連桿、工程機械及連桿的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種連桿、工程機械及連桿的制造方法，其中，上述連桿包括：兩個金屬軸套（10）；中間連接部（20），夾設在兩個金屬軸套（10）之間，并與兩個金屬軸套（10）均連接；周圍環(huán)板（30），環(huán)繞連接在兩個金屬軸套（10）及中間連接部（20）的周向外側形成閉合環(huán)狀結構，周圍環(huán)板（30）由纖維復合材料制成。本發(fā)明的連桿質量較輕，同時強度較高。
【專利說明】連桿、工程機械及連桿的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及工程機械【技術領域】，具體而言，涉及一種連桿、工程機械及連桿的制造方法。
【背景技術】
[0002]隨著混凝土泵車、起重機等工程機械技術的高速發(fā)展，工程作業(yè)要求將臂展延伸至更高更遠的距離。工程機械的臂架、連桿等部件所選用的材料都向輕質高強方向發(fā)展?，F(xiàn)有的連桿材料大多由合金鋼材料制成，連桿包括連桿本體和與連桿本體采用焊接的方式連接的軸套。
[0003]上述連桿有以下缺點:
[0004]1、由于合金鋼的密度較大，使連桿的自身重量較大，嚴重限制了混凝土泵車等工程機械延伸距離的增加；
[0005]2、鋼質連桿的連桿容易被腐蝕，且耐疲勞性能較差；
[0006]3、連桿主要受拉力，鋼質材料各向同性，難以根據受力情況進行設計。

【發(fā)明內容】

[0007]本發(fā)明旨在提供一種質量輕且強度高的連桿、工程機械及連桿的制造方法。
[0008]為了實現(xiàn)上述目的，根據本發(fā)明的一個方面，提供了一種連桿，包括:兩個金屬軸套；中間連接部，夾設在兩個金屬軸套之間，并與兩個金屬軸套均連接；周圍環(huán)板，環(huán)繞連接在兩個金屬軸套及中間連接部的周向外側形成閉合環(huán)狀結構，周圍環(huán)板由纖維復合材料制成。
[0009]進一步地,中間連接部由纖維復合材料或者金屬材料制成。
[0010]進一步地，中間連接部和周圍環(huán)板均由碳纖維復合材料制成，中間連接部的碳纖維延伸方向平行于中間連接部沿長度方向的中心線。
[0011]進一步地,中間連接部與兩個金屬軸套均通過粘接劑粘接。
[0012]進一步地，金屬軸套的兩端形成有環(huán)形凸緣，中間連接部和周圍環(huán)板與金屬軸套配合的部分均位于金屬軸套的兩個環(huán)形凸緣之間。
[0013]進一步地，中間連接部的兩端均形成有與對應的金屬軸套的周向外表面形狀適配的容納缺口。
[0014]根據本發(fā)明的另一方面，提供了一種工程機械，具有連桿，連桿為上述的連桿。
[0015]根據本發(fā)明的另一方面，提供了一種連桿的制造方法，包括以下步驟:步驟S10:制得中間連接部和兩個金屬軸套，并將中間連接部的兩端與兩個金屬軸套一一對應地連接；步驟S20:制得周圍環(huán)板，使周圍環(huán)板環(huán)繞連接在兩個金屬軸套及中間連接部的周向外側，周圍環(huán)板由纖維復合材料制成。
[0016]進一步地，通過以下步驟制得中間連接部:采用碳纖維單向預浸布經固化定型后機械加工成中間連接部。[0017]進一步地，通過以下步驟制得周圍環(huán)板:在兩個金屬軸套的周向涂覆粘接劑，然后在中間連接部和兩個金屬軸套的周向纏繞浸有環(huán)氧樹脂的纖維并經加熱固化以形成周圍環(huán)板。
[0018]應用本發(fā)明的技術方案，連桿在使用時周圍環(huán)板受到壓力或拉力，由于周圍環(huán)板形成閉合環(huán)狀結構并由纖維復合材料制成，這樣，可以充分地發(fā)揮纖維復合材料的拉伸性能。因此，周圍環(huán)板能夠較好地承受壓力或拉力，從而有效地提高了連桿的強度。由于采用纖維復合材料，因此重量相比金屬材質輕，進而降低了連桿的重量。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]構成本申請的一部分的說明書附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，本發(fā)明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構成對本發(fā)明的不當限定。在附圖中:
[0020]圖1示出了根據本發(fā)明的連桿的實施例的結構示意圖；
[0021]圖2示出了圖1的連桿的分解結構示意圖；以及
