CN113217305B - 一种风力发电机复合轴及风力发电机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及风力发电技术领域，尤其涉及一种风力发电机复合轴及风力发电机。所述复合轴包括外层、中间层和实心层，三层结构由不同的材料构成，其中，所述外层为金属结构层，所述中间层为高分子轻型复合材料层，所述实心层用于提高复合轴的抗弯性能，所述中间层的外表面与所述外层的内表面贴合在一起，所述实心层的外表面与所述中间层的内表面贴合在一起。本发明提高了风力发电机主轴的强度、抗扭、抗弯等性能，同时可以减少风力发电机主轴的尺寸，降低了单个零部件的重量，降低加工难度，降低生产成本，有利于提高零部件的质量，延长零部件的使用寿命。

Description

一种风力发电机复合轴及风力发电机
技术领域
本发明涉及风力发电技术领域，尤其涉及一种风力发电机复合轴及风力发电机。
背景技术
随着社会的发展，能源消耗需求日益增加而储量却日益减少，因此绿色能源开发利用是环境友好型的发展方向。风力发电行业发展迅猛，风力发电设备技术也不断的在发展。风能作为清洁能源，在我国能源发展战略中的重要地位日益凸显。发展风电装备、促进风能利用成为当务之急。风电产业属国家重点支持的高新技术领域，是省重点发展的新兴产业。
风力发电机的主轴，是风力发电机设备的关键零部件，该零部件工作时，工况复杂，因此在设计的时候，需要考虑对轴的强化设计。风机的额定功率越大，风机叶片直径也越大，风机主轴的尺寸也就越大，也因此带来了一系列的设计问题，比如加工难度大，零部件重量大，加工难度高，生产成本高等问题。
风机制造成本非常高，主轴作为主要的受力部件，长期服役在低温等恶劣环境中，极易发生韧脆转变，造成主轴断裂，从而引发事故。近些年来风电主轴断裂事件频发，材料中存在偏析缺陷会造成其性能数据不稳定，这是导致风电主轴发生断裂的主要因素之一。因此提高风电主轴性能，保证性能数据稳定显得十分必要。
发明内容
本发明在于至少解决上述提出的问题之一，为实现本发明的目的，本发明采用以下技术方案：
一方面，提出一种风力发电机复合轴，所述复合轴包括外层、中间层和实心层，三层结构由不同的材料构成，其中，所述外层为金属结构层，所述中间层为高分子轻型复合材料层，所述实心层用于提高复合轴的抗弯性能，所述中间层的外表面与所述外层的内表面贴合在一起，所述实心层的外表面与所述中间层的内表面贴合在一起。
进一步的改进在于，所述高分子轻型复合材料层为玻璃钢复合材料。
进一步的改进在于，所述外层为无缝钢管。
进一步的改进在于，所述实心层为防腐松木。
另一方面，提出一种风力发电机，所述风力发电机包括上述任意一项所述的一种风力发电机复合轴。
进一步的改进在于，所述风力发电机还包括立杆，所述立杆的顶部通过回旋法兰可转动连接有发电机舱，所述发电机舱内设置有发电机，所述发电机舱的一端设置有叶轮，所述发电机舱的另一端通过尾舵法兰连接有尾舵，所述叶轮包括轮毂以及和所述轮毂固定连接的叶片，所述发电机通过所述复合轴与所述轮毂固定连接，所述轮毂的前端设置有导流罩。
进一步的改进在于，所述发电机为盘式无铁芯永磁发电机，所述盘式无铁芯永磁发电机包括手工或机械绕制的发电线圈，所述发电线圈固定不转动作为定子部分，所述发电线圈两端对称设置有永磁转动盘，作为转子部分，所述永磁转动盘包括转子磁轭和贴在转子磁轭上的永磁体磁极，所述永磁体磁极呈扇形均匀的固定在所述转子磁轭上，所述发电线圈采用两层线圈错位重叠的方式。
进一步的改进在于，所述导流罩、叶片、发电机舱、尾舵均采用高分子轻型复合材料制作而成，所述叶片采用挤拉式玻璃钢制作工艺制作，其内部设置有加强杆，所述加强杆在所述叶片的内部沿叶片长度方向延伸，所述加强杆为拉丝芯杆，所述拉丝芯杆的材质为铝、不锈钢、碳纤维中的任意一种。
进一步的改进在于，所述风力发电机还包括电控系统和蓄电池，所述风力发电机与电控系统连接用于把产生的电通过控制系统传输到蓄电池，所述电控系统包括预充模块、恒流充模块、恒压充模块以及涓流充模块。
进一步的改进在于，所述风力发电机通过立杆安装座与地面固定，所述立杆安装座包括预埋件、上底板、立板，所述立杆底部与上底板表面固定连接，所述预埋件包括螺纹套筒，所述螺纹套筒的上表面固定有下底板，所述下底板设置有与螺纹套筒螺栓孔位置对应的下底板螺栓孔，所述上底板上设置有与下底板螺栓孔位置对应的上底板螺栓孔，所述上底板与预埋件之间通过螺栓进行固定，所述上底板的一侧通过转动铰链结构与下底板的一侧连接，所述立板设置有多个，所述立板的下直边与上底板表面固定连接，所述立板的一侧边与立杆的侧面固定连接。
