[發(fā)明專利]一種列車轉(zhuǎn)向架搖枕碳纖維安全吊結(jié)構(gòu)一體成型裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110952920.3
• 申請(qǐng)日: 2021-08-19
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113650322A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-11-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 胡軍峰;張思祺;張旭彤;黃印遠(yuǎn);王一帆
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): B29C70/44
• 分類號(hào): B29C70/44;B29C70/54;B29L31/30
• 代理公司: 南京銳恒專利代理事務(wù)所(普通合伙) 32506
• 代理人: 陳思

本發(fā)明公開(kāi)了一種列車轉(zhuǎn)向架搖枕碳纖維安全吊結(jié)構(gòu)一體成型裝置，該安全吊本體使用碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料，呈U形槽狀結(jié)構(gòu)，采用碳纖維預(yù)浸料鋪層結(jié)構(gòu)。安全吊兩端分別設(shè)置有兩個(gè)連接孔，內(nèi)有金屬襯套，通過(guò)螺栓連接到轉(zhuǎn)向架。所述安全吊的寬度方向與輪軸軸向方向相同，安全吊整體厚度為8mm，采用大克重碳纖維預(yù)浸料，大幅提高了鋪貼效率，降低了生產(chǎn)成本。本發(fā)明采用開(kāi)孔工具對(duì)鋪貼后的預(yù)浸料層合結(jié)構(gòu)進(jìn)行整體開(kāi)孔，省去了對(duì)預(yù)浸料片狀料逐層開(kāi)孔和定位，采用真空輔助熱壓成型工藝，熱壓設(shè)備可以同時(shí)放入多套模具，大幅提高了生產(chǎn)效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鐵路車輛的懸架技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于列車轉(zhuǎn)向架搖枕安全吊制備的碳纖維結(jié)構(gòu)一體成型裝置。

背景技術(shù)

目前金屬材料制造的傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)列車在提高速度和載重的同時(shí)，振動(dòng)、沖擊、阻力、噪音問(wèn)題的解決難度不斷加大。并且在應(yīng)對(duì)諸如高原、沙漠、高溫、高寒及高海拔等復(fù)雜多變的服役環(huán)境時(shí)，現(xiàn)有材料顯得越來(lái)越力不從心。

列車搖枕安全吊是用來(lái)防止列車在運(yùn)行過(guò)程中搖枕托梁脫落時(shí)起保護(hù)作用的重要保護(hù)裝置，主要由安全吊座和安全吊組成。安全吊座與轉(zhuǎn)向架通過(guò)焊接固定，安全吊通過(guò)螺栓固定于安全吊座上，實(shí)現(xiàn)固定連接。在列車運(yùn)行過(guò)程中，尤其當(dāng)線路狀況不佳的情況下，由于輪軌相互作用產(chǎn)生較大的縱向振動(dòng)，安全吊座承受較大的縱向交變動(dòng)應(yīng)力。在循環(huán)載荷作用下，安全吊座處產(chǎn)生裂紋源，逐漸擴(kuò)展，在不足理論壽命的情況下發(fā)生斷裂。斷裂后的安全吊座脫落在軌道上，存在巨大安全隱患，有可能導(dǎo)致列車脫軌甚至顛覆。

從20世紀(jì)60年代起，軌道交通運(yùn)輸行業(yè)對(duì)軌道客車的安全性、舒適性、綠色節(jié)能性提出了新的要求，英國(guó)、日本、德國(guó)嘗試將纖維復(fù)合材料應(yīng)用于列車的結(jié)構(gòu)件與非結(jié)構(gòu)件上，取得了一定的進(jìn)展。由于纖維復(fù)合材料的高比強(qiáng)度與剛度、隔熱、耐疲勞、阻燃、耐腐蝕、可設(shè)計(jì)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，在軌道交通領(lǐng)域具有很大的潛在市場(chǎng)和發(fā)展前景。

據(jù)此，為解決金屬安全吊在某些路況下使用壽命較低，容易出現(xiàn)斷裂的問(wèn)題，提出了一種用于列車轉(zhuǎn)向架搖枕安全吊制備的碳纖維結(jié)構(gòu)一體成型方法。安全吊兩端分別設(shè)置有兩個(gè)連接孔，內(nèi)有金屬襯套，通過(guò)螺栓連接到轉(zhuǎn)向架。襯套外側(cè)圓周面加工有螺紋，使預(yù)浸料上的纖維和樹(shù)脂充分地嵌入螺紋凹槽，保證連接強(qiáng)度。完成金屬襯套安裝后，通過(guò)上下模具貼合，將預(yù)浸料定型，用吸膠氈、真空袋膜、密封膠完成抽真空工序后，整體推入熱壓設(shè)備，在指定氣壓作用下，按規(guī)定的加熱工藝曲線進(jìn)行加熱，至完成產(chǎn)品一體制備。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)不足，提出一種列車轉(zhuǎn)向架搖枕碳纖維安全吊結(jié)構(gòu)一體成型裝置，在降低安全吊重量的同時(shí)，提高了強(qiáng)度、剛度和使用壽命。

本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采取的技術(shù)方案是：一種列車轉(zhuǎn)向架搖枕碳纖維安全吊結(jié)構(gòu)一體成型裝置，該裝置的安全吊本體使用碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料，呈U形槽狀結(jié)構(gòu)，采用碳纖維預(yù)浸料鋪層結(jié)構(gòu)。安全吊兩端分別設(shè)置有兩個(gè)連接孔，內(nèi)有金屬襯套，通過(guò)螺栓連接到轉(zhuǎn)向架。所述安全吊的寬度方向與輪軸軸向方向相同，安全吊整體厚度為8mm。

作為優(yōu)選，本發(fā)明安全吊兩端的連接孔內(nèi)裝有金屬襯套，其尺寸符合要求；

金屬襯套外側(cè)圓周面加工有螺紋，能使預(yù)浸料上的纖維和樹(shù)脂充分地嵌入螺紋凹槽，保證襯套和安全吊碳纖維本體之間有較高的連接強(qiáng)度；

襯套外側(cè)周面做防腐涂層處理；

作為優(yōu)選，本發(fā)明選用大克重單向碳纖維環(huán)氧樹(shù)脂預(yù)浸料，提高鋪層作業(yè)效率；

作為優(yōu)選，本發(fā)明采用特殊的鋪層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，包括絕大部分的0度層和局部90度層，大幅提高預(yù)浸料利用率，同時(shí)保證結(jié)構(gòu)強(qiáng)度；

根據(jù)安全吊外形設(shè)計(jì)成特定形狀的片狀預(yù)浸料裁切圖紙。根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙，通過(guò)數(shù)控裁床將碳纖維預(yù)浸料裁切成特定形狀的片狀預(yù)浸料，依據(jù)具體鋪層設(shè)計(jì)要求，逐步將預(yù)浸料鋪貼在金屬模具上，至規(guī)定厚度。