一种带填充骨架的复合材料液压缸缸体及其制造方法技术

一种带填充骨架的复合材料液压缸缸体及其制造方法，在承压结构的内管和外管中间设置有填充骨架，两端通过连接件分别连接缸底和缸盖，本发明专利技术创造采用了内外管双层结构，内管单独承载径向力，外管单独承载轴向力，增加了纤维的发挥效率，使产品可以更轻便，强度更高；独创的填充骨架结构起缓冲作用，首先可以在缸体受压时缓冲部分径向变形，保证缸体外形尺寸，其次可以在缸体受到冲击时吸收部分能量，保护碳纤维层，并且填充骨架也可在缸体加工时起到支撑外管缠绕的作用。

Composite hydraulic cylinder block with filling skeleton and manufacturing method thereof

A composite hydraulic cylinder filled with the skeleton and its manufacturing method, the bearing structure of the inner pipe and the outer pipe are arranged in the middle filled frame are respectively connected with both ends of the cylinder bottom, and the cylinder head through a connecting piece, the invention adopts the inner tube double layer structure, the inner tube alone bearing radial force, axial force and single bearing tube, increase the fiber efficiency, can make the product more lightweight, high strength; original filling structure plays a buffer role, first in the cylinder compression buffer radial deformation, guarantee cylinder size, then the cylinder impact absorption energy, protection layer of carbon fiber, and fill the skeleton in machining plays the role of supporting outer tube winding.

【技术实现步骤摘要】
一种带填充骨架的复合材料液压缸缸体及其制造方法
本专利技术创造涉及一种液压缸缸体，尤其是一种带填充骨架的复合材料液压缸缸体及其制造方法。
技术介绍
在传统液压缸应用领域，一般液压缸采用金属缸体，其主要缺点为重量重，在某些应用领域，缺点特别突出，如起重机伸臂油缸，长度特别长，金属缸体自重大，变形和载重问题无法彻底消除；特种应用的高压油缸，金属缸体需要特别厚来满足压力要求，导致重量无法降低，移运困难；诸如此类应用，限制了液压缸的应用范围。为了克服金属液压缸的缺点，复合材料液压缸开始应用。目前的液压缸技术，一种是带有金属内衬，外层缠绕碳纤维增强层，这种方案未能解决金属件与纤维增强层的连接问题，所以采用了整体金属内衬，这种方案重量仍然偏重；另一种去掉了金属内衬，采用金属件与纤维增强层粘接的方式，重量大幅降低，但缸体的承压能力受限于粘接强度，无法做到高压。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，专利技术创造提供了一种带填充骨架的复合材料液压缸缸体，在承压结构的内管和外管中间设置有填充骨架，内管、外管和填充骨架组成整体的缸体结构，在整体的缸体结构上下两端安装有连接件，连接件一端将内管、外管和填充骨架端部封装一体，上端的连接件的另一端连接缸盖，下端的连接件的另一端连接缸底。通过上述结构，本实用性解决了现有技术中存在的缸体自身重量大、承压能力差的技术问题。为了实现上述目的，本专利技术创造采用的技术方案是：一种带填充骨架的复合材料液压缸缸体，其特征在于：在承压结构的内管和外管中间设置有填充骨架，内管、外管和填充骨架组成整体的缸体结构，在整体的缸体结构上下两端安装有连接件，连接件一端将内管、外管和填充骨架端部封装一体，上端的连接件的另一端连接缸盖，下端的连接件的另一端连接缸底。所述的内管端部插入连接件侧面的槽口内，下表面与连接件的下表面相平齐；填充骨架端部与连接件侧表面接触；外管覆盖在连接件的上表面，并通过平滑的下坡面，最终止于连接件的凹槽内，由此将内管、外管和填充骨架端部结合在一起并与连接件连接。所述的连接件通过螺栓与缸盖和缸底连接。所述的缸底和缸盖，通过密封件进行密封。所述的内管的限位轴线缠绕角度为75°-90°。所述的外管的限位轴线缠绕角度为5°-30°。所述的连接件通过缠绕和粘接的方式与内管、外管和填充骨架组成的整体的缸体结构进行连接。所述的填充骨架为具有支撑功能的非金属材料。一种制造带填充骨架的复合材料液压缸缸体的制造方法，其步骤为：1）用专用的模具在缠绕机上缠绕内管坯料，缠绕角度为75°-90°，经加热固化成型后按需要尺寸加工成内管待用；2）将加工好的连接件与内管经胶黏剂粘接而成一体；3）在内管的外侧均匀完全的覆盖非金属材料的填充骨架，填充骨架两端与连接件相连且保证外径平齐；4）在填充骨架和连接件的外层缠绕外管，缠绕角度5°-30°，经固化后使骨架封装于内外管之间且连接件和外管相连；5）将加工好的缸底和缸盖通过螺栓与连接件紧密相连，通过密封件保证缸底和缸盖密封性。本专利技术创造的有益效果在于：1、传统复合材料液压缸在缠绕时，因为端头连接件的存在，外层螺旋缠绕时无法保证纤维在同一水平筒体上，而纤维在平直状态时受力最好，传统结构必然会造成纤维强度的损失，结构重量增大。本专利技术引入填充骨架设计，将传统“纺锤”结构液压缸中间部分采用非金属材料支撑，材料满足纤维缠绕的支撑要求，又需要满足受力的传递要求，同时又必须是密度较小的轻质材料。填充骨架的设计，保证的纤维缠绕时，在液压油缸的筒体部分纤维一直处于平直的拉伸状态，纤维强度发挥好，可以有效增加液压缸强度，减轻液压缸的重量。2、与传统液压缸相比，本专利技术的变形更小。在某些特殊使用场合，对液压油缸的外径变化要求较高，传统的液压缸在受力后直径方向变形较大，不能满足使用要求。复合材料液压缸的径向变形主要发生在内层的环向缠绕层上，本专利技术在内层缠绕层和外层缠绕层之间增加填充骨架，填充骨架具有一定的弹性，在内层环向缠绕层发生直径方向变形时会产生压缩，不会将变形传递到液压缸的外层，保证了液压缸的外径变化量很小，满足使用要求。附图说明图1：为本专利技术创造结构示意图。具体实施方式一种带填充骨架的复合材料液压缸缸体，其结构为：在承压结构的内管5和外管3中间设置有填充骨架4，内管5、外管3和填充骨架4组成整体的缸体结构，在整体的缸体结构上下两端安装有连接件2，连接件2一端将内管5、外管3和填充骨架4端部封装一体，上端的连接件2的另一端连接缸盖1，下端的连接件2的另一端连接缸底7。所述的内管5端部插入连接件2侧面的槽口内，下表面与连接件2的下表面相平齐；填充骨架4端部与连接件2侧表面接触；外管3覆盖在连接件2的上表面，并通过平滑的下坡面，最终止于连接件2的凹槽内，由此将内管5、外管3和填充骨架4端部结合在一起并与连接件2连接。所述的连接件2通过螺栓与缸盖1和缸底7连接。所述的缸底7和缸盖1，通过密封件6进行密封。所述的内管5的限位轴线缠绕角度为75°-90°。所述的外管3的限位轴线缠绕角度为5°-30°。所述的连接件2通过缠绕和粘接的方式与内管5、外管3和填充骨架4组成的整体的缸体结构进行连接。所述的填充骨架4为具有支撑功能的非金属结构，具体可以为泡塑料支撑骨架、聚氨酯支撑骨架、橡胶支撑骨架、蜂窝板支撑骨架等。所述的内管5具体可以为碳纤维内管或者树脂基体内管。所述的密封件6具体可以为橡胶密封件、聚四氟乙烯密封件或者尼龙密封件。上述带填充骨架的复合材料液压缸缸体的制造方法如下：1用专用的模具在缠绕机上缠绕内管坯料，缠绕角度为75°-90°，经加热固化成型后按需要尺寸加工成内管5待用；2将加工好的连接件2与内管5经胶黏剂粘接而成一体；3在内管5的外侧均匀完全的覆盖非金属材料的填充骨架4，填充骨架4两端与连接件2相连且保证外径平齐；4在填充骨架4和连接件2的外层缠绕外管，缠绕角度5°-30°，经固化后使骨架封装于内外管之间且连接件2和外管3相连；5将加工好的缸底7和缸盖1通过螺栓与连接件2紧密相连，通过密封件保证缸底7和缸盖1密封性。本专利技术创新采用了内外管双层结构。本专利技术无金属内衬，采用复合材料内管5代替内衬，连接件2与纤维增强层之间通过缠绕连接，有效利用纤维增强层强度高的特点实现二者高压下的安全连接。填充骨架4结构起缓冲作用，首先可以在缸体受压时缓冲部分径向变形，保证缸体外形尺寸，其次可以在缸体受到冲击时吸收部分能量，保护碳纤维层，并且填充骨架4也可在缸体加工时起到支撑外管3缠绕的作用。填充骨架4的应用解决了加工的问题，同时增加了复合材料液压缸在复杂工况下的适应性，扩展了其应用范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种带填充骨架的复合材料液压缸缸体，其特征在于：在承压结构的内管（5）和外管（3）中间设置有填充骨架（4），内管（5）、外管（3）和填充骨架（4）组成整体的缸体结构，在整体的缸体结构上下两端安装有连接件（2），连接件（2）一端将内管（5）、外管（3）和填充骨架（4）端部封装一体，上端的连接件（2）的另一端连接缸盖（1），下端的连接件（2）的另一端连接缸底（7）。