本发明的有益效果：
本发明提高了风力发电机主轴的强度、抗扭、抗弯等性能，同时可以减少风力发电机主轴的尺寸，降低了单个零部件的重量，降低加工难度，降低生产成本，有利于提高零部件的质量，延长零部件的使用寿命。当风机转速增大，扭矩增大时，由于风力发电机主轴的扭矩主要集中在轴的最外端，因此既保证扭矩又减小整机重量和材料成本，在风力发电机主轴的设计阶段，主轴需考虑标准化设计，与标准化的无缝钢管规格匹配，可以降低加工难度，减少加工成本，主轴中心掏空，填充玻璃钢复合材料，该材料强度性能与钢材相当，而重量只有钢材的1/5，因此可以提高钢管的整体强度性能，而重量不会增加太多，实心层采用防腐松木，可以提高风力发电机主轴的抗弯性能，也可以防止风力发电机主轴松动和轴向偏移。
本发明采用盘式无铁芯永磁发电机的好处是无齿槽效应，消除了传统发电机的齿槽效应，极大地减轻了叶轮的转动阻力，发电效率高。
附图说明
图1为本发明实施例一种风力发电机复合轴的剖视结构示意图；
图2为本发明实施例一种风力发电机的结构示意图；
图3为本发明实施例一种风力发电机的叶轮结构示意图；
图4为本发明实施例一种风力发电机的盘式无铁芯永磁发电机结构示意图；
图5为本发明实施例一种风力发电机的立杆安装座安装结构示意图；
图6为本发明实施例一种风力发电机的立杆安装座俯视图；
图7为本发明实施例一种风力发电机的电控系统连接示意图。
附图标记说明：
1-外层、2-中间层、3-实心层、4-立杆、5-发电机舱、6-叶轮、7-加强杆、8-尾舵、9-导流罩、10-发电线圈、11-转子磁轭、12-永磁体磁极、13-锁定螺栓、14-上底板、15-立板、16螺纹套筒、17-下底板、18转动铰链结构。
具体实施方式
附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明创造的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明创造。本说明书中使用的命名术语可用于说明各种构成要素，但是这些构成要素不受这些术语的限定。使用这些术语的目的仅在于将一个构成要素区别于其他构成要素。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以是通过中间媒介间接连接，可以说两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明的具体含义。下面结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的说明。
实施例一：
请参考附图1，本发明实施例一提出一种风力发电机主轴，其为风力发电机复合轴，所述复合轴包括外层1、中间层2和实心层3，三层结构由不同的材料构成，其中，所述外层1为金属结构层，所述中间层2为高分子轻型复合材料层，所述实心层3用于提高复合轴的抗弯性能，所述中间层2的外表面与所述外层1的内表面贴合在一起，所述实心层3的外表面与所述中间层2的内表面贴合在一起。
具体地，在本发明实施例中，所述高分子轻型复合材料层为玻璃钢复合材料。
具体地，在本发明实施例中，所述外层1为无缝钢管。
具体地，在本发明实施例中，所述实心层3为防腐松木。
本发明提高了风力发电机主轴的强度、抗扭、抗弯等性能，同时可以减少风力发电机主轴的尺寸，降低了单个零部件的重量，降低加工难度，降低生产成本，有利于提高零部件的质量，延长零部件的使用寿命。
当风机转速增大，扭矩增大时，由于风力发电机主轴的扭矩主要集中在轴的最外端，因此既保证扭矩又减小整机重量和材料成本，在风力发电机主轴的设计阶段，主轴需考虑标准化设计，与标准化的无缝钢管规格匹配，可以降低加工难度，减少加工成本，主轴中心掏空，填充玻璃钢复合材料，该材料强度性能与钢材相当，而重量只有钢材的1/5，因此可以提高钢管的整体强度性能，而重量不会增加太多，实心层3采用防腐松木，可以提高风力发电机主轴的抗弯性能，也可以防止风力发电机主轴松动和轴向偏移。
