一种碳纤维复合材料轴箱端盖的制作方法

1.本实用新型涉及一种新材料应用技术领域，特别是一种碳纤维复合材料轴箱端盖。


背景技术：

2.随着节能减排及不断提速的要求，轻量化技术越来越成为轨道交通领域的迫切需求。轴箱是机车车辆中的重要部件，通过轴箱把转向架和轮对联结起来，将车轮沿钢轨的滚动转化为列车的平动。轴向上的轴箱端盖不仅起到密封轴箱的作用，还通过螺栓预紧起到顶紧轴承外圈防止轴承窜动的作用。传统的轴箱端盖一般采用zg230-450铸造碳钢制作，存在重量较重，安装不方便，对表面缺陷敏感，螺栓孔处易产生裂纹等问题。
3.碳纤维复合材料以其优异的高比强度和高比模量、重量轻、耐腐蚀、耐疲劳、可设计性强、易于加工等特点成为轻量化结构材料的首选，已被广泛应用于军工、航空航天等领域。因此尝试提供一种新型的碳纤维复合材料轴箱端盖，以解决传统金属材质轴箱端盖的不足和缺点，从而推动我国轨道交通领域技术的不断进步。


技术实现要素：

4.本实用新型要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提出了一种连接强度高、质量稳定、减重效果明显的碳纤维复合材料轴箱端盖。
5.本实用新型要解决的技术问题是通过以下技术方案来实现的，一种碳纤维复合材料轴箱端盖，其特点是：包括碳纤维复合材料本体和金属预埋件，碳纤维复合材料本体通过模压与金属预埋件一体成型，所述金属预埋件包括安装法兰面垫板、转速传感器安装座和排水阀安装座，安装法兰面垫板的侧面与轴箱端盖外表面共面设置，确保螺接时螺栓仅与金属件预埋件表面接触；转速传感器安装座和排水阀安装座预埋在轴箱端盖本体内部。
6.本实用新型要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来进一步实现，转速传感器安装座和排水阀安装座的任意面距离轴箱端盖本体表面的距离不小于0.5mm。
7.本实用新型要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来进一步实现，转速传感器安装座和排水阀安装座的任意面距离轴箱端盖本体表面的距离为0.8~1mm。
8.本实用新型要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来进一步实现，所述的金属预埋件在碳纤维复合材料本体一体成型时，其表面包裹有一层防止电偶腐蚀的玻璃纤维复合材料层。
9.本实用新型要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来进一步实现，所述玻璃纤维复合材料层厚度在0.2～1.0mm之间。
10.本实用新型与现有技术相比，碳纤维复合材料本体通过模压与金属预埋件一体成型，避免金属件在成型过程中位置偏移，保证金属件被碳纤维完全包裹成型固定。所述碳纤维复合材料轴箱端盖具有重量轻、不生锈、耐腐蚀、耐高低温及抗疲劳性好等特点，解决了金属材料对表面缺陷敏感、易生锈、抗疲劳性差等缺点，且碳纤维复合材料轴箱端盖减重效
果明显，减重率达60%以上，能显著降低列车高速运行时对轴箱端盖螺栓孔的高频冲击力，有助于提高轴箱端盖的使用寿命；同时通过金属件预埋的方式还解决了碳纤维复合材料不耐磨、不能攻丝等问题；采用碳纤维复合材料本体和金属预埋件一体成型方式，本体和预埋件之间的连接强度更高，质量更加稳定；金属预埋件表面包裹有玻璃纤维复合材料层能有效解决电偶腐蚀问题，进一步提高产品使用寿命。本专利所述产品还具有易于安装、维护成本低、制作工艺流程短、生产效率高等特点，适合大范围推广。
附图说明
11.图1为本实用新型的结构简图；
12.其中：1－碳纤维复合材料本体、2－安装法兰面垫板、3－排水阀安装座、4－转速传感器安装座。
具体实施方式
13.以下进一步描述本发明的具体技术方案，为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，以便于本领域的技术人员进一步地理解本发明，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，而不构成对其权利的限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
14.一种碳纤维复合材料轴箱端盖，包括碳纤维复合材料本体和金属预埋件，碳纤维复合材料本体1通过模压与金属预埋件一体成型，所述金属预埋件包括安装法兰面垫板2、转速传感器安装座4和排水阀安装座3，安装法兰面垫板的侧面与轴箱端盖外表面共面设置，确保螺接时螺栓仅与金属件预埋件表面接触；转速传感器安装座和排水阀安装座预埋在轴箱端盖本体内部。其外形尺寸通过模压工艺一次性成型而成，针对配合面及上面的螺纹孔及通孔通过后期机加工的方式加工而成。
15.本体材质既可以是连续纤维的碳纤维复合材料，也可以是具有一定长径比的短切碳纤维复合材料，或两者的复合物，且纤维体积含量在30～70%。
16.所述的碳纤维复合材料本体增强纤维不仅仅是碳纤维，也可以是玻璃纤维、玄武岩纤维、石英纤维、芳纶纤维中的任意一种或两种以上的复合物。
17.金属预埋件是不锈钢、碳钢、铜、铝合金、钛合金等金属材料中的任意一种，优选不锈钢材质。
18.转速传感器安装座和排水阀安装座的任意面距离轴箱端盖本体表面的距离不小于0.5mm。
19.转速传感器安装座和排水阀安装座的任意面距离轴箱端盖本体表面的距离最好为0.8~1mm。
20.所述的金属预埋件在碳纤维复合材料本体一体成型时，其表面包裹有一层防止电偶腐蚀的玻璃纤维复合材料层。所述玻璃纤维复合材料层厚度在0.2～1.0mm之间。起到防止电偶腐蚀的效果。