[0022]圖3示出了根據本發(fā)明的連桿的制造方法的實施例的流程示意圖。
[0023]其中，上述附圖包括以下附圖標記:
[0024]10、金屬軸套；11、環(huán)形凸緣；20、中間連接部；21、容納缺口 ；30、周圍環(huán)板。
【具體實施方式】
[0025]需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結合實施例來詳細說明本發(fā)明。
[0026]如圖1和圖2所示，本實施例的連桿包括:兩個金屬軸套10、中間連接部20和周圍環(huán)板30。其中，中間連接部20夾設在兩個金屬軸套10之間，并與兩個金屬軸套10均連接。周圍環(huán)板30環(huán)繞連接在兩個金屬軸套10及中間連接部20的周向外側，周圍環(huán)板30由纖維復合材料制成。
[0027]在本實施例中，連桿在使用時周圍環(huán)板30受到壓力或拉力，由于周圍環(huán)板30形成閉合環(huán)狀結構并由纖維復合材料制成，這樣，可以充分地發(fā)揮纖維復合材料的拉伸性能。因此，周圍環(huán)板30能夠較好地承受壓力或拉力，從而有效地提高了連桿的強度。由于采用纖維復合材料，因此重量相比金屬材質輕，進而降低了連桿的重量。
[0028]上述纖維復合材料是指含有纖維材料(比如碳纖維、玻璃纖維或芳綸纖維等)，并且重量較輕、強度較強的市售材料。纖維復合材料具有良好的耐疲勞性能、耐腐蝕性能，從而能夠延長連桿的使用壽命。上述金屬軸套10優(yōu)選米用合金鋼材質,該合金鋼材質為市售材料。優(yōu)選地，周圍環(huán)板30由碳纖維復合材料制成。作為可行的實施方式，周圍環(huán)板30也可以由玻璃纖維復合材料或者芳綸纖維復合材料制成。
[0029]在本實施例中，中間連接部20由纖維復合材料材料制成。這樣可以進一步地降低連桿的重量。優(yōu)選地，中間連接部20由碳纖維復合材料制成。作為可行的實施方式，中間連接部20也可以由玻璃纖維復合材料或者芳綸纖維復合材料制成。此外，作為可行的實施方式，中間連接部20還可以由金屬材料比如合金鋼制成。
[0030]根據連桿主要受拉力及壓力的特點及碳纖維軸向力學性能遠高于徑向的特點，在本實施例中，中間連接部20為連接板。中間連接部20的碳纖維延伸方向平行于中間連接部20沿長度方向的中心線。這樣使得碳纖維的延伸方向與連桿的受力方向一致，充分發(fā)揮了碳纖維的力學性能，減少了材料的用量。
[0031]在本實施例中，中間連接部20與兩個金屬軸套10均通過粘接劑粘接。粘結劑可以選擇市售的并具有聞韌性、聞強度的粘結劑。
[0032]為了便于中間連接部20在金屬軸套IO的軸向方向上的定位，在本實施例中，如圖2所示，金屬軸套10的兩端形成有環(huán)形凸緣11，中間連接部20和周圍環(huán)板30與金屬軸套10配合的部分均位于金屬軸套10的兩個環(huán)形凸緣11之間。此外，環(huán)形凸緣11的設置增大了金屬軸套10與中間連接部20和周圍環(huán)板30之間的連接面積，從而有利于提高連接牢靠性。對于本實施例而言，有效地增大了粘接面積，提高了粘接強度。
[0033]如圖2所示，中間連接部20的兩端均形成有與對應的金屬軸套10的周向外表面形狀適配的容納缺口 21，即中間連接部20的兩端與兩個金屬軸套10分別相切。上述結構使得連桿結構更加緊湊，同時，增大了金屬軸套10與中間連接部20之間的連接面積，從而有利于提高連接牢靠性。
[0034]在本實施例中，外圍環(huán)板30采用纏繞的方式進行加工，纖維復合材料形成閉合環(huán)狀，這樣可以充分發(fā)揮其沿連桿長度方向的力學性能。具體地，在中間連接部20和兩個金屬軸套10的周向涂覆粘接劑后在中間連接部20和兩個金屬軸套10的周向纏繞浸有環(huán)氧樹脂的纖維經加熱固化以形成周圍環(huán)板30。
[0035]本申請還提供了一種工程機械，根據本申請的工程機械的實施例(未圖示)具有連桿，連桿為上述的連桿。在本實施例的工程機械中，連桿的質量輕且強度高，有利于提高整車的性能。上述工程機械優(yōu)選為混凝土泵車，連桿用于臂架之間的連接，作為其他可行的實施方式，上述工程機械也可以為起重機、消防車及高空作業(yè)車等其他工程機械。
[0036]本申請還提供了一種連桿的制造方法，如圖3所示，根據本申請的連桿的制造方法的實施例包括以下步驟:
[0037]步驟SlO:制得中間連接部20和兩個金屬軸套10，并將中間連接部20的兩端與兩個金屬軸套10——對應地連接。
