的原始位置分别处于A1、B1位置：
第一步：A导环从A1到A2，
第二步：B导环从B1到B3，
第三步：A导环从A2到A1，
第四步：B导环从B3到B1，A、B两个导环回到原始位置。
循环第一步至第四步，即可完成两股玄武岩纤维合股。
当需要三股玄武岩纤维束合股
选择第一导板、第二导板和第三导板三块导板工作，三股玄武岩纤维分别穿过上导板、中导板和下导板的导环，通过移动导环完成合股。
A、B、C三个导环的原始位置分别处于A1、B1、C1位置：
第一步：A导环从A1到A2，B导环从B1到B2，
第二步：C导环从C1到C2，
第三步：B导环从B2到B1，
第四步：A导环从A2到A1，
第五步：B导环从B1到B3，C导环从C2到C3，
第六步：C导环从C3到C1，
第七步：B导环从B3到B1，A、B、C三个导环回到原始位置。
循环第一步至第七步，即可完成三股玄武岩纤维合股。
在本发明的其他实施例中，根据需要合股的玄武岩纤维束的个数，合股机构的个数也可以适当增加，比如说：
四股玄武岩纤维束合股，
使用三个合股机构，二股合成一股，另二股合成一股，新二股再合成一股。
五股玄武岩纤维束合股
使用三个合股机构，3股合成一股，2股合成一股，新的二股再合成一股。
六股玄武岩纤维束合股
使用三个合股机构，3股合成一股，3股合成一股，新的二股再合成一股。
七股玄武岩纤维束合股
使用四个合股机构，2股合成一股，2股合成一股，3股合成一股，新的三股再合成一股。
以此类推，可以将任意股数的玄武岩纤维束合成一股。
张紧机构的工作原理为：驱动齿轮转动，带动张紧杆向上运动时，V型槽和张紧杆形成的三角区域面积逐渐增大，当张紧杆位于靠上的位置时，玄武岩纤维束与V型槽和张紧杆形成的三角区域不接触，自由穿过；当张紧杆向下运动时，V型槽与张紧杆形成的三角区域面积逐渐减少，玄武岩纤维束与V型槽中的摩擦片的接触面积逐渐增大，摩擦力逐渐增大，玄武岩纤维束逐渐被张紧。
缠锭机构的作用是将合股后的玄武岩纤维束缠绕空锭上，空锭由一个空心轴套构成，使用时，将空心轴套穿过压杆套在缠锭轴上，空心轴套的底面位于旋转台上，此时孔锭处于自由状态，液压泵驱动缠锭轴转动，随着转速增大，配重块在离心力作用下向外运动，带动压杆向斜下方运动，两个压杆克服压杆弹簧的作用力逐渐分离，压杆对空锭上端施压，将空锭压紧于旋转台上，空锭随旋转台旋转，保证高速状态下，空锭的稳定性，完成缠锭后，旋转台停止转动，配重块的离心力消失，两根压杆在压杆弹簧的作用下并在一起，保持竖直姿态，可以顺利将玄武岩纤维锭从缠锭轴上取走。液压泵驱动皮带轮轴带动皮带轮转动，皮带轮驱动皮带上下移动，带动导勾上下往复运动。合股后的玄武岩纤维通过导钩缠到空锭上。缠锭是逐层完成的，空锭转动不停地转动，导勾上下往复运动，导勾从最下端上升到顶部完成第一层缠绕，导勾从顶部下降到最下端完成第二层缠绕，如此往复缠绕，达到规定的层数后停止即可。
控制系统19由控制元件、控制软件、操作开关等组成，控制系统可以控制张紧力的大小，导环的运动方向和速度、缠锭速度、导钩的移动方向和速度。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