本发明实施例的风力发电机复合轴具有质量轻，强度高，韧性好，抗弯性好，使用寿命长等特点。生产工艺简单，可以快速、大批量生产，降低生产成本。
实施例二：
请参考附图1-7，本发明实施例二提出一种风力发电机，所述风力发电机包括实施例一种任意一项所述的一种风力发电机复合轴。
具体地，在本发明实施例中，如图2所示，所述风力发电机还包括立杆4，所述立杆4的顶部通过回旋法兰可转动连接有发电机舱5，所述发电机舱5内设置有发电机，所述发电机舱5的一端设置有叶轮6，所述发电机舱5的另一端通过尾舵法兰连接有尾舵8，所述叶轮6包括轮毂以及和所述轮毂固定连接的叶片，所述发电机通过所述复合轴与所述轮毂固定连接，所述轮毂的前端设置有导流罩9。
具体地，在本发明实施例中，所述发电机为盘式无铁芯永磁发电机。
具体地，在本发明实施例中，如图4所示，所述盘式无铁芯永磁发电机包括手工或机械绕制的发电线圈10，所述发电线圈10固定不转动作为定子部分，所述发电线圈10两端对称设置有永磁转动盘，作为转子部分，所述永磁转动盘包括转子磁轭11和贴在转子磁轭11上的永磁体磁极12，所述永磁体磁极12呈扇形均匀的固定在所述转子磁轭11上，所述发电线圈10采用两层线圈错位重叠的方式，永磁转动盘与发电线圈10之间通过锁定螺栓13进行连接。
由于自然界的风速普遍不会很大，这样的风速驱动小风力发电机的叶片转动的转动力矩不会很大，叶轮6转动的力矩很大部分被用来克服发电机齿槽效应引起的阻力了，这大大降低了风力发电机利用风能的效率。本发明采用盘式无铁芯永磁发电机的好处是无齿槽效应，消除了传统发电机的齿槽效应，极大地减轻了叶轮6的转动阻力，发电效率高。
盘式无铁芯永磁发电机属于中间定子盘式永磁发电机，不同的是它的定子是无铁心的。本发明盘式无铁芯永磁发电机的发电部分工艺结构是三相单线圈，无铁芯无槽多极差位结构，极相之间的角度差只有5°，比如，在一个直径只有150毫米圆周内，相位之差只有3.5毫米，这是其它结构的发电机无法做到的，它在相间磁场的相互作用下，极大的减小了风力发电机起动扭距。
具体地，在本发明实施例中，如图3所示，所述导流罩9、叶片、发电机舱5、尾舵8均采用高分子轻型复合材料制作而成，所述叶片采用挤拉式玻璃钢制作工艺制作，其内部设置有加强杆7，所述加强杆7在所述叶片的内部沿叶片长度方向延伸，所述加强杆7为拉丝芯杆，所述拉丝芯杆的材质可以为铝、不锈钢、碳纤维中的任意一种。
具体地，所述高分子轻型复合材料可以是玻璃钢复合材料，通过采用玻璃钢复合材料，重量轻、强度高、韧性强，提升防腐蚀性能。通过减轻叶轮6的重量，使得叶轮6在低风速下可启动。本发明通过在叶片内设置加强杆7，提高了叶片的整体韧性，防止叶片遇到大风时断裂。通过采用挤拉式玻璃钢叶片设计，在不降低叶片强度情况下，生产效率比现有手工制作大大提高，量产成本大大降低。
具体地，在本发明实施例中，如图7所示，所述风力发电机还包括电控系统和蓄电池，所述风力发电机与电控系统连接用于把产生的电通过控制系统传输到蓄电池，所述电控系统包括预充模块、恒流充模块、恒压充模块以及涓流充模块。
具体地，在本实施例中，当电控系统检测到所述蓄电池的电压小于2.5V时，所述电控系统利用预充模块采用50mA小电流对蓄电池进行预充电，当电控系统检测到所述蓄电池的电压大于2.5V而小于25V时，所述电控系统利用恒流充模块采用500mA恒定电流对蓄电池进行快速充电，当电控系统检测到蓄电池电压达到25V时所述电控系统利用恒压充模块保证蓄电池电压恒定25V，当充电电流小于50mA时，停止充电，当所述电控系统检测到蓄电池充电结束后，为维持蓄电池电压，所述电控系统利用涓流充模块对蓄电池进行小电流脉冲充电。
本实施例通过设置预充模块、恒流充模块、恒压充模块以及涓流充模块，可以大大提高蓄电池的安全性，延长了蓄电池的使用寿命，避免损坏蓄电池。
具体地，在本发明实施例中，如图5、图6所示，所述风力发电机通过立杆安装座与地面固定，所述立杆安装座包括预埋件、上底板14、立板15，所述立杆4底部与上底板14表面固定连接，所述预埋件包括螺纹套筒16，所述螺纹套筒16的上表面固定有下底板17，所述下底板17设置有与螺纹套筒16螺栓孔位置对应的下底板螺栓孔，所述上底板14上设置有与下底板螺栓孔位置对应的上底板螺栓孔，所述上底板14与预埋件之间通过螺栓进行固定，所述上底板14的一侧通过转动铰链结构18与下底板的一侧连接，所述立板15设置有多个，所述立板15的下直边与上底板14表面固定连接，所述立板15的一侧边与立杆4的侧面固定连接。
