一种提高轻量化推力杆抗扭和抗偏转性能的方法及推力杆技术

提高轻量化推力杆抗扭和抗偏转性能的方法及推力杆杆体，所述推力杆为轻量化推力杆，推力杆的杆体部分和球头部分的主体都采用高分子复合材料制作；在杆体部分和球头部分的主体高分子复合材料的上下表面复合推力杆增强板，通过推力杆高分子复合材料上下表面的推力杆增强板提高推力杆整体抗扭性能。所述推力杆杆体包括杆体部分和球头部分，球头部分位于杆体部分的两端头，且杆体部分和球头部分的主体都采用高分子复合材料制作；在杆体部分和球头部分的主体高分子复合材料的上下表面复合推力杆增强板。本发明专利技术在杆件本体和球头的高分子复合材料的上下表面设置增强板，可以有效改善推力杆的受力情况，提高推力杆的抗扭和抗弯复合强度。合强度。合强度。

【技术实现步骤摘要】
一种提高轻量化推力杆抗扭和抗偏转性能的方法及推力杆


[0001]本专利技术涉及一种推力杆的结构及其制作方法，尤其是指一种提高轻量化推力杆抗扭和抗偏转性能的方法及推力杆；该提高轻量化推力杆抗扭和抗偏转性能的方法及推力杆可以提高轻量化球头的总成强度，且制作方便简便；属于推力杆


技术介绍

[0002]推力杆是载重汽车或货车上连接着车架与车桥的关键零部件之一，其主要承担传递牵引力、制动力及防止车桥与车架在恶劣路况下的移位。现有推力杆主要为钢结构推力杆，其价格低廉，但是重量较重，在日益严苛的法律法规下，难以满足车企对汽车零部件提出的轻量化要求。目前也有部分车企开发出了注塑成型的纤维增强复合材料推力杆和铝合金推力杆。注塑成型的纤维增强复合材料推力杆承载较低，为了提高承载能力，需要使用连续纤维带增强，增加了工艺难度和成本。铝合金推力杆具有良好的轻量化效果，但是由于铝合金价格高，同时铝合金推力杆需要使用热熔或锻压成型工艺，导致铝合金推力杆价格高昂，难以获得对价格比较敏感的主机厂的青睐。
[0003]推力杆的轻量化就是将推力杆中的一部分进行轻量化的处理，其中最为常见的就是对推力杆的杆件本体进行轻量化处理。所谓轻量化处理大多就是采用轻质材料替代原有的材料，从而减轻部件的重量。现在最为多见的就是对杆件系统，将整个杆件采取复合材料制作，这其中就涉及到了推力杆部分的球头杆件本体部分也改为了复合材料制作。可是由于推力杆的杆件本体部分是一个主要受力的部分，这一部分采用轻质材料后，其强度往往会受到很大的影响。为了解决这个问题，对于轻质复合材料制作杆件本体时，往往都会在杆件本体复合增强材料，以提高其连接部分的强度；但是目前这些为了提高推力杆杆件本体强度都是在杆件中间设置加强板材，可是在实际应用研究中越来越多的发现这样虽可以提高杆件本体的拉伸的强度，但作为推力杆的杆件本体所受的力，不仅仅只是拉伸的力，还有扭转或偏转方向的力，也容易对杆体造成破坏，而设置在杆体中间的增强板对于提高杆件的整体抗扭和抗偏转并没有多大作用，所以仍然会出现轻量化推力杆损坏的现象，甚至有的还会出现导致杆件本体开裂的现象，因此如何切实提高杆件本体的整体抗扭和抗偏转性能，已经成为了推力杆急需要解决的问题。
[0004]通过查询检索为发现相同的技术报道，只有相关领域的技术文献，最为接近的有以下几篇：1、专利号为CN201910907828.8，名称为“一种带橡胶金属球铰的连杆轻量化方法”，申请人为：博戈橡胶塑料(株洲)有限公司的专利技术专利，该专利公开了一种带橡胶金属球铰的连杆轻量化方法，在连杆的一端或两端的接头内安装有橡胶金属球铰，且橡胶金属球铰包裹在连杆的接头内；将连杆杆体和接头采用轻量化的高分子材料制作，并在轻量化的高分子材料制作的连杆杆体和接头基体内嵌入比连杆杆体和接头轻量化基体材料强度更高的强化体，且将橡胶金属球铰包裹在采用强化体与轻量化的高分子材料复合制作成的轻量化连杆杆体和接头内，由强化体承担杆身方向的拉伸载荷，而轻量化的高分子材料制
作的连杆杆体和接头基体承担杆身方向的压缩载荷和扭转载荷，增强连杆的整体抗拉强度。在该专利中提到了“将金属球铰的外套与轻量化高分子材料复合在一起，由轻量化高分子材料将金属球铰的外套包裹起来，形成带有橡胶金属球铰的复合轻量化接头”，但该专利中所设置的强化体对于连杆的抗扭转和偏转的性能没有提高。
[0005]2、专利CN113043527B公开了一种轻量化复合材料推力杆制作方法，方法是先设置一个包括中心体和压块的工装，再将带状的连续纤维增强热塑性复合材料沿中心体外周缠绕多圈后，用压块压制出一个在周向上封闭的连续式异形外周层增强件，然后在外周层增强件内部以注塑方式填充长纤维增强热塑性复合材料或短纤维增强热塑性复合材料，最后将橡胶金属球铰压装入两端处，形成完整的推力杆。此方法形成的推力杆性能优越，强度更高，能够承受更大的拉伸强度而不容易被撕裂，但缺点是使用连续纤维增强热塑性复合材料缠绕增强，工艺复杂，成本高昂。
[0006]3、专利号为CN201510739066.7，名称为“一种推力杆轻量化方法及轻量化推力杆”，申请人为：株洲时代新材料科技股份有限公司的专利技术专利，该专利公开了一种用于风专利公开了一种推力杆轻量化方法及轻量化推力杆，推力杆轻量化方法是将杆体和弹性球铰的芯轴均采用高分子材料利用注射模一次成型，将杆体本体的相对两侧面均设置成带有断续状凹槽一的侧面，所述断续状凹槽一包括沿杆体本体的长度方向依次分布的多个分凹槽一，在每个分凹槽一的凹槽底面上设置有多条凸筋，从而使得每个分凹槽一又被多条凸筋分割成多个小凹槽；轻量化推力杆包括杆体，所述杆体包括杆体本体和设置在所述杆体本体两端的球头，在杆体成型前，将两个金属套分别设置在杆体的两个球头的内腔中使得成型后，金属套与球头形成一体；弹性球铰装配在金属套的内腔中。该专利只是在考虑轻量化方面做了一些改进，并未考虑到如何提高高分子复合材料的强度。
[0007]上述这些专利都涉及到了推力杆的改进，其中专利CN201510739066.7还涉及到了在轻量化杆体的增强结构设计，但是该专利的不足之处在于，仍然是考虑在杆体的中间设置增强体来改善整体杆体的性能，但在实际应用中发现，强度仍不是很好，很容易出现松动的现象，而且所嵌入的增强体的受力不是很好，容易出现杆件本体开裂的现象。而专利CN201910907828.8，采用纯注塑成型的复合材料杆身推力杆承载载荷较小，应用工况有限。虽然通过热塑性连续纤维带增强注塑成型的复合材料推力杆承载载荷有较大提升，但是成型工艺复杂，推力杆成本高昂，不利于复合材料推力杆的推广应用。钢制推力杆价格低廉，但是整杆质量重，轻量化效果不明显。由于铝合金的材料价格高于纤维增强塑料和钢材料，再加上熔接或锻造工艺的成本，因此铝合金推力杆价格较高。因此很有必要对此加以改进。

