一种复合材料螺旋桨桨叶分片成型与过渡连接工艺研究制造技术

一种复合材料螺旋桨桨叶分片成型与过渡连接工艺研究。该工艺的研究包括以下步骤：（1）螺旋桨桨叶的分片成型。包括桨叶模具和增强材料的选择和处理；桨叶铺层设计时从桨叶内部引出多层碳纤维布；桨叶铺层完成后进行合模、加压、加热、固化、后处理；（2）桨叶与桨毂的过渡连接。包括利用固定工装将多片桨叶固定；对桨毂进行铺层设计，将从桨叶内部引出的碳纤维布铺设在桨毂内部；桨叶中引出的碳纤维布与桨毂共固化。本发明专利技术采用分片成型螺旋桨桨叶和过渡连接工艺，保证了桨叶内部与桨毂内部纤维的连续性，保证了桨毂内壁的纤维连续性，提高了螺旋桨桨叶与桨毂连接处的强度，工艺简单，可操作性强。

A study on the process of blade forming and transition connection of composite material propeller blade

A study on the process of blade forming and transition connection of composite material propeller blade. The study of the process includes the following steps: (1) shaping the blade of the propeller blade. Including the blade mould and enhance material selection and processing; leads to multi layers carbon fiber cloth from the internal blade blade layer design; blade layer after clamping, pressing, heating, curing and postprocessing; (2) connecting blades and hub. The utility model comprises fixing a plurality of blades with a fixed frock, and laying a design for the hub; a carbon fiber cloth drawn from the blade is laid inside the hub; the carbon fiber cloth drawn out of the paddle is solidified with the hub. The invention adopts a propeller blade and the transition connection sheet forming process, to ensure the continuity of the internal fiber blade internal and hub, ensuring continuity of the hub on the inner wall of the fiber, improve the propeller blades and hub connection strength, simple process, strong operability.

