The utility model discloses a lightweight hydraulic cylinder reinforced by carbon fiber composite material, including a hydraulic cylinder consisting of cylinder bottom and cylinder head respectively at both ends of the cylinder. The cylinder is equipped with a piston and a piston rod connected to the piston. One end of the piston rod is out of a hydraulic cylinder in a hole set on the cylinder head, and the piston rod is in the hole of the cylinder head. The wall, the piston and the inner wall of the cylinder are equipped with a dynamic seal, and the cylinder bottom and the cylinder head are provided with the first oil port and the second oil port, which are connected to the hydraulic oil system, and are driven by the hydraulic oil to drive the piston on both sides of the cylinder. The cylinder is composed of a metal inner lining on the outer surface of the carbon fiber reinforced composite material, and the carbon fiber is composite. The material reinforcement layer is made of carbon fiber material with strength of 3500MPa or above, and thermosetting resin as the base, and is made by wet winding process. The device is simple in structure and light in strength, stiffness and fatigue resistance. It can be used in the fields of engineering machinery, aerospace, automobile industry and so on.
【技术实现步骤摘要】
一种碳纤维复合材料增强的轻量化液压缸
本技术涉及一种液压缸,具体涉及一种碳纤维复合材料增强的轻量化液压缸。
技术介绍
目前,液压技术正向高压、高速、高可靠性、高集成化方向迅猛发展。工程机械的节能化、轻量化发展使得其需要更轻更可靠的液压元件;飞机及航空航天领域中,液压系统及元件必须具备重量轻、高强度的特点;汽车工业中的轻量化设计成为汽车节能减排的有效途径,而液压元件的轻量化设计是其重要的一部分。液压缸作为液压系统中重要的执行元件,其轻量化势在必行。传统使用金属材料制造的液压缸为了满足强度、刚度、抗疲劳性和安全性等要求,必须提高安全系数,这样就使得液压缸重量大、设计保守耗费材料。实现液压缸轻量化首先是在充分进行工况研究的基础上进行产品结构优化,其次是高强度低密度新材料的开发应用。在众多的轻量化材料中,碳纤维复合材料具有优异的综合力学性能:比强度(强度与密度之比)、比模量(模量与密度之比)和比吸能(有效破坏长度内单位质量吸收的能量)高,抗拉强度一般在3500MPa以上,抗拉弹性模量为23000-43000MPa,在等刚度或等强度设计原则下,碳纤维复合材料结构比低碳钢结构减重50%以上,比镁/铝合金结构减重达30%;同时,碳纤维复合材料具有良好的抗疲劳性能、耐腐蚀性,零件使用寿命高,因此,将碳纤维材料应用到液压缸中,不仅可以达到轻量化目的,还可以得到更好的性能。目前有少量公司使用碳纤维复合材料制造液压缸。比如,2015年汉诺威展会上派克公司展示的碳纤维液压缸,国内汉臣液压公司也提出了类似的碳纤维液压缸。在复合材料与金属材料连接上它们大都采用胶结、螺钉、销钉等方案。 ...
【技术保护点】
1.一种碳纤维复合材料增强的轻量化液压缸,包括由缸筒两端分别与缸底和缸盖相连组成的液压缸,其特征在于:所述缸筒内设有活塞和与活塞相连的活塞杆,所述活塞杆一端从缸盖上设置的孔内伸出液压缸外,活塞杆与缸盖的孔内壁以及活塞与缸筒内壁均设有动密封,缸底和缸盖上分别设有第一油口和第二油口,所述第一油口和第二油口分别与液压油系统相连,通过液压油驱动缸筒内的活塞两边滑动;所述缸筒由金属内衬在外表面覆盖碳纤维复合材料增强层组成。
【技术特征摘要】
1.一种碳纤维复合材料增强的轻量化液压缸,包括由缸筒两端分别与缸底和缸盖相连组成的液压缸,其特征在于:所述缸筒内设有活塞和与活塞相连的活塞杆,所述活塞杆一端从缸盖上设置的孔内伸出液压缸外,活塞杆与缸盖的孔内壁以及活塞与缸筒内壁均设有动密封,缸底和缸盖上分别设有第一油口和第二油口,所述第一油口和第二油口分别与液压油系统相连,通过液压油驱动缸筒内的活塞两边滑动;所述缸筒由金属内衬在外表面覆盖碳纤维复合材料增强层组成。2.根据权利要求1所述一种碳纤维复合材料增强的轻量化液压缸,其特征在于:所述缸底上设有缓冲密闭空间,活塞靠近缸底侧设有与缓冲密闭空间配合的缓冲套。3.根据权利要求1所述一种碳纤维复合材料增强的轻量化液压缸,其特征在于:所述金属内衬是一种两端内部加厚的薄壁圆筒,薄壁圆筒与缸盖及缸底...
【专利技术属性】
技术研发人员:汪志南,陈奎生,湛从昌,刘永秀,
申请(专利权)人:武汉科技大学,
类型:新型
国别省市:湖北,42
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