技术实现思路

[0008]本专利技术所要解决的技术问题是，针对现有的推力杆在轻量化的杆体部分情况下，扭转和偏转受力不好，容易出现松动或开裂的现象，提供一种提高轻量化推力杆抗扭转和偏转性能的方法及推力杆结构；该种提高轻量化推力杆抗扭转和偏转性能的方法及推力杆结构不仅可以有效减轻推力杆的重量，还可提高推力杆的抗扭转和偏转的性能，改善轻量化推力杆球头套的受力情况，防止球头套的松动和轻量化杆件本体的开裂。
[0009]本专利技术主要通过以下技术方案实现的：一种提高轻量化推力杆抗扭和抗偏转性能的方法，所述推力杆杆体为轻量化推力杆杆体，推力杆杆体的杆体部分和球头部分的主体
都采用高分子复合材料制作；在杆体部分和球头部分的主体高分子复合材料的上下表面复合推力杆增强板，通过推力杆高分子复合材料上下表面的推力杆增强板的间距配合提高推力杆整体抗扭和抗偏转性能。
[0010]进一步地，所述的在杆体部分和球头部分的主体高分子复合材料的上下表面复合推力杆增强板是在杆体部分和球头部分的主体高分子复合材料的上下表面分别复合一块高强度的推力杆增强板，并尽量让上下表面的推力杆增强板隔开，形成间距，从而提高推力杆整体抗扭性能本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种提高轻量化推力杆抗扭和抗偏转性能的方法，所述推力杆为轻量化推力杆，推力杆的杆体部分和球头部分的主体都采用高分子复合材料制作；其特征在于：在杆体部分和球头部分的主体高分子复合材料的上下表面复合推力杆增强板，通过推力杆高分子复合材料上下表面的推力杆增强板保持一定的间距来提高推力杆的抗扭和抗偏转刚度，从而提高推力杆整体抗扭和抗偏转性能。2.如权利要求1所述的提高轻量化推力杆抗扭和抗偏转性能的方法，其特征在于：所述的在杆体部分和球头部分的主体高分子复合材料的上下表面复合推力杆增强板是在杆体部分和球头部分的主体高分子复合材料的上下表面分别通过注塑或压延或模压贴合一块高强度的推力杆增强板，并尽量让上下表面的推力杆增强板隔开，形成间距，从而提高推力杆整体抗扭性能。3.如权利要求2所述的提高轻量化推力杆抗扭和抗偏转性能的方法，其特征在于：所述的上下表面的推力杆增强板是相互平行地布置在杆体部分和球头部分的主体高分子复合材料的上下表面的板状结构件，且相互之间尽可能靠近上下表面的高分子复合材料，以增大抗扭和抗偏转刚度。4.如权利要求2所述的提高轻量化推力杆抗扭和抗偏转性能的方法，其特征在于：所述的推力杆增强板与杆体部分和球头部分的主体高分子复合材料是通过注塑或压延或模压或挤出方法在成型模具中复合在一起的一体化结构件。5.如权利要求2所述的提高轻量化推力杆抗扭和抗偏转性能的方法，其特征在于：所述的上下表面的推力杆增强板上带有球头安装套，上下表面的推力杆增强板通过上下表面的推力杆增强板的球头安装套连接起来，并通过球头安装套控制上下表面的推力杆增强板的间隔距离。6.如权利要求5所述的提高轻量化推力杆抗扭和抗偏转性能的方法，其特征在于：所述的上下表面的推力杆增强板的球头安装套连接起来是上下表面...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭春杰，罗承俊，唐春红，刘建林，许呈祥，陈军，
申请(专利权)人：博戈橡胶塑料株洲有限公司，
类型：发明
国别省市：