一体成型的复合材料牵引杆、工艺成型方法及成型模具与流程

本发明涉及复合材料成型，具体为一种一体成型的复合材料牵引杆、工艺成型方法及成型模具。

背景技术：

1、牵引装置是连接转向架与轨道交通车体的关键部件，它能适应转向架相对车体的转动，同时将轮轨间相互作用产生的牵引力或制动装置产生的制动力传递到车体，使列车实现牵引和制动。牵引装置的设计是否合理直接关系到牵引力和制动力的传递品质，必须同时满足运动学、动力学、安全性等方面的苛刻要求。

2、牵引装置由转向架、牵引杆、牵引座组成。传统的牵引杆由高强度金属制备，自重大；使用工况承担的牵引力和制动力量级高，而且载荷方向经常发生转变，牵引杆经常处于高应力、高频率承载状态。随着工业化和轻量化的发展，对牵引杆的承载力、疲劳寿命和轻量化均提出新的要求。将先进的树脂基纤维复合材料应用于牵引杆的成型和使用中，对结构提高刚度、增加疲劳寿命、轻量化均有较大改善。

技术实现思路

1、本发明为了解决上述提到的现有牵引杆承载力、疲劳寿命和轻量化不足的问题，特此提出了一种一体成型的复合材料牵引杆、工艺成型方法及成型模具。本发明通过采用复合材料交替铺设的方式将金属预埋件和泡沫型材包裹在内部，再通过加压的方式固化成牵引杆，提高牵引杆的承载力、疲劳寿命以及轻量化。

2、本发明提出了一种一体成型的复合材料牵引杆工艺成型方法，具体包括以下步骤：

3、步骤一、在两个环形的金属预埋件外表面缠绕若干层复合材料，在泡沫型材表面长度方向和宽度方向交替铺放若干层复合材料；

4、步骤二、将两个金属预埋件通过模具对称设置在泡沫型材两端，在金属预埋件和泡沫型材外轮廓表面缠绕一层复合材料进行初步固定，形成牵引杆结构件；

5、步骤三、在泡沫型材环向进行复合材料铺放，对金属预埋件和泡沫型材进行宽度方向上的找平；

6、步骤四、按照牵引杆结构外轮廓铺放、泡沫型材环向铺放的顺序进行复合材料正交铺放成型；

7、步骤五、通过加压模具对铺放完成的牵引杆结构件加压。

8、更进一步地，所述步骤一中金属预埋件外表面进行阳极化或喷砂处理。

9、一种采用上述的一体成型的复合材料牵引杆工艺成型方法制备的牵引杆，具体包括两个金属预埋件预成型坯和预成型泡沫坯，两个金属预埋件预成型坯对称设置在预成型泡沫坯两端，并在金属预埋件预成型坯和预成型泡沫坯表面设置有若干层复合材料铺层。

10、更进一步地，所述金属预埋件预成型坯包括金属预埋件，金属预埋件为环形结构，表面设置有若干层复合材料铺层。

11、更进一步地，所述预成型泡沫坯包括泡沫型材，泡沫型材表面设置有若干层复合材料铺层。

12、一种制备上述的牵引杆的成型模具，具体包括两个定位环、定位板、两个挡板和两个支架，两个定位环对称设置在定位板两端，定位板上设置有凸台结构；定位环上设置有一个挡板；定位环放置在支架上；金属预埋件预成型坯套装在定位环上并通过挡板限位；预成型泡沫坯放置在定位板的凸台结构上，两端分别和一个金属预埋件预成型坯接触。

13、本发明所述的一种一体成型的复合材料牵引杆、工艺成型方法及成型模具的有益效果为：

14、(1)本发明所述的一种一体成型的复合材料牵引杆、工艺成型方法及成型模具，解决了现有牵引杆使用高强度金属制备存在的自重大、疲劳寿命低的问题，通过金属预埋件和泡沫型材作为骨架结构，在二者外部缠绕复合材料，来代替金属材料，降低整体的重量，充分发挥树脂基复合材料高强度、耐疲劳的优点，从而提高牵引杆的承载力和疲劳寿命。

技术特征：

1.一种一体成型的复合材料牵引杆工艺成型方法，其特征在于：包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一体成型的复合材料牵引杆工艺成型方法，其特征在于：所述步骤一中金属预埋件(1)外表面进行阳极化或喷砂处理。

3.一种采用权利要求1或2所述的一体成型的复合材料牵引杆工艺成型方法制备的牵引杆，其特征在于：包括两个金属预埋件预成型坯和预成型泡沫坯，两个金属预埋件预成型坯对称设置在预成型泡沫坯两端，并在金属预埋件预成型坯和预成型泡沫坯表面设置有若干层复合材料铺层。

4.根据权利要求3所述的牵引杆，其特征在于：所述金属预埋件预成型坯包括金属预埋件(1)，金属预埋件(1)为环形结构，表面设置有若干层复合材料铺层。

5.根据权利要求3所述的牵引杆，其特征在于：所述预成型泡沫坯包括泡沫型材(2)，泡沫型材(2)表面设置有若干层复合材料铺层。

6.一种制备权利要求4或5所述的牵引杆的成型模具，其特征在于：包括两个定位环(3)、定位板(4)、两个挡板(5)和两个支架(6)，两个定位环(3)对称设置在定位板(4)两端，定位板(4)上设置有凸台结构；定位环(3)上设置有一个挡板(5)；定位环(3)放置在支架(6)上；金属预埋件预成型坯套装在定位环(3)上并通过挡板(5)限位；预成型泡沫坯放置在定位板(4)的凸台结构上，两端分别和一个金属预埋件预成型坯接触。

技术总结本发明公开了一体成型的复合材料牵引杆、工艺成型方法及成型模具，涉及复合材料成型领域，解决了现有牵引杆承载力、疲劳寿命和轻量化不足的问题。本发明通过金属预埋件和泡沫型材作为骨架结构，在二者外部缠绕复合材料支撑预成型坯，通过成型模具对金属预埋件预成型坯和预成型泡沫坯进行定位，通过复合材料将金属预埋件预成型坯和预成型泡沫坯连接固定成一个整体，然后在结构整体上进行宽度找平，以及复合材料的正交铺放。本发明通过利用复合材料来代替金属材料，降低整体的重量，充分发挥树脂基复合材料高强度、耐疲劳的优点，从而提高牵引杆的承载力和疲劳寿命。技术研发人员：武海鹏,石建军,遇家运,王宝瑞,李金儒受保护的技术使用者：哈尔滨玻璃钢研究院有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/18