新型碳纤维复合材料传动辊轴制造技术

新型碳纤维复合材料传动辊轴，包括轴体、内部支撑钢板以及设在轴体两端的法兰；其特征在于，在所述的轴体内部采用钢板支撑，该轴体两端与法兰结合；所述的轴体由碳纤维预浸料按设计角度剪切片状后，缠绕在金属模具表面形成。其中轴体内部设有钢板支撑，两端设有连接段，各连接段上均相对设有连接孔；所述法兰包括连接管和从该连接管的一端垂直延伸的法兰盘，所述连接管上相对设有连接孔，与轴体连接段上设置的连接孔相配合。本实用新型专利技术具有强度高、重量轻、长寿命、低噪声、耐腐蚀、无摩擦、免维修、不导电、无磁性、优化系统布置等优点。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术为碳纤维复合材料机械领域，具体涉及一种适用于高速场合、强度高、 质量轻、结构紧凑，具有优良位移补偿功能的新型碳纤维复合材料传动辊轴。
技术介绍
碳纤维是有机纤维经一系列热处理后转化而成的含碳量在90%以上的新型碳材料。碳纤维不但具有高比强度和比模量、高导电性、低热膨胀系数、耐高温、抗腐蚀、抗蠕变以及自润滑等一系列优异的性能，还具有纤维的柔性和可编制性等特点，常作为先进复合材料的增强体，在机械工业领域中得到了广泛的应用。随着现代机械传动技术的发展，传动系统的设计布置越来越复杂，性能要求也相应提高，对重量要求也更加苛刻。某些大功率复合传动装置而言，采用传统的设备，系统的体积重量相当大，很难满足实际工程对传动设备提出的综合性能要求。为了满足辊筒的重量，优化辊筒的布置结构，考虑在辊筒中使用碳纤维复合材料，通过合理设计，使传动轴系具备更加的性能。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种适用于高速场合、强度高、质量轻、结构紧凑、具有优良位移补偿功能的新型碳纤维复合材料传动辊轴。本技术的技术方案新型碳纤维复合材料传动辊轴，包括轴体、内部支撑钢板以及设在轴体两端的法兰；其特征在于，在所述的轴体内部采用钢板支撑，该轴体两端与法兰结合；所述的轴体由碳纤维预浸料按设计角度剪切片状后，缠绕在金属模具表面形成。上述碳纤维复合材料传动辊轴，其中轴体内部设有钢板支撑，两端设有连接段，各连接段上均相对设有连接孔；所述法兰包括连接管和从该连接管的一端垂直延伸的法兰盘，所述连接管上相对设有连接孔，与轴体连接段上设置的连接孔相配合。所述法兰盘上均布有法兰固定孔。本技术采用的碳纤维单丝直径为7微米，每束丝数为12000根。本技术的碳纤维预浸料采用环氧树脂体系。本技术采用的技术方案与传统的金属传动轴相比，具有如下优点1、强度高借助碳纤维的高比强度性能，碳纤维传动轴具有优良的抗拉强度和抗拉模量；2、重量轻碳纤维的密度仅是钢铁的四分之一，碳纤维传动轴可以显著地减轻传动轴的重量。同钢质轴相比，碳纤维复合材料传动轴的重量可减轻约70%，其中包括了碳纤维传动轴端部必要的金属部件。3、优化系统布置在长轴系中使用碳纤维传动轴更能体现出碳纤维的优点，由于使用碳纤维传动轴，轴承之间的距离可以加大。同时碳纤维传动轴上通常可以不需要布置轴承，这样可以减少轴承的数量，也节省了轴承支撑件，减少了轴承对碳纤维传动轴的支撑力及其传动轴所承受的弯曲转矩。4、优良的位移补偿能力，并适用于高速场合。5、长寿命、低噪声、耐腐蚀、无摩擦、免维修、不导电、无磁性。附图说明图1是本技术的整体结构示意图。图2是本技术的剖面图。具体实施方式图1中本技术碳纤维复合材料传动轴，包括轴体1，设在轴体1两端的金属法兰2，轴体内部支撑钢板3，连接金属法兰2与轴体1的碳纤维销钉4。轴体1为管状，可根据结构强度要求设计，最大限度地减少材料的用量。支撑钢板3在急速冷却收缩后，迅速放入到轴体1中，在常温中使支撑钢板3回复原尺寸。通过金属的热膨胀力将支撑钢板3牢固的定位于轴体1中，可有效防止碳纤维复合材料辊轴在高速使用环境中的椭圆变形。金属法兰2与轴体1首先通过胶联技术进行连接，在金属法兰2与轴体1的接触面涂抹高强树脂胶，在常温中固化后在金属法兰和轴体1粘接面钻孔。将碳纤维销钉4打入孔中，表面用高强树脂胶处理后在常温下固化成型。碳纤维材料传动辊轴在工作时，动力机械通过高弹性联轴器与碳纤维材料传动轴一端金属法兰2相连输入动力，通过碳纤维材料传动轴体与另一端金属法兰将动力输出。本技术的法兰2可采用金属材料，也可以采用碳纤维复合材料模压成型。根据具体要求选择。采用传统的金属材料制造的碳纤维材料传动轴法兰，制造简单，成本较低，但大位移补偿性能不足。使用碳纤维复合材料制造的法兰可实现大位移补偿技术的要求。上述碳纤维能满足传动轴系隔、减震、抗冲击的要求，减轻传动轴系的重量，优化轴系的布置结构，使传动轴系具备更佳的性能。权利要求1.新型碳纤维复合材料传动辊轴，包括轴体、内部支撑钢板以及设在轴体两端的法兰； 其特征在于，在所述的轴体内部采用钢板支撑，该轴体两端与法兰结合；所述的轴体由碳纤维预浸料按设计角度剪切片状后，缠绕在金属模具表面形成。2.根据权利要求1所述的新型碳纤维复合材料传动辊轴，其特征在于轴体内部设有钢板支撑，两端设有连接段，各连接段上均相对设有连接孔。3.根据权利要求1所述的新型碳纤维复合材料传动辊轴，其特征在于碳纤维单丝直径为7微米，每束丝数为12000根。4.根据权利要求1所述的新型碳纤维复合材料传动辊轴，其特征在于所述法兰包括连接管和从该连接管的一端垂直延伸的法兰盘，所述连接管上相对设有连接孔，与轴体连接段上设置的连接孔相配合。专利摘要新型碳纤维复合材料传动辊轴，包括轴体、内部支撑钢板以及设在轴体两端的法兰；其特征在于，在所述的轴体内部采用钢板支撑，该轴体两端与法兰结合；所述的轴体由碳纤维预浸料按设计角度剪切片状后，缠绕在金属模具表面形成。其中轴体内部设有钢板支撑，两端设有连接段，各连接段上均相对设有连接孔；所述法兰包括连接管和从该连接管的一端垂直延伸的法兰盘，所述连接管上相对设有连接孔，与轴体连接段上设置的连接孔相配合。本技术具有强度高、重量轻、长寿命、低噪声、耐腐蚀、无摩擦、免维修、不导电、无磁性、优化系统布置等优点。文档编号F16C3/02GK202215573SQ20112034510公开日2012年5月9日 申请日期2011年9月15日 优先权日2011年9月15日专利技术者程显军 申请人:程显军本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：程显军，
申请(专利权)人：程显军，
类型：实用新型
国别省市：