一种用于轻量化航空座椅的承载结构部件的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于航空座椅技术领域，涉及一种承载结构部件，尤其是涉及一种用于轻量化航空座椅的承载结构部件。
【背景技术】
[0002]航空座椅是列车及飞机上体量最大的部件，减轻其质量对于降低交通工具能耗及废气排放具有明显作用。现有的航空座椅，通常主要由椅腿、椅管、支板组件、扶手、靠背、椅盆、餐桌、安全带、座垫等部件组成。在这些众多的组成部件中，椅腿、椅管、支板组件、靠背、椅盆等部件，主要采用变形铝合金材料制备而成。而上述这些采用铝合金材料制备而成的组成部件主要起到承受载荷的作用，占座椅重量较大比例。
[0003]申请号为201210499788.6的中国发明专利公布了一种轻型航空旅客座椅，它包括椅腿、椅管、椅盆和靠背，所述椅盆和靠背为一整体，共同组成座椅本体；所述的椅腿和座椅本体通过喉箍与椅管固定连接；所述的靠背上设有书报盒和餐桌。上述专利公布的技术方案的主要思路就是尽量减少部件数量并进行相应的结构改进，特别是重新设计铝合金材料制造的零部件，然而这些部件必须承受载荷不破坏，保护乘员的安全，从材料本身出发，上述技术方案在减轻座椅整体重量方面还是有限的，有待进一步改进。
【发明内容】
[0004]本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种以碳纤维复合材料为主体，并结合不同加工成型工艺制备而成的具有高模量、高比强度、低比重的轻量化航空座椅承载结构部件。
[0005]本发明的目的可以通过以下技术方案来实现:
[0006]一种用于轻量化航空座椅的承载结构部件，包括椅腿、设置在椅腿上的椅盆、与椅盆固定连接的行李箱档杆及靠背、设置在靠背上的扶手，所述的行李箱档杆、靠背分别通过第一椅管、第二椅管与椅盆固定连接，所述的第一椅管与第二椅管平行设置在椅盆两侧，并且所述的第一椅管与第二椅管之间设有用于加强椅盆强度的第一支板，所述的靠背上设有靠背框，所述的扶手通过第二支板与靠背固定连接，所述的承载结构部件采用复合材料制备而成，所述的复合材料为碳纤维增强热塑性树脂复合材料，其中，所述的碳纤维为连续碳纤维或非连续碳纤维，所述的承载结构部件中孔销连接处的孔在复合材料成型时，设置有合金镶管，该合金镶管与复合材料共同构成整体结构，并由合金镶管承担销传递的作用力。
[0007]所述的第一椅管与第二椅管均为采用缠绕成型工艺制备而成的碳纤维增强椅管，所述的缠绕成型工艺为现有常规的缠绕成型工艺。
[0008]所述的椅腿、第一支板与第二支板均采用连续碳纤维与非连续碳纤维组合模压成型工艺制备而成。
[0009]所述的连续碳纤维与非连续碳纤维组合模压成型工艺包括以下步骤:
[0010](I)采用连续碳纤维与热塑性树脂通过缠绕成型工艺预制成设有柱形空腔的复合缠绕管；
[0011](2)预先在模具内铺设连续碳纤维与热塑性树脂丝束，再注入混合有非连续碳纤维的热塑性树脂，预制成截面为三角形的框边；
[0012](3)将合金镶管插入复合缠绕管的柱形空腔中，并在复合缠绕管及框边表面铺设经剪裁后的共纺布；
[0013](4)对复合缠绕管、框边、共纺布及合金镶管同时进行加热，直至加热温度达到热塑性树脂的软化温度，再将复合缠绕管、框边与共纺布一起置于模压模的定模中，并通过合金镶管套入模压模的定位器进行定位；
[0014](5)合模加压，保压冷却，直至温度低于热塑性树脂的固化温度，开模即可。
[0015]所述的共纺布为多层连续碳纤维与热塑性树脂纤维铺设而成的共纺布。
[0016]所述的靠背及椅盆均采用连续碳纤维模压成型工艺制备而成，所述的模压成型工艺为现有常规的模压成型工艺。
[0017]所述的靠背框及行李箱档杆均采用碳纤维缠绕附加大角度弯曲成型工艺制备而成，所述的大角度弯曲成型工艺为现有技术。
[0018]所述的扶手为非连续碳纤维增强热塑性树脂扶手，并且所述的扶手采用注塑成型工艺制备而成，所述的注塑成型工艺为现有常规的注塑成型工艺。
[0019]所述的碳纤维为聚丙烯腈碳纤维，所述的热塑性树脂为聚苯硫醚、聚醚醚酮或聚醚酰亚胺中的一种。
[0020]本发明根据部件的不同形状，采用不同的成形工艺进行制备，同时能够充分发挥碳纤维复合材料的性能特点，碳纤维复合材料部件的结构设计需符合碳纤维承受的最大拉应力及纤维不宜小角度弯折的特性。
[0021]由于碳纤维复合材料的强度和弹性模量均高于变形铝合金，因此在不改变原有部件尺寸的情况下，航空座椅可以更加安全地使用。碳纤维复合材料的比重约为1.6g/cm3，铝合金比重2.7g/cm3，因此，相比现有的航空座椅，采用本发明的航空座椅承载结构部件，航空座椅的整体重量可以减少40%。
[0022]与现有技术相比，本发明具有以下特点:
[0023]I)由于采用聚苯硫醚、聚醚醚酮或聚醚酰亚胺作为复合材料的基体，在保证加工及强度的同时，还兼具有防火阻燃的特性，更加安全可靠；
[0024]2)根据不同的部件选用不同的加工成型工艺，可以实现加工作业的资源优化，而且适合大规模生产，制得的产品尺寸及性能稳定性好，工作效率高；
[0025]3)由于部件孔销连接处的孔在复合材料成型时，设置有合金镶管，该合金镶管与复合材料共同构成整体结构，并由合金镶管承担金属销传递的作用力，可以有效保护碳纤维复合材料不受到损伤，延长产品的使用寿命；
[0026]4)本发明结构质轻，比强度高，模量高，用于航空座椅时，能够使整体重量减少40%,安全可靠，稳定好，具有很好的应用前景。
【附图说明】
[0027]图1为本发明用于航空座椅的安装结构示意图；
[0028]图2为组合模压成型工艺中模具与加工部件局部结构示意图；
[0029]图中标记说明:
[0030]I一椅腿、2—椅盆、3—行李箱档杆、4一靠背、5—扶手、6—靠背框、7—第一椅管、8—第二椅管、9—第一支板、10—第二支板、11—复合缠绕管、12—合金镶管、13—框边、14 一共纺布、15—定位器、16—定模。
【具体实施方式】
[0031]下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
[0032]实施例:
[0033]如图1所示，一种用于轻量化航空座椅的承载结构部件，包括椅腿1、设置在椅腿I上的椅盆2、与椅盆2固定连接的行李箱档杆3及靠背4、设置在靠背4上的扶手5，行李箱档杆3、靠背4分别通过第一椅管7、第二椅管8与椅盆2固定连接，第一椅管7与第二椅管8平行设置在椅盆2两侧，