一种复合材料牵引拉杆、转向架和轨道车辆的制作方法

本发明属于轨道车辆，具体涉及一种复合材料牵引拉杆、转向架和轨道车辆。

背景技术：

1、公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

2、牵引拉杆在轨道车辆转向架中起到传递牵引力与制动力的作用，其强度与可靠性关乎列车运行安全，为关键承载部件。目前轨道车辆转向架用牵引拉杆多为金属焊接结构，其重量大，在长期服役过程中易出现疲劳断裂问题，影响使用寿命。

3、目前采用复合材料的牵引拉杆中，金属端头与复合材料杆体的连接强度未能有效解决。授权公告号为cn 206022002 u的实用新型专利(一种复合材料绝缘拉杆)中，复合材料绝缘芯棒的两端均设置外螺纹，通过外螺纹与金属接头连接，但外螺纹的承拉、承压性能较差，难以应用于轨道交通领域。申请公布号为cn117125106a的发明专利(一种牵引拉杆、转向架及轨道车辆)中，复合材料杆体的端部插入金属接头的插接孔中且与插接孔过盈配合，过盈配合容易带来复合材料杆体的端部产生压溃损伤的问题，压溃问题产生后，过盈配合失效，导致金属端头与复合材料杆体连接处剥离，连接可靠性较低。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种复合材料牵引拉杆、转向架和轨道车辆，通过楔形结构以及碳纤维缠绕成型工艺方法，提高了牵引拉杆整体的连接可靠性。

2、为了实现上述目的，本发明的技术方案为：

3、第一方面，一种复合材料牵引拉杆，包括：复合纤维杆体、金属端头和楔形块；

4、所述复合纤维杆体为四棱柱结构，包括中间部分和位于两端的端部，两个端部用于与金属端头连接；所述四棱柱结构外表面包括两组相对的侧面，第一组侧面包括互相平行的第一面和第二面；第二组侧面的中间部分互相平行，在端部呈设定的角度外张，形成楔形；

5、所述金属端头包括插接槽，所述复合纤维杆体的端部沿垂直于复合材料牵引拉杆长度的方向插接于插接槽中，且第二组侧面与插接槽的内侧面贴合，第一面与插接槽的底面贴合；

6、所述插接槽中安装有楔形块，所述楔形块沿中间向端部的方向安装于插接槽的内侧面上的楔形块安装槽中，将所述复合纤维杆体约束于插接槽中，所述楔形块的内表面与第二面贴合。

7、可选的，第二组侧面在端部外张，与中间部分呈170～177°夹角，形成外扩的楔形。

8、可选的，所述插接槽的两个内侧面有楔形块安装槽，所述楔形块垂直于复合材料牵引拉杆长度方向的截面为梯形，梯形的大底贴合所述第二面；梯形的斜边贴合楔形块安装槽内的斜面。

9、可选的，所述楔形块沿安装方向逐渐内收，所述楔形块安装槽的斜面沿楔形块安装方向逐渐内收。

10、可选的，所述复合纤维杆体的中间部分的外侧缠绕有碳纤维环向加强层，所述碳纤维环向加强层与所述插接槽的外表面平齐，且与所述楔形块的外表面平齐。

11、可选的，所述金属端头包括圆环部，所述圆环部与插接槽的外表面圆滑过渡。

12、可选的，所述圆环部的外侧设置有凹槽，两端的金属端头圆环部的凹槽对齐，沿凹槽、插接槽外侧面和碳纤维环向加强层外侧一周包覆有碳纤维纵向承拉层。

13、可选的，所述楔形块外侧，沿垂直于复合材料牵引拉杆长度方向的环向上包覆有碳纤维环向补强层，且所述环向补强层包覆所述碳纤维环向加强层与金属接头的接缝。

14、可选的，碳纤维环向补强层、碳纤维纵向承拉层、碳纤维环向加强层和复合纤维杆体的树脂材料熔为一体。

15、第二方面，一种转向架，设置有第一方面所述的复合材料牵引拉杆。

16、第三方面，一种轨道车辆，设置有第二方面所述的转向架。

17、本发明的有益效果为：

18、1.本发明通过楔形结构等混合连接形式将复合材料牵引拉杆金属端头与碳纤维杆装配在一起，避免了连接部位易发生剥离失效的问题，提高了连接强度。复合纤维杆体端部的楔形结构增加了拉杆与金属端头的接触面积，增加了复合材料牵引拉杆的抗压性能，在复合材料牵引拉杆承受拉力时，可以将拉力转化为碳纤维杆侧面与金属端头的摩擦力，提高了复合材料牵引拉杆的抗拉性能。

19、2.本发明通过碳纤维承拉层对于金属端头施加预紧力，进一步增强了复合材料牵引拉杆的抗拉性能，并且通过金属端头侧面的楔形块及环向碳纤维补强层确保碳纤维杆不易从金属端头内脱出，保证了整体连接可靠性。通过目前已经成熟的缠绕工艺技术即能实现，保证了产品质量和生产效率。

技术特征：

1.一种复合材料牵引拉杆，其特征在于，包括：复合纤维杆体、金属端头和楔形块；

2.如权利要求1所述的复合材料牵引拉杆，其特征在于，

3.如权利要求1所述的复合材料牵引拉杆，其特征在于，

4.如权利要求1所述的复合材料牵引拉杆，其特征在于，

5.如权利要求1所述的复合材料牵引拉杆，其特征在于，

6.如权利要求1所述的复合材料牵引拉杆，其特征在于，

7.如权利要求6所述的复合材料牵引拉杆，其特征在于，

8.如权利要求5-7任一所述的复合材料牵引拉杆，其特征在于，

9.一种转向架，其特征在于，包括如权利要求1-8任一所述的复合材料牵引拉杆。

10.一种轨道车辆，其特征在于，包括如权利要求9所述的转向架。

技术总结本发明涉及一种复合材料牵引拉杆、转向架和轨道车辆，属于轨道车辆技术领域。牵引拉杆包括：复合纤维杆体、金属端头和楔形块；复合纤维杆体为四棱柱结构，包括中间部分和两个端部，端部用于与金属端头连接；复合纤维杆体包括两组相对的侧面，第一组侧面互相平行；第二组侧面的中间部分互相平行，在端部呈设定的角度外张，形成楔形；金属端头包括插接槽，复合纤维杆体的端部沿垂直于复合材料牵引拉杆长度的方向插接与插接槽中，第一面与插接槽的底面贴合；插接槽中安装有楔形块，楔形块沿中间向端部的方向安装于插接槽的内侧面中，复合纤维杆体约束于插接槽中，楔形块的内表面与第二面贴合。本发明通过楔形结构等混合连接形式将复合材料牵引拉杆金属端头与碳纤维杆装配在一起，避免了连接部位易发生剥离失效的问题，提高了连接强度、抗压性能和抗拉性能。技术研发人员：史磊,蔡茂,赵英男,石扬,赵庆龙,刘天伟,李慧颖受保护的技术使用者：中车成型科技（青岛）有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/26