技术特征：
1.一种碳纤维复合材料轴箱端盖，其特征在于：包括碳纤维复合材料本体和金属预埋件，碳纤维复合材料本体通过模压与金属预埋件一体成型，所述金属预埋件包括安装法兰面垫板、转速传感器安装座和排水阀安装座，安装法兰面垫板的侧面与轴箱端盖外表面共面设置，确保螺接时螺栓仅与金属件预埋件表面接触；转速传感器安装座和排水阀安装座预埋在轴箱端盖本体内部。2.根据权利要求1所述的碳纤维复合材料轴箱端盖，其特征在于：转速传感器安装座和排水阀安装座的任意面距离轴箱端盖本体表面的距离不小于0.5mm。3.根据权利要求2所述的碳纤维复合材料轴箱端盖，其特征在于：转速传感器安装座和排水阀安装座的任意面距离轴箱端盖本体表面的距离为0.8~1mm。4.根据权利要求1所述的碳纤维复合材料轴箱端盖，其特征在于：所述的金属预埋件在碳纤维复合材料本体一体成型时，其表面包裹有一层防止电偶腐蚀的玻璃纤维复合材料层。5.根据权利要求4所述的碳纤维复合材料轴箱端盖，其特征在于：所述玻璃纤维复合材料层厚度在0.2～1.0mm之间。

技术总结
一种碳纤维复合材料轴箱端盖，包括碳纤维复合材料本体和金属预埋件，碳纤维复合材料本体通过模压与金属预埋件一体成型，所述金属预埋件包括安装法兰面垫板、转速传感器安装座和排水阀安装座，安装法兰面垫板的侧面与轴箱端盖外表面共面设置，确保螺接时螺栓仅与金属件预埋件表面接触；转速传感器安装座和排水阀安装座预埋在轴箱端盖本体内部。避免金属件在成型过程中位置偏移，保证金属件被碳纤维完全包裹成型固定。具有重量轻、不生锈、耐腐蚀、耐高低温及抗疲劳性好等特点，且减重效果明显；本体和预埋件之间的连接强度更高，质量更加稳定；金属预埋件表面包裹有玻璃纤维复合材料层能有效解决电偶腐蚀问题，进一步提高产品使用寿命。寿命。寿命。


技术研发人员：崔文宇 石朝阳 赵祖强 董海涛 王成 罗明丰 尚武林 葛海涛
受保护的技术使用者：连云港神鹰复合材料科技有限公司
技术研发日：2022.10.22
技术公布日：2023/1/24