碳纤维管材连接结构及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种碳纤维管的联轴装置，具体涉及一种碳纤维管材连接结构及其制备方法。
【背景技术】
[0002]碳纤维管，即通常使用的碳管，碳纤维管是用碳纤维复合材料预浸入苯乙稀基聚脂树脂，经加热、固化、拉挤、缠绕制成。碳纤维具有高强度、低密度、寿命长等特性，其比铝轻，比钢硬，是良好的民用、军用材料。碳纤维管材的耐腐蚀性、耐高温、耐磨损、耐疲劳等一系列性能决定了它的使用价值，在模型飞机、灯用支架、PC设备转轴、医疗器械、体育器材等方面应用的非常广泛。
[0003]碳纤维管连接有以下方式:首先可以使用环氧树脂来连接，连接成功后如果管子里面有残留的树脂，可以用丙酮洗一下。环氧树脂是很好的粘合剂，覆铜板压制、碳纤维布加固建筑的时候都会使用到它。
[0004]还能利用碳纤维管自身的结构来连接，用碳钛复合接头在碳纤维管成型的过程中进行复合连接，连接时候要考虑好受力的方式和连接件的结构。
[0005]钻孔连接是其中一种方式，不过碳纤维管的强度大，硬度高，钻孔很不容易，不小心就会导致管子裂开。
[0006]使用轴头连接也是一种方式，在工业设备领域，轴头也指轴的两端，轴是支承转动零件并与之一起回转以传递运动、扭矩或弯矩的机械零件，一般为金属圆杆状，各段可以有不同的直径，机器中作回转运动的零件就装在轴上。而轴的两端部分通常称为轴头。轴头部分的作用通常是安装轴承，起到承载轴上设备运转的作用。
[0007]碳纤维管实际应用中，经常有两管材之间直径相差较大的情况，在两管材直径比为10倍以上时，两管材之间的连接较为困难，连接时轴头直径过大，相应的重量加重，轴头连接处容易脱落，造成管材损坏，或轴承磨损等问题。
【发明内容】
[0008]为了解决上述碳纤维管的连接问题，本发明提供一种结构稳固，安装快捷的碳纤维管材连接结构，并提供其制备方法。
[0009]本发明采用如下技术方案:
[0010]一种碳纤维管材连接结构，包括金属轴头，所述轴头一端与碳纤维管连接，轴头与碳纤维管连接端设有法兰盘及凹槽，所述凹槽与轴头同心设置，凹槽截面形状为梯形，所述碳纤维管设有与轴头对应的法兰盘，碳纤维管端部同心设有凸块，所述凸块与凹槽形状及大小匹配设置，凸块截面形状为梯形，所述轴头两端所连接的两碳纤维管的直径比为10倍以上。
[0011]所述法兰盘上均匀设有多个螺纹孔，轴头连接后，螺纹孔内穿入螺栓，紧固轴头与碳纤维管。
[0012]所述轴头采用轴承合金、铜合金、铝基合金其中一种材质，所述材质具有良好的减摩性、耐磨性和抗咬粘性。
[0013]—种碳纤维管材连接结构的制备方法，包括以下步骤:
[0014]I)切削加工出轴头外部形状，包括轴头外圆形状及法兰盘形状；
[0015]2)切削加工出碳纤维管的外部形状，包括碳纤维管的外圆形状及法兰盘形状；
[0016]3)切削加工出轴头的梯形凹槽；
[0017]4)切削加工出碳纤维管的梯形凸块；
[0018]5)钻削法兰盘上的螺纹孔。
[0019]管材连接时，将凸块伸入凹槽内，二者配合，然后使用螺栓穿过螺纹孔，将两法兰盘连接，加力拧紧即可。
[0020]本发明的优点及有益效果为:
[0021]本发明金属轴头设置梯形凹槽，碳纤维管材头部设置成梯形凸块，凸块与凹槽相互配合，使得二者连接稳固，然后通过螺栓连接法兰盘，将二者固定在一起，增加连接强度，在大直径比的情况下，保证轴头不脱落，安装稳固，减轻轴承磨损与管材损坏。
