用于轨道交通车辆的复合材料高压箱盖制造技术

本实用新型专利技术公开了用于轨道交通车辆的复合材料高压箱盖，高压箱盖包括第一玻纤织物/树脂基复合材料层、第二玻纤织物/树脂基复合材料层和设置于第一玻纤织物/树脂基复合材料层、第二玻纤织物/树脂基复合材料层之间的泡沫层和强芯毡，所述泡沫层设于内部，所述强芯毡设于边沿，还包括预置于所述第一玻纤织物/树脂基复合材料层中的金属件及底板，所述金属件的一端与所述底板固定，本实用新型专利技术具有质量轻、整体成型以及产品尺寸稳定的特点，同时还具备传统铝质高压箱盖的承重300kg的要求。具备传统铝质高压箱盖的承重300kg的要求。具备传统铝质高压箱盖的承重300kg的要求。

【技术实现步骤摘要】
用于轨道交通车辆的复合材料高压箱盖


[0001]本技术属于轨道交通设备领域，涉及用于轨道交通车辆的复合材料高压箱盖。

技术介绍

[0002]随着轨道交通行业“低碳、环保”要求日趋变高，车辆的轻量化已经势在必行。目前，复合材料已经成功在车辆内装饰件上实现了部件的轻量化，而对于功能件还处于前期研发验证阶段。传统轨道交通车辆用的高压箱盖由铝质材料通过焊接工艺进行制备。
[0003]一般地，传统的铝质高压箱盖采用4mm厚的铝板制作，为了保证高压箱盖的受压要求，在高压箱盖上通过焊接铝质加强筋。传统的铝质高压箱盖存在以下缺点：
[0004]（1）高压箱盖整体采用铝质材料制作，质量重；
[0005]（2）高压箱箱盖在焊接钢质加强筋过程中，容易产生焊接变形，导致安装接口偏差；
[0006]（3）高压箱采用铝质材料制作，本身易导电，后期还需进行绝缘处理。