[0038]優(yōu)選地，通過以下步驟制得中間連接部20:采用碳纖維單向預浸布經固化定型后機械加工成中間連接部20。固化定型工藝可以采用模壓工藝、熱壓釜工藝或者真空導入工藝。優(yōu)選地，中間連接部20的碳纖維延伸方向平行于中間連接部20沿長度方向的中心線。在中間連接部20和兩個金屬軸套10連接之前，先對中間連接部20和金屬軸套10的連接面進行清潔。中間連接部20的兩端與兩個金屬軸套10優(yōu)選通過高韌性、高強度的粘接劑粘接連接。
[0039]步驟S20:制得周圍環(huán)板30，使周圍環(huán)板30環(huán)繞連接在兩個金屬軸套10及中間連接部20的周向外側，周圍環(huán)板30由纖維復合材料制成。
[0040]優(yōu)選地，通過以下步驟制得周圍環(huán)板30:在兩個金屬軸套10的周向涂覆粘接劑，然后在中間連接部20和兩個金屬軸套10的周向纏繞浸有環(huán)氧樹脂的纖維并經加熱固化以形成周圍環(huán)板30。優(yōu)選地，中間連接部20的寬度與金屬軸套10的直徑相等，這樣，制得周圍環(huán)板30時需要在中間連接部20和兩個金屬軸套10的周向均涂覆粘接劑，使它們均與周圍環(huán)板30連接。
[0041]具體地，在制得周圍環(huán)板30之間，需要先將中間連接部20與金屬軸套10之間粘接劑固化。制得周圍環(huán)板30時，在中間連接部20、金屬軸套10與周圍環(huán)板30接觸面涂覆高韌性、高強度的粘接劑，將浸潰有環(huán)氧樹脂的碳纖維進行周圍環(huán)板30的纏繞，纏繞至設計尺寸后，放置烘箱中進行加熱固化。
[0042]以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領域的技術人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種連桿，其特征在于，包括: 兩個金屬軸套(10)； 中間連接部(20)，夾設在兩個所述金屬軸套(10)之間，并與兩個所述金屬軸套(10)均連接； 周圍環(huán)板(30)，環(huán)繞連接在兩個所述金屬軸套(10)及所述中間連接部(20)的周向外側形成閉合環(huán)狀結構，所述周圍環(huán)板(30)由纖維復合材料制成。
2.根據權利要求1所述的連桿，其特征在于，所述中間連接部(20)由纖維復合材料或者金屬材料制成。
3.根據權利要求2所述的連桿，其特征在于，所述中間連接部(20)和所述周圍環(huán)板(30)均由碳纖維復合材料制成，所述中間連接部(20)的碳纖維延伸方向平行于所述中間連接部(20)沿長度方向的中心線。
4.根據權利要求3所述的連桿，其特征在于，所述中間連接部(20)與兩個所述金屬軸套(10)均通過粘接劑粘接。
5.根據權利要求1所述的連桿，其特征在于，所述金屬軸套(10)的兩端形成有環(huán)形凸緣(11 )，所述中間連接部(20)和所述周圍環(huán)板(30)與所述金屬軸套(10)配合的部分均位于所述金屬軸套(10)的兩個所述環(huán)形凸緣(11)之間。
6.根據權利要求1所述的連桿，其特征在于，所述中間連接部(20)的兩端均形成有與對應的所述金屬軸套(10)的周向外表面形狀適配的容納缺口(21)。
7.—種工程機械，具有連桿，其特征在于，所述連桿為權利要求1至6中任一項所述的連桿。
8.一種連桿的制造方法，其特征在于，包括以下步驟: 步驟SlO:制得中間連接部(20)和兩個金屬軸套(10)，并將所述中間連接部(20)的兩端與兩個所述金屬軸套(10) —一對應地連接； 步驟S:20:制得周圍環(huán)板(30)，使所述周圍環(huán)板(30)環(huán)繞連接在兩個所述金屬軸套(10)及所述中間連接部(20)的周向外側，所述周圍環(huán)板(30)由纖維復合材料制成。
9.根據權利要求8所述的制造方法，其特征在于，通過以下步驟制得所述中間連接部(20): 采用碳纖維單向預浸布經固化定型后機械加工成所述中間連接部(20)。
10.根據權利要求8所述的制造方法，其特征在于，通過以下步驟制得所述周圍環(huán)板(30): 在兩個所述金屬軸套(10)的周向涂覆粘接劑，然后在所述中間連接部(20)和兩個所述金屬軸套(10)的周向纏繞浸有環(huán)氧樹脂的纖維并經加熱固化以形成所述周圍環(huán)板(30)。
【文檔編號】F16C9/04GK103615461SQ201310594678
【公開日】2014年3月5日 申請日期:2013年11月22日 優(yōu)先權日:2013年11月22日
【發(fā)明者】李曉超, 邱鵬 申請人:中聯(lián)重科股份有限公司