【技术实现步骤摘要】
一种复合材料螺旋桨桨叶分片成型与过渡连接工艺研究
本专利技术涉及一种复合材料螺旋桨桨叶的制作方法的研究，特别涉及一种复合材料螺旋桨桨叶分片成型与过渡连接工艺研究。
技术介绍
长期以来，我国的螺旋桨一般都采用金属制成，金属桨具有易受到腐蚀、空泡损伤、疲劳破坏，且声学性能较差等缺点。复合材料螺旋桨有效的解决了金属桨的这些缺点。但现有复合材料螺旋桨一般采用复合材料桨叶和金属桨毂组成，或者采用整体模压、缠绕等工艺制备复合材料螺旋桨。螺旋桨的轴系震动容易使金属桨毂和复合材料连接处发生疲劳破坏，使得整个复合材料螺旋桨的强度下降，从而影响螺旋桨的推进性能；而整体模压和缠绕成本较高，且对造型复杂的螺旋桨，脱模困难。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种合理、简单，复合材料螺旋桨桨叶分片成型与过渡连接的工艺。本专利技术中复合材料螺旋桨桨叶的分片成型是通过以下布置实现的：（1）桨叶模具、材料的选择和处理：（1.1）桨叶的模具分为上模和下模，材质为金属；（1.2）铺层前用清水、乙醇、丙酮等溶剂洗掉模具表面的灰尘、油渍和有机物等杂质，晾干后在桨叶模具表面涂脱模剂或打脱模蜡，将胶衣树脂均匀的喷涂在模具的表面，放置，备用；（1.3）增强材料的选择：选用力学性能、抗冲击性能优良的纤维布和预浸料；（1.4）材料的处理：裁剪好的增强材料在放置过程中应防止灰尘、水汽和油污的污染，成型前对纤维布进行烘干处理；（2）螺旋桨桨叶增强材料的裁剪：根据桨叶的形状和型线，对预浸料进行适当的裁剪；将多层纤维布的前端裁剪成桨叶的形状，后端叶根处裁剪成适当的形状，长度为桨毂上相邻两片桨叶之间的距离；（3）螺旋桨桨叶的铺层：桨叶模具上的胶衣树脂处于凝胶状态，但未完全固化时对桨叶进行铺层，将裁剪好的增强材料按照顺序铺设在模具上，将裁剪好的多层纤维布交错铺设在预浸料之间，叶根处预留出的纤维布放置在桨叶模具的引出槽中，每铺一层增强材料，用工具将其压实，铺层方式采用每层递减与对称铺层相结合的方式；（4）合模：将上模缓缓扣在下模上，用螺栓将上下模具拧紧，使紧密贴合，检查模具的气密性；（5）加热、加压、固化：将模具温度以较小升温速率升至预浸料适合的固化温度，升到适合的压力，保温保压，以较小的降温速率对模具进行降温，至一定温度后，脱模；（6）后处理：开模脱出桨叶后，对桨叶表面进行修整、打磨。本专利技术中过渡连接工艺是通过以下步骤实现的：（1）桨叶的固定：利用固定工装将多片桨叶固定；（2）桨毂的铺层：将桨叶根部预留出的纤维布左右铺放，与裁剪好的桨毂的纤维布错开搭接，使桨毂内壁的纤维布为连续的；（3）共固化：铺层结束后，桨毂与桨叶内部预留出的纤维布共固化。所述金属模具设有放置引出纤维布的引出槽、出气孔。所述碳纤维布为单向或者编织布。所述预浸料中的增强材料为单向或者编织碳纤维布。所述桨叶分片成型，模压成型前，在桨叶与引出布之间粘一圈密封橡胶，在模具周围粘一圈密封橡胶，保证模具的气密性。所述桨叶与桨毂过渡连接处共固化的方式是，在桨叶根部引出的纤维布上刷涂树脂，在每层铺设桨毂的纤维布上刷涂树脂，用工具压实，在适当条件下固化。所述的树脂为环氧或乙烯基树脂。本专利技术通过采用模压成型分片成型碳纤维复合材料螺旋桨桨叶，保证了叶片表面光顺、连续、过渡均匀，无裂纹、气泡、卷边、凸起、凹陷等缺陷，通过采用桨叶内部引出碳纤维布，与桨毂固化的方法，保证了桨叶与桨毂内部的纤维连续，增强了连接处的强度。附图说明图1是桨叶内部预留出碳纤维布的示意图；图1中标识1表示预浸料，标识2表示从桨叶内部迁引出的碳纤维布。具体实施方式以下参照附图，进一步描述了本专利技术的具体技术方案，以便于本领域的技术人员进一步理解本专利技术，而不是构成对其权利的限制。一种复合材料螺旋桨桨叶的分片成型包括以下步骤：（1）桨叶模具、材料的选择和处理：（1.1）桨叶的模具分为上模和下模，材质为金属；（1.2）铺层前用清水、乙醇、丙酮等溶剂洗掉模具表面的灰尘、油渍和有机物等杂质，晾干后在桨叶模具表面涂脱模剂或打脱模蜡，将胶衣树脂均匀的喷涂在模具的表面，放置，备用；（1.3）增强材料的选择：选用力学性能、抗冲击性能优良的纤维布和预浸料；（1.4）材料的处理：裁剪好的增强材料在放置过程中应防止灰尘、水汽和油污的污染，成型前对纤维布进行烘干处理；（2）螺旋桨桨叶增强材料的裁剪：根据桨叶的形状和型线，对预浸料进行适当的裁剪；将多层纤维布的前端裁剪成桨叶的形状，后端叶根处裁剪成适当的形状，长度为桨毂上相邻两片桨叶之间的距离；（3）螺旋桨桨叶的铺层：桨叶模具上的胶衣树脂处于凝胶状态，但未完全固化时对桨叶进行铺层，将裁剪好的增强材料按照顺序铺设在模具上，将裁剪好的多层纤维布交错铺设在预浸料之间，叶根处预留出的纤维布放置在桨叶模具的引出槽中，每铺一层增强材料，用工具将其压实，铺层方式采用每层递减与对称铺层相结合的方式；（4）合模：将上模缓缓扣在下模上，用螺栓将上下模具拧紧，使紧密贴合，检查模具的气密性；（5）加热、加压、固化：将模具温度以较小升温速率升至预浸料适合的固化温度，升到适合的压力，保温保压，以较小的降温速率对模具进行降温，至一定温度后，脱模；（6）后处理：开模脱出桨叶后，对桨叶表面进行修整、打磨。一种复合材料螺旋桨桨叶分片成型与过渡连接工艺，过渡连接工艺的步骤如下：（1）桨叶的固定：利用固定工装将多片桨叶固定；（2）桨毂的铺层：将桨叶根部预留出的纤维布左右铺放，与裁剪好的桨毂的纤维布错开搭接，使桨毂内壁的纤维布为连续的；（3）共固化：铺层结束后，桨毂与桨叶内部预留出的纤维布共固化。所述金属模具设有放置引出纤维布的引出槽、出气孔。所述碳纤维布为单向或者编织布。所述预浸料中的增强材料为单向或者编织碳纤维布。所述预浸料中的增强材料为单向或者编织纤维布。在桨叶与引出布之间粘一圈密封橡胶，在模具周围粘一圈密封橡胶，以保证模具的气密性。所述桨叶与桨毂过渡连接处共固化的方式是，在桨叶根部引出的纤维布上刷涂树脂，在每层铺设桨毂的纤维布上刷涂树脂，用工具压实，在适当条件下固化。所述的树脂为环氧或乙烯基树脂。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种复合材料螺旋桨桨叶分片成型与过渡连接的工艺，其特征在于：包括复合材料螺旋桨桨叶的分片成型；桨叶内部预留出的纤维布与裁剪好的纤维布交错铺层形成桨毂；桨毂的固化。