因为小型风力发电机的立杆4比较轻，人手就可以抬动，同时也为了立杆4在竖立安装的过程中更加便捷，因此采用转动的安装方式，可以实现人力快速安装，快速定位。在预埋件和上底板14上，对应的设计一个转动铰链结构18，可以实现立杆4转动，同时也限制了立杆4在其他方向的移动。因为取消了预埋螺栓头的设计，为立杆4采用转动铰链结构18设计提供了可行性，在安装的过程中不会受到螺栓头的干涉，转动铰链结构18设计，令立杆4只有绕铰链转动的自由度，其余方向被固定，因此风机立杆4转动竖立起后，预埋件中的螺栓孔与上底板14的螺栓孔可以很好的贴合对齐，误差较少，避免了干涉的情况出现。由于螺栓是从外部安装，如果螺栓出现腐蚀的情况，可以很方便的拆下螺栓，进行更换，避免了预埋件的螺栓头无法更换的问题，提高了后期维护的便捷性。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的具体实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种风力发电机，包括风力发电机复合轴，其特征在于，所述复合轴包括外层、中间层和实心层，三层结构由不同的材料构成，其中，所述外层为金属结构层，所述中间层为高分子轻型复合材料层，所述实心层用于提高复合轴的抗弯性能，所述中间层的外表面与所述外层的内表面贴合在一起，所述实心层的外表面与所述中间层的内表面贴合在一起；所述外层为无缝钢管；所述实心层为防腐松木，防腐松木提高抗弯性能，防止风力发电机主轴松动和轴向偏移；
所述风力发电机还包括电控系统和蓄电池，所述风力发电机与电控系统连接用于把产生的电通过控制系统传输到蓄电池，所述电控系统包括预充模块、恒流充模块、恒压充模块以及涓流充模块。
2.根据权利要求1所述的一种风力发电机，其特征在于，所述高分子轻型复合材料层为玻璃钢复合材料。
3.根据权利要求1所述的一种风力发电机，其特征在于，所述风力发电机还包括立杆，所述立杆的顶部通过回旋法兰可转动连接有发电机舱，所述发电机舱内设置有发电机，所述发电机舱的一端设置有叶轮，所述发电机舱的另一端通过尾舵法兰连接有尾舵，所述叶轮包括轮毂以及和所述轮毂固定连接的叶片，所述发电机通过所述复合轴与所述轮毂固定连接，所述轮毂的前端设置有导流罩。
4.根据权利要求3所述的一种风力发电机，其特征在于，所述发电机为盘式无铁芯永磁发电机，所述盘式无铁芯永磁发电机包括手工或机械绕制的发电线圈，所述发电线圈固定不转动作为定子部分，所述发电线圈两端对称设置有永磁转动盘，作为转子部分，所述永磁转动盘包括转子磁轭和贴在转子磁轭上的永磁体磁极，所述永磁体磁极呈扇形均匀的固定在所述转子磁轭上，所述发电线圈采用两层线圈错位重叠的方式。
5.根据权利要求3所述的一种风力发电机，其特征在于，所述导流罩、叶片、发电机舱、尾舵均采用高分子轻型复合材料制作而成，所述叶片采用挤拉式玻璃钢制作工艺制作，其内部设置有加强杆，所述加强杆在所述叶片的内部沿叶片长度方向延伸，所述加强杆为拉丝芯杆，所述拉丝芯杆的材质为铝、不锈钢、碳纤维中的任意一种。
6.根据权利要求3-5中任意一项所述的一种风力发电机，其特征在于，所述风力发电机通过立杆安装座与地面固定，所述立杆安装座包括预埋件、上底板、立板，所述立杆底部与上底板表面固定连接，所述预埋件包括螺纹套筒，所述螺纹套筒的上表面固定有下底板，所述下底板设置有与螺纹套筒螺栓孔位置对应的下底板螺栓孔，所述上底板上设置有与下底板螺栓孔位置对应的上底板螺栓孔，所述上底板与预埋件之间通过螺栓进行固定，所述上底板的一侧通过转动铰链结构与下底板的一侧连接，所述立板设置有多个，所述立板的下直边与上底板表面固定连接，所述立板的一侧边与立杆的侧面固定连接。
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Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20070018687A (ko) * 2005-08-09 2007-02-14 가부시키가이샤 도쿠야마 폴리프로필렌계 적층 필름 및 성형체
