碳纤维作为高性能纤维的代表,属于高技术密集型产品,其生产技术复杂,产业发展涉及环节多。它是发展航天航空和军事工业等尖端技术必不可少的新材料,同时也是民用工业更新换代的基础材料。本千米沥青碳纤维收丝系统主要由收丝辊筒、滚动轴承、轴承支架、横梁、辊筒端盖、辊筒驱动电机和控制系统组成。由于传动轴直接带动质量较大的辊筒进行高速的转动,故而动能较大,因此主要是对传动轴进行静力学分析和动力学分析。本文首先对设备进行了初步的总体设计,主要通过设计要求来设计出机械设备的初步模型,首先根据收丝长度的要求和现实可行性来初步确定辊筒模型;再由辊筒传动轴、辊筒端盖、辊筒支架等的顺序来定下初步模型,得出两套方案;之后进行辊筒结构的动力学分析,先在UG三维软件平台下创建模型,然后转换成x_t格式导入ADAMS中进行运动模拟仿真分析,仿真出机构的角速度、角加速度和动能曲线,并进行分析;最后进行辊筒结构的静力学分析,首先在ANSYS软件平台下创建模型,之后先进行在静止状态下辊筒对传动轴的应力分析和校核;最后进行装置急停状态下辊筒对传动轴的扭矩分析和校核。试验表明,辊筒机构在静态和动态载荷下均能够正常工作,并获得了比较满意的收丝效果,为国内高模量沥青碳纤维的生产提供了有力的技术支持。