【技术特征摘要】
1.一种复合材料螺旋桨桨叶分片成型与过渡连接的工艺，其特征在于：包括复合材料螺旋桨桨叶的分片成型；桨叶内部预留出的纤维布与裁剪好的纤维布交错铺层形成桨毂；桨毂的固化。2.根据权利要求1所述的成型工艺，其特征在于：复合材料螺旋桨桨叶的分片成型包括以下步骤：（1）桨叶模具、材料的选择和处理：（1.1）桨叶的模具分为上模和下模，材质为金属；（1.2）铺层前用清水、乙醇、丙酮等溶剂洗掉模具表面的灰尘、油渍和有机物等杂质，晾干后在桨叶模具表面涂脱模剂或打脱模蜡，将胶衣树脂均匀的喷涂在模具的表面，放置，备用；（1.3）增强材料的选择：选用力学性能、抗冲击性能优良的纤维布和预浸料；（1.4）材料的处理：裁剪好的增强材料在放置过程中应防止灰尘、水汽和油污的污染，成型前对纤维布进行烘干处理；（2）螺旋桨桨叶增强材料的裁剪：根据桨叶的形状和型线，对预浸料进行适当的裁剪；将多层纤维布的前端裁剪成桨叶的形状，后端叶根处裁剪成适当的形状，长度为桨毂上相邻两片桨叶之间的距离；（3）螺旋桨桨叶的铺层：桨叶模具上的胶衣树脂处于凝胶状态，但未完全固化时对桨叶进行铺层，将裁剪好的增强材料按照顺序铺设在模具上，将裁剪好的多层纤维布交错铺设在预浸料之间，叶根处预留出的纤维布放置在桨叶模具的引出槽中，每铺一层增强材料，用工具将其压实，铺层方式采用每层递减与对称铺层相结合的方式；（4）合模：将上模缓缓扣在下模上，用...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱锡，秦慧，李永清，王静南，黄坤，
申请(专利权)人：武汉海威船舶与海洋工程科技有限公司，中国人民解放军海军工程大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42