DE202011109055U1 (de) * 2011-12-14 2012-01-19 Ledermann Gmbh & Co. Kg Bearbeitungswerkzeug
CN102817795A (zh) * 2012-08-23 2012-12-12 南京工业大学 钢-复合材料风机塔筒
CN104976219A (zh) * 2015-06-16 2015-10-14 中国兵器工业集团第二O二研究所 一种脉冲发电机用转子复合芯轴
CN105690793A (zh) * 2016-03-09 2016-06-22 山东中恒碳纤维科技发展有限公司 一种三维编织复合材料汽车传动轴及其制备方法
CN106870553A (zh) * 2017-03-21 2017-06-20 响水县晨丰纺织有限公司 一种机械用碳纤维复合材料的轴辊
CN107009687A (zh) * 2017-03-10 2017-08-04 程家麟 一种复合套筒及制造方法和带轴套筒及制造方法
CN108952011A (zh) * 2018-08-21 2018-12-07 南京林业大学 一种仿生竹木组合结构及制作方法
CN111156132A (zh) * 2019-12-30 2020-05-15 南京信息工程大学 一种磁悬浮垂直轴盘式无铁芯风力发电机

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1109212C (zh) * 2000-10-30 2003-05-21 甘国工 管壁有空心增强结构的高分子拉伸定向复合塑料管
US6863763B2 (en) * 2002-10-23 2005-03-08 Korea Advanced Institute Of Science And Technology Hybrid propeller shaft made of metal and composite material and method of manufacturing the same
CN2594113Y (zh) * 2002-12-18 2003-12-24 锦祥产业股份有限公司 自行车座垫竖管
CN201318395Y (zh) * 2008-11-14 2009-09-30 徐敬彦 一种乙烯基型树脂内层复合轴套
CN202513785U (zh) * 2012-04-02 2012-10-31 诸暨和创电机科技有限公司 垂直轴无铁芯盘式风力发电机
US10012263B2 (en) * 2012-09-28 2018-07-03 Abb Research, Ltd Rotors for rotating machines with hollow fiber-reinforced composite shaft
EP3081822B1 (en) * 2015-04-16 2019-08-28 AIRBUS HELICOPTERS DEUTSCHLAND GmbH Hybrid metal-composite drive shaft unit and method of manufacturing the same
CN105003525A (zh) * 2015-07-17 2015-10-28 芜湖市汽车产业技术研究院有限公司 整体式金属-复合材料传动轴及其成型工艺
CN105269280A (zh) * 2015-11-18 2016-01-27 贾丽英 一种发动机轴的制作方法
CN106339523B (zh) * 2016-06-24 2019-07-05 北京玻钢院复合材料有限公司 一种大扭矩复合材料传动轴结构的设计方法
CN106523511A (zh) * 2016-11-16 2017-03-22 江苏欧亚铂瑞碳复合材料有限公司 一种高刚度复合材料传动轴的制备方法
CN106931028A (zh) * 2017-02-27 2017-07-07 苏州市鑫渭机电修造有限公司 一种高性能复合材料传动轴
CN207111305U (zh) * 2017-07-12 2018-03-16 杭州数港科技有限公司 一种用于输电电网的具有自动保护功能的风力发电机
DE102017214334A1 (de) * 2017-08-17 2019-02-21 Technische Universität Dresden Multi-Material-Verbund und Verfahren zu dessen Herstellung