【技术特征摘要】
1.一种带填充骨架的复合材料液压缸缸体，其特征在于：在承压结构的内管（5）和外管（3）中间设置有填充骨架（4），内管（5）、外管（3）和填充骨架（4）组成整体的缸体结构，在整体的缸体结构上下两端安装有连接件（2），连接件（2）一端将内管（5）、外管（3）和填充骨架（4）端部封装一体，上端的连接件（2）的另一端连接缸盖（1），下端的连接件（2）的另一端连接缸底（7）。2.根据权利要求1所述的一种带填充骨架的复合材料液压缸缸体，其特征在于：所述的内管（5）端部插入连接件（2）侧面的槽口内，下表面与连接件（2）的下表面相平齐；填充骨架（4）端部与连接件（2）侧表面接触；外管（3）覆盖在连接件（2）的上表面，并通过平滑的下坡面，最终止于连接件（2）的凹槽内，由此将内管（5）、外管（3）和填充骨架（4）端部结合在一起并与连接件（2）连接。3.根据权利要求1所述的一种带填充骨架的复合材料液压缸缸体，其特征在于：所述的连接件（2）通过螺栓与缸盖（1）和缸底（7）连接。4.根据权利要求1所述的一种带填充骨架的复合材料液压缸缸体，其特征在于：所述的缸底（7）和缸盖（1），通过密封件（6）进行密封。5.根据权利要求1所述的一种带填充骨架的复合材料液压缸缸体，其特征在于：所述的内管（5...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜将，
申请(专利权)人：沈阳玉衡科技有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁,21