[0022]本发明轴头连接凹槽及凸块形状均为梯形，方便安装，并且相对于圆柱形的形状，减小了加工难度。
[0023]另外，本发明结构加工方法简单，容易实现。
【附图说明】
[0024]图1为碳纤维管材连接结构的结构示意图。
[0025]其中，1-轴头，2-凹槽，3-螺纹孔，4-法兰盘，5-凸块，6_碳纤维管。
【具体实施方式】
[0026]如图1所示，一种碳纤维管材连接结构，包括铜合金制成的圆柱形轴头1，所述轴头I 一端与碳纤维管6连接，轴头I直径为碳纤维管6直径的十二倍。
[0027]所述轴头I与碳纤维管6连接端设有法兰盘4及凹槽2，所述凹槽2与轴头I同心设置，凹槽2截面形状为梯形。
[0028]所述碳纤维管6设有与轴头I对应的法兰盘4，碳纤维管6端部同心设有凸块5，所述凸块5与凹槽2形状及大小匹配设置，凸块5截面形状为梯形。
[0029]所述轴头I及碳纤维管6的法兰盘4上均匀设置有位置对应的多个螺纹孔3，使用螺栓穿过螺纹孔3，将轴头I及碳纤维管6连接。
[0030]碳纤维管材连接结构的制备方法，采用以下步骤:
[0031]I)经过粗车、精车，车削加工出轴头I外部形状，包括轴头I的外圆及法兰盘4的形状；
[0032]2)经过粗车、精车，车削加工出碳纤维管6的外圆形状及碳纤维管6管头的法兰盘4形状；
[0033]3)经过钻削、铣削，加工出轴头的梯形凹槽2 ；
[0034]4)经过粗车、精车，车削加工出碳纤维管的梯形凸块5 ;
[0035]5)分别在轴头I及碳纤维管6的法兰盘4上钻削处螺纹孔3 ;
[0036] 最后将凸块5插入凹槽2内，轴头及碳纤维管的法兰盘配合4连接，安装紧固。
【主权项】
1.一种碳纤维管材连接结构，包括金属轴头，其特征是，所述轴头一端与碳纤维管连接，轴头与碳纤维管连接端设有法兰盘及凹槽，所述凹槽与轴头同心设置，凹槽截面形状为梯形，所述碳纤维管设有与轴头对应的法兰盘，碳纤维管端部同心设有凸块，所述凸块与凹槽匹配设置，所述轴头两端所连接的两碳纤维管的直径比为10倍以上。2.根据权利要求1所述的碳纤维管材连接结构，其特征是，所述法兰盘上均匀设有多个螺纹孔。3.根据权利要求1所述的碳纤维管材连接结构，其特征是，所述轴头采用轴承合金、铜合金、铝基合金其中一种材质。4.一种碳纤维管材连接结构的制备方法，其特征是，包括以下步骤: 1)切削加工出轴头外部形状； 2)切削加工出碳纤维管的外部形状； 3)切削加工出轴头的凹槽； 4)切削加工出碳纤维管的凸块； 5)钻削法兰盘上的螺纹孔。
【专利摘要】本发明涉及一种联轴装置，具体涉及一种碳纤维管材连接结构及其制备方法，碳纤维管材连接结构包括圆柱形的轴头，所述轴头一端与碳纤维管连接，轴头与碳纤维管连接端设有法兰盘及凹槽，所述凹槽与轴头同心设置，凹槽截面形状为梯形，所述碳纤维管设有与轴头对应的法兰盘，碳纤维管端部同心设有凸块，所述凸块与凹槽匹配设置，所述轴头两端连接碳纤维管的直径比为10倍以上。本发明凸块与凹槽相互配合，使得二者连接稳固，并且在大直径比的情况下，保证轴头不脱落，安装稳固，减轻轴承磨损与管材损坏。
【IPC分类】F16B7/18, F16D1/033, F16B7/00
【公开号】CN105134701
【申请号】CN201510645967
【发明人】刘鹏, 唐远兵, 朱连凤
【申请人】淄博朗达复合材料有限公司
【公开日】2015年12月9日
【申请日】2015年10月8日