[發明專利]一種冷卻塔用復合材料傳動軸及其成型工藝

有效

• 申請號: 201110373362.1
• 申請日: 2011-11-22
• 公開（公告）號: CN102494009A
• 公開（公告）日: 2012-06-13
• 發明（設計）人: 肖永棟;包冰國;肖文剛;郭麗敏;仙寶君;董青海;邢會霞
• 申請（專利權）人: 北京玻鋼院復合材料有限公司;江蘇海鷗冷卻塔股份有限公司
• 主分類號: F16C3/02
• 分類號: F16C3/02;B29C63/04;B29C65/48
• 代理公司: 北京諾孚爾知識產權代理有限責任公司 11242
• 代理人: 魏永金

技術領域

本發明涉及一種傳動軸及其成型工藝，具體講是一種冷卻塔用復合材料傳動軸及其成型工藝，屬冷卻塔傳動軸技術領域。

背景技術

傳動軸是冷卻塔的關鍵部件之一，其性能對整個冷卻塔風機的效率影響很大。該傳動軸安裝在減速機和電機之間，起傳遞扭矩和傳遞電動機動力的作用。目前，冷卻塔用的傳動軸主要采用合金鋼、鋁合金、鎂合金或鈦合金等金屬材料制作，而金屬材質的傳動軸，其重量偏重，傳動效率低，噪聲系數高，熱膨脹系數高，使用壽命短，成本高；因此，限制了冷卻塔的改進與發展，無法滿足經濟和技術的高速發展對冷卻塔配套產品的性能要求和市場需求。

發明內容

為了解決上述現有技術中存在的問題，本發明的目的是提供一種可降低傳動軸的重量，提高傳動效率，降低噪聲，有效延長傳動軸的使用壽命，成本低的冷卻塔用復合材料傳動軸及其成型工藝。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案；一種冷卻塔用復合材料傳動軸，它包括筒體和在筒體兩端固接的法蘭盤；其特征在于：所述筒體的側壁由浸漬過環氧樹脂的纖維增強材料纏繞固化而成；該筒壁由內至外依次設有抗扭轉層、剛度層和外保護層；所述抗扭轉層、剛度層和所述外保護層的厚度均相同；所述法蘭盤為2個，分別粘接于該筒體的兩端；在所述筒壁與所述法蘭盤粘接處還裝有固定用的復合材料銷釘。

上述每端的法蘭盤與該端筒壁相接處沿圓周向各設有4-8個固定所述復合材料銷釘的通孔。

為了實現上述目的，本發明還提供了一種冷卻塔用復合材料傳動軸的成型方法，包括用不同模具分別成型該傳動軸的筒體和法蘭盤的步驟，以及將所述筒體和法蘭盤固接為一體的步驟；其特征在于：所述筒體的成型由纖維增強材料和環氧樹脂采用濕法纏繞后固化而成；其中，筒體的側壁包括內層和外保護層，內層由內至外依次為抗扭轉層和剛度層；所述外保護層緊貼該剛度層的外側；所述法蘭盤由纖維布材料和樹脂基體材料采用手糊工藝模壓而成；該法蘭盤為2個，分別粘接于所述筒體的兩端；在所述筒體與所述法蘭盤粘接處還安裝有固定用的復合材料銷釘。

上述筒體成型的具體步驟如下：1）對預制的芯模表面進行清理，涂抹脫模劑；2）將浸漬過環氧樹脂的纖維增強材料纏繞至芯模上，分別依次形成所述抗扭轉層、剛度層和外保護層構成復合層；3）將步驟2）纏繞在芯模上的復合層一同放入固化爐內加熱固化；4）取出，自然冷卻后，脫模；然后將其進行打磨、除去浮膠，成型為所述筒體。

其中，步驟2）中的抗扭轉層和剛度層采用的纖維增強材料為碳纖維；外保護層采用的纖維增強材料為玻璃纖維；其中，抗扭轉層先以45°方式纏繞一層，以—45°方式纏繞第二層，然后重復1-2圈纏繞三次；再以89°方式纏繞三層，直至纏繞厚度為0.25mm；剛度層先以15°方式纏繞第一圈，再以—15°方式纏繞第二圈；重復1-2圈纏繞方式，直至纏繞厚度為0.25mm；所述外保護層以89°方式纏繞，其纏繞厚度為0.25mm；所述抗扭轉層、剛度層和外保護層的纏繞寬度為所述筒體的長度。

上述步驟3）中所用的固化爐，功率大于50KW，升溫速度為0.5-2℃/min；其加熱固化的過程是將該固化爐的溫度由室溫升溫到88-92℃，保溫2h；再升溫118-122℃，保溫2h后自然冷卻。

上述法蘭盤的手糊工藝用環包和搭包相結合的方式糊制；所用的纖維布材料為方格布和沃蘭布；所用的樹脂基體為環氧乙烯基樹脂；具體步驟為：A）在法蘭盤的陽模內將多層方格布和多層沃蘭布交叉鋪覆其內，同時在其上涂抹環氧乙烯基樹脂，用手糊糊制在該陽模上；再將陰模與該陽模扣接；2）將步驟1）扣接為一體的模具放入壓機內，升溫合模，將氣泡擠出；加溫加壓固化后，自然冷卻后脫模；3）將脫模后的法蘭盤外表打磨，即成型為所述法蘭盤。

其中，步驟1）中的方格布為40-45層，每層方格布的厚度為0.4mm；沃蘭布為8-10層，每層沃蘭布的厚度為0.2mm；方格布與沃蘭布以1∶5的數量比交叉鋪設；步驟2）所用的壓機為315噸壓機；升溫合模的溫度為60℃；施加的壓力為8MPa；再將溫度升至80℃，保溫1h后斷電降溫。

上述的筒體和法蘭盤固接為一體的步驟，具體操作如下：先將2個法蘭盤分別與所述筒體兩端用常溫固化的環氧樹脂粘接固定；再在法蘭盤與筒壁相接位置的中部沿圓周向開設有4-8個固裝所述復合材料銷釘的通孔，最后用復合材料銷釘插入通孔內將法蘭盤和筒體的兩端固定連接。