技术实现思路

[0007]本技术所要解决的技术问题是：解决上述现有技术存在的问题，而提供一种用于轨道交通车辆的复合材料高压箱盖，实现质量轻、整体成型以及产品尺寸稳定特点的同时，还具备传统铝质高压箱盖的承重300kg的要求，并且产品本身为绝缘体。
[0008]本技术采用的技术方案是：
[0009]用于轨道交通车辆的复合材料高压箱盖，包括第一玻纤织物/树脂基复合材料层、第二玻纤织物/树脂基复合材料层和设置于第一玻纤织物/树脂基复合材料层、第二玻纤织物/树脂基复合材料层之间的泡沫层和强芯毡，所述泡沫层设于内部，所述强芯毡设于边沿，还包括预置于所述第一玻纤织物/树脂基复合材料层中的金属件及底板，所述金属件的一端与所述底板固定，所述高压箱盖满足承重300kg的要求。
[0010]高压箱盖中部主体位置采用玻璃纤维泡沫夹芯结构，为了满足产品安装接口的要求，高压箱盖四周安装接口位置采用玻璃纤维强芯毡夹芯结构，使高压箱盖满足产品承重300kg的要求。
[0011]为了满足产品外部高压设备接口的要求，在高压箱盖的第一层玻璃纤维层中预置不锈钢金属件，金属件自带内螺纹以提供安装接口给外部高压设备，同时通过玻璃纤维层的包裹，在金属件与内部设备间形成了绝缘层。为了保证安装接口的强度，不锈钢金属件底部焊接了一块底板，可防止反复安装下金属件的转动，同时提高了外部设备对此接口所需的抗拉强度。
[0012]优选地，所述第一玻纤织物/树脂基复合材料层、所述泡沫层和所述第二玻纤织物/树脂基复合材料层的厚度比为（1-5）：（10-20）：（1-5）。进一步优选地，该厚度比为（1-3）：（15-20）：（1-3）。进一步优选地，该厚度比为3：15：2，此厚度比的结构可增加高压箱盖的
刚度，避免承重时发生过大的变形，同时减轻产品重量。
[0013]优选地，所述第一玻纤织物/树脂基复合材料层、所述强芯毡和所述第二玻纤织物/树脂基复合材料层的厚度比为（1-5）：（8-15）：（1-5）。进一步优选地，该厚度比为（1-3）：（8-10）：（1-3）。进一步优选地，该厚度比为3：10：2，可有效的保证安装接口所需的强度要求，同时减轻产品重量。
[0014]优选地，所述金属件的外接口为螺纹接口。
[0015]优选地，所述泡沫层采用功能性PVC泡沫材料。
[0016]优选地，所述金属件为不锈钢金属件。
[0017]本技术中的复合材料高压箱盖主要是由环氧树脂作为基体材料，玻璃纤维织物、强芯毡、泡沫材料、金属件作为增强材料来进行整体复合成型。与传统的高压箱盖相比，具有质量轻、整体成型以及产品尺寸稳定的特点，同时还具备传统铝质高压箱盖的承重300kg的要求。
[0018]本技术已经通过有限元分析软件的工况模拟，并成功试制完成，产品正在进行装车验证，目前无异常情况发生。实际运用中，有效的减轻了高压箱盖的质量，产品尺寸稳定，减少了安装过程中的误差。
[0019]本技术具有以下优点：
[0020]（1）质量轻，比铝质高压箱盖减重的15%。
[0021]（2）产品尺寸稳定，玻璃纤维复合材料高压箱盖通过复合工艺整体成型，避免了原有铝质材料成型过程中焊接变形。
[0022]（3）产品自带绝缘性能，可减少后期的绝缘处理。
附图说明
[0023]图1为本技术所述的高压箱盖的平面结构示意图；
[0024]图2为图1的A-A剖面示意图；
[0025]图3为图1的B-B剖面示意图；
[0026]图4为图1的C-C剖面示意图；
[0027]图5为本技术所述的高压箱盖的立体结构示意图；
[0028]图6为本技术制备过程所使用的模具的平面结构示意图；
[0029]图7为图6的D-D剖面示意图。
具体实施方式
[0030]为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案做详细的说明。
实施例
[0031]如图1、图4、图5所示，用于轨道交通车辆的复合材料高压箱盖，包括第一玻纤织物/树脂基复合材料层1、第二玻纤织物/树脂基复合材料层2和设置于第一玻纤织物/树脂基复合材料层1、第二玻纤织物/树脂基复合材料层2之间的泡沫层3和强芯毡4，泡沫层3设于内部，强芯毡4设于边沿，还包括预置于第一玻纤织物/树脂基复合材料层1中的金属件5
及底板6，金属件5的一端与底板6固定。金属件5采用不锈钢金属件，金属件5周边为玻纤织物/树脂基复合材料填充加强大于等于50mm，不得填充泡沫。强芯毡4采用聚酯与氢氧化铝复合的强芯毡，泡沫层3采用功能性PVC泡沫材料，金属件5采用不锈钢金属件。
[0032]如图3所示，为了满足产品承重300kg的要求，高压箱盖中部主体位置采用玻璃纤维夹芯结构，第一玻纤织物/树脂基复合材料层1、泡沫层3和第二玻纤织物/树脂基复合材料层2的厚度分别为3mm、15mm、2mm，此结构可增加产品的刚度，避免承重时发生过大的变形，同时减轻产品重量。在高压设备接口处，金属件5通过玻璃纤维包裹，底板6的另一侧为泡沫层3。
[0033]如图2所示，为了满足产品安装接口的要求，高压箱盖四周安装接口位置处，第一玻纤织物/树脂基复合材料层1、强芯毡4和第二玻纤织物/树脂基复合材料层2的厚度分别为3mm、10mm、2mm，玻璃纤维夹芯结构，可有效的保证安装接口所需的强度要求，同时减轻产品重量。
[0034]如图6-7所示，一种制备用于轨道交通车辆的复合材料高压箱盖的模具，包括模具主体7，模具主体7中设有接口槽8，接口槽8中开设有定位孔，定位块9设于定位孔中，模具主体7两侧开设有固定孔10，活动块11下方设置有凸起，凸起卡于固定孔10中，固定孔10用于使活动块11定位，活动块11上固定有吊环12。活动块11内测设置为台阶形状，高压箱盖的有效区域13不超出活动块11的第一层台阶。
[0035]用于轨道交通车辆的复合材料高压箱盖的制备方法包括以下步骤：
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.用于轨道交通车辆的复合材料高压箱盖，其特征在于，包括第一玻纤织物/树脂基复合材料层(1)、第二玻纤织物/树脂基复合材料层(2)和设置于第一玻纤织物/树脂基复合材料层(1)、第二玻纤织物/树脂基复合材料层(2)之间的泡沫层(3)和强芯毡(4)，所述泡沫层(3)设于内部，所述强芯毡(4)设于边沿，还包括预置于所述第一玻纤织物/树脂基复合材料层(1)中的金属件(5)及底板(6)，所述金属件(5)的一端与所述底板(6)固定，所述金属件(5)中设有外接口，所述高压箱盖满足承重300kg的要求。2.根据权利要求书1所述的高压箱盖，其特征在于，所述第一玻纤织物/树脂基复合材料层(...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗乐，龚超，汪文斌，屈发家，施锋，卢安黎，徐习光，陈姿，姜奇，匡萱，
申请(专利权)人：株洲电力机车广缘科技有限责任公司，
类型：新型
国别省市：