CN108839743A (zh) * 2018-07-03 2018-11-20 厦门新凯复材科技有限公司 一种复材车架异型管件的芯轴结构及复材车架异型管件的生产方法
CN109109340B (zh) * 2018-08-07 2020-12-01 株洲时代新材料科技股份有限公司 一种复合材料轴及其制备方法和应用
US20200063788A1 (en) * 2018-08-24 2020-02-27 Hamilton Sundstrand Corporation Ballistic resistant drive shaft
CN209196075U (zh) * 2018-10-23 2019-08-02 广东惟一水务工程有限公司 一种有填充物固定形式的传动轴结构
CN109780044A (zh) * 2019-01-22 2019-05-21 中国船舶重工集团公司第七0三研究所 一种带金属法兰的纤维增强树脂基复合材料传动轴
CN209955053U (zh) * 2019-04-11 2020-01-17 成都美鑫塑胶制品有限公司 一种高分子材料密炼机
RU2717271C1 (ru) * 2019-07-29 2020-03-19 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский горный университет" Способ нанесения полимерного покрытия
CN210661014U (zh) * 2019-10-09 2020-06-02 威海光威复合材料股份有限公司 复合材料金属法兰盘传动轴
CN212389695U (zh) * 2020-05-14 2021-01-22 陕西德仕汽车部件（集团）有限责任公司 一种高分子复合材料衬套组件
CN112727903B (zh) * 2020-12-29 2024-05-07 连云港神鹰复合材料科技有限公司 金属轴头式碳纤维复合材料传动轴

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20070018687A (ko) * 2005-08-09 2007-02-14 가부시키가이샤 도쿠야마 폴리프로필렌계 적층 필름 및 성형체
DE202011109055U1 (de) * 2011-12-14 2012-01-19 Ledermann Gmbh & Co. Kg Bearbeitungswerkzeug
CN102817795A (zh) * 2012-08-23 2012-12-12 南京工业大学 钢-复合材料风机塔筒
CN104976219A (zh) * 2015-06-16 2015-10-14 中国兵器工业集团第二O二研究所 一种脉冲发电机用转子复合芯轴
CN105690793A (zh) * 2016-03-09 2016-06-22 山东中恒碳纤维科技发展有限公司 一种三维编织复合材料汽车传动轴及其制备方法
CN107009687A (zh) * 2017-03-10 2017-08-04 程家麟 一种复合套筒及制造方法和带轴套筒及制造方法
CN106870553A (zh) * 2017-03-21 2017-06-20 响水县晨丰纺织有限公司 一种机械用碳纤维复合材料的轴辊
CN108952011A (zh) * 2018-08-21 2018-12-07 南京林业大学 一种仿生竹木组合结构及制作方法
CN111156132A (zh) * 2019-12-30 2020-05-15 南京信息工程大学 一种磁悬浮垂直轴盘式无铁芯风力发电机

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
波纹钢管-钢夹层复合管混凝土柱轴压力学性能研究;方勇等;《建筑结构学报》;20190925;全文 *

Also Published As

Publication number Publication date
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