一种复合材料管轴的制作方法

本技术涉及复合材料管轴连接，具体为一种复合材料管轴。

背景技术：

1、随着碳纤维技术的不断发展，复合材料管轴的应用越来越成熟。相对于金属结构，复材在满足相同的力学性能的同时，可以使管轴重量明显下降，同时降低振动效应，复合材料管轴在实际应用时，如何实现各种载荷的平稳传递，筒体与接头两者之间的连接至关重要，因此急需设计一种具有可靠连接的复合材料管轴，突破复合材料管轴的连接技术，推动复材管轴的发展。

2、公开号为cn111059137a提供的一种复合材料杆件与金属接头的连接结构及成型方法，属于结构强度领域，该连接结构中，复合材料杆件包括复合材料中空内筒、复合材料中空外筒，金属接头为空心结构，包括；端头连接部和筒形阶梯连接区，所述筒形阶梯连接区包括弧形连接区和平台连接区，所述平台连接区和弧形连接区分别与复合材料中空内筒、复合材料中空外筒贴合。本发明技术方案适用于以承受拉伸、压缩等轴向载荷为主的复合材料中空筒段与金属接头连接的杆类结构，可承受几吨到几百吨的拉压载荷，相比于金属杆类结构，在满足性能要求的同时，可以获得良好的减重效果。

3、上述中的现有技术方案存在以下缺陷：该复合材料管轴采用拼接安装，效率较低，且机械连接容易导致连接部位纤维断裂，应力集中，从而降低连接效率，而且胶层容易产生破坏，引起接头脱落，因此，本实用新型提供一种复合材料管轴，以解决上述提出的问题。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于提供一种复合材料管轴，以解决上述背景技术中提出的该复合材料管轴采用拼接安装，效率较低，且机械连接容易导致连接部位纤维断裂，应力集中，从而降低连接效率，而且胶层容易产生破坏，引起接头脱落的问题。

2、为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种复合材料管轴，包括管轴本体、金属接头和捻子束，所述管轴本体的材料为碳纤维复合材料，所述金属接头的第一连接端呈筒状，所述第一连接端的外周贯穿有多个过孔，所述第一连接端绕其内壁上开设有环形的沟槽，所述过孔与沟槽连通；所述管轴本体包括内层预浸料铺层，所述管轴本体的第二连接端套接在第一连接端上，且所述过孔贯穿第二连接端；所述捻子束依次从相邻过孔中交错穿插，所述捻子束内置于沟槽且外铺于第二连接端的外周，所述第二连接端的外周设置有外层预浸料铺层，所述外层预浸料铺层包覆捻子束。

3、作为优选，所述第一连接端的外周铺放有一层胶膜。胶膜有效增强管轴本体的纤维预浸料与金属接头两者之间的连接强度。

4、作为优选，所述捻子束包括第一捻子条与第二捻子条，所述第一捻子条与第二捻子条均穿插过孔，且所述第一捻子条与第二捻子条交错缠绕设置。共固化胶膜连接搭配捻子束缠绕，既保证了传力的均匀，又减少了纤维断裂造成的强度损失，极大的提高了管轴本体与金属接头两者之间的连接效率。

5、进一步地，所述捻子束的材料也为碳纤维复合材料。捻子束依次从相邻过孔中交错穿插，捻子束内置于沟槽且外铺于第二连接端的外周，捻子束铺贴时利用了纤维预浸料的柔软性；固化后，相当于碳纤维螺钉，增强了管轴本体和金属接头之间的连接强度。

6、作为优选，所述第一连接端的外表面粗糙。提高表面的粗糙度，提高第二连接端与第一连接端的连接可靠性和稳定性。

7、作为优选，所述金属接头远离第一连接端的一端延伸有金属底座。便于金属接头的安装使用。

8、与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

9、1、该复合材料管轴一体成型，效率较高；共固化胶膜连接搭配纤维捻子束既保证了传力的均匀，又减少了纤维断裂造成的强度损失，极大的提高了两者之间的连接效率；

10、2、通过芯模和金属接头，芯模左端与金属接头采用贴合的方式相连接，结构一体成型，效率高；

11、3、捻子束依次从相邻过孔中交错穿插，捻子束内置于沟槽且外铺于第二连接端的外周，捻子束铺贴时利用了纤维预浸料的柔软性；固化后，相当于碳纤维螺钉，绕卷式的搭配连接保证了传力的均匀，增强了管轴本体和金属接头之间的连接强度；

12、4、金属接头的第一连接端的外表面粗糙，且内层预浸料铺层铺贴于第一连接端的外表面，粗糙的表面增加了铺层与金属接头的胶接强度，且内层预浸料铺层可以减少纤维断裂造成的强度损失，极大的提高了管轴本体与金属接头之间的连接效率。

技术特征：

1.一种复合材料管轴，其特征在于，包括管轴本体(1)、金属接头(2)和捻子束，所述管轴本体(1)的材料为碳纤维复合材料，所述金属接头(2)的第一连接端(2-1)呈筒状，所述第一连接端(2-1)的外周贯穿有多个过孔(3)，所述第一连接端(2-1)绕其内壁上开设有环形的沟槽(4)，所述过孔(3)与沟槽(4)连通；所述管轴本体(1)包括内层预浸料铺层，所述管轴本体(1)的第二连接端(1-1)套接在第一连接端(2-1)上，且所述过孔(3)贯穿第二连接端(1-1)；所述捻子束依次从相邻过孔(3)中交错穿插，所述捻子束内置于沟槽(4)且外铺于第二连接端(1-1)的外周，所述第二连接端(1-1)的外周设置有外层预浸料铺层，所述外层预浸料铺层包覆捻子束。

2.根据权利要求1所述的一种复合材料管轴，其特征在于：所述第一连接端(2-1)的外周铺放有一层胶膜。

3.根据权利要求1或2所述的一种复合材料管轴，其特征在于：所述捻子束包括第一捻子条(6)与第二捻子条(7)，所述第一捻子条(6)与第二捻子条(7)均穿插过孔(3)，且所述第一捻子条(6)与第二捻子条(7)交错缠绕设置。

4.根据权利要求3所述的一种复合材料管轴，其特征在于：所述捻子束的材料也为碳纤维复合材料。

5.根据权利要求1或2所述的一种复合材料管轴，其特征在于：所述第一连接端(2-1)的外表面粗糙。

6.根据权利要求1所述的一种复合材料管轴，其特征在于：所述金属接头(2)远离第一连接端(2-1)的一端延伸有金属底座(10)。

技术总结本技术公开了一种复合材料管轴，包括管轴本体、金属接头和捻子束，管轴本体的材料为碳纤维复合材料，金属接头的第一连接端呈筒状，第一连接端的外周贯穿有多个过孔，第一连接端绕其内壁上开设有环形的沟槽，过孔与沟槽连通；管轴本体包括内层预浸料铺层，管轴本体的第二连接端套接在第一连接端上，且过孔贯穿第二连接端；捻子束依次从相邻过孔中交错穿插，捻子束内置于沟槽且外铺于第二连接端的外周，第二连接端的外周设置有外层预浸料铺层，外层预浸料铺层包覆捻子束。该复合材料管轴一体成型效率高，碳纤维捻子束既保证了传力的均匀，又减少了纤维断裂造成的强度损失，极大的提高了两者之间的连接效率。技术研发人员：王玉凯,王永峰,赵莹,孙杨明,王蓓受保护的技术使用者：常州启赋安泰复合材料科技有限公司技术研发日：20231222技术公布日：2024/7/23