CN113650322A - 一种列车转向架摇枕碳纤维安全吊结构一体成型装置 - Google Patents

一种列车转向架摇枕碳纤维安全吊结构一体成型装置 Download PDF

Info

Publication number
CN113650322A
CN113650322A CN202110952920.3A CN202110952920A CN113650322A CN 113650322 A CN113650322 A CN 113650322A CN 202110952920 A CN202110952920 A CN 202110952920A CN 113650322 A CN113650322 A CN 113650322A
Authority
CN
China
Prior art keywords
carbon fiber
prepreg
safety
crane
metal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202110952920.3A
Other languages
English (en)
Inventor
胡军峰
张思祺
张旭彤
黄印远
王一帆
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nanjing Tech University
Original Assignee
Nanjing Tech University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nanjing Tech University filed Critical Nanjing Tech University
Priority to CN202110952920.3A priority Critical patent/CN113650322A/zh
Publication of CN113650322A publication Critical patent/CN113650322A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/04Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B29C70/28Shaping operations therefor
    • B29C70/40Shaping or impregnating by compression not applied
    • B29C70/42Shaping or impregnating by compression not applied for producing articles of definite length, i.e. discrete articles
    • B29C70/44Shaping or impregnating by compression not applied for producing articles of definite length, i.e. discrete articles using isostatic pressure, e.g. pressure difference-moulding, vacuum bag-moulding, autoclave-moulding or expanding rubber-moulding
    • B29C70/443Shaping or impregnating by compression not applied for producing articles of definite length, i.e. discrete articles using isostatic pressure, e.g. pressure difference-moulding, vacuum bag-moulding, autoclave-moulding or expanding rubber-moulding and impregnating by vacuum or injection
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/04Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B29C70/28Shaping operations therefor
    • B29C70/54Component parts, details or accessories; Auxiliary operations, e.g. feeding or storage of prepregs or SMC after impregnation or during ageing
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/04Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B29C70/28Shaping operations therefor
    • B29C70/54Component parts, details or accessories; Auxiliary operations, e.g. feeding or storage of prepregs or SMC after impregnation or during ageing
    • B29C70/545Perforating, cutting or machining during or after moulding
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29LINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
    • B29L2031/00Other particular articles
    • B29L2031/30Vehicles, e.g. ships or aircraft, or body parts thereof

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Casting Or Compression Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
  • Moulding By Coating Moulds (AREA)

Abstract

本发明公开了一种列车转向架摇枕碳纤维安全吊结构一体成型装置,该安全吊本体使用碳纤维增强复合材料,呈U形槽状结构,采用碳纤维预浸料铺层结构。安全吊两端分别设置有两个连接孔,内有金属衬套,通过螺栓连接到转向架。所述安全吊的宽度方向与轮轴轴向方向相同,安全吊整体厚度为8mm,采用大克重碳纤维预浸料,大幅提高了铺贴效率,降低了生产成本。本发明采用开孔工具对铺贴后的预浸料层合结构进行整体开孔,省去了对预浸料片状料逐层开孔和定位,采用真空辅助热压成型工艺,热压设备可以同时放入多套模具,大幅提高了生产效率。

Description

一种列车转向架摇枕碳纤维安全吊结构一体成型装置
技术领域
本发明涉及铁路车辆的悬架技术领域,具体涉及一种用于列车转向架摇枕安全吊制备的碳纤维结构一体成型装置。
背景技术
目前金属材料制造的传统结构列车在提高速度和载重的同时,振动、冲击、阻力、噪音问题的解决难度不断加大。并且在应对诸如高原、沙漠、高温、高寒及高海拔等复杂多变的服役环境时,现有材料显得越来越力不从心。
列车摇枕安全吊是用来防止列车在运行过程中摇枕托梁脱落时起保护作用的重要保护装置,主要由安全吊座和安全吊组成。安全吊座与转向架通过焊接固定,安全吊通过螺栓固定于安全吊座上,实现固定连接。在列车运行过程中,尤其当线路状况不佳的情况下,由于轮轨相互作用产生较大的纵向振动,安全吊座承受较大的纵向交变动应力。在循环载荷作用下,安全吊座处产生裂纹源,逐渐扩展,在不足理论寿命的情况下发生断裂。断裂后的安全吊座脱落在轨道上,存在巨大安全隐患,有可能导致列车脱轨甚至颠覆。
从20世纪60年代起,轨道交通运输行业对轨道客车的安全性、舒适性、绿色节能性提出了新的要求,英国、日本、德国尝试将纤维复合材料应用于列车的结构件与非结构件上,取得了一定的进展。由于纤维复合材料的高比强度与刚度、隔热、耐疲劳、阻燃、耐腐蚀、可设计性强等优点,在轨道交通领域具有很大的潜在市场和发展前景。
据此,为解决金属安全吊在某些路况下使用寿命较低,容易出现断裂的问题,提出了一种用于列车转向架摇枕安全吊制备的碳纤维结构一体成型方法。安全吊两端分别设置有两个连接孔,内有金属衬套,通过螺栓连接到转向架。衬套外侧圆周面加工有螺纹,使预浸料上的纤维和树脂充分地嵌入螺纹凹槽,保证连接强度。完成金属衬套安装后,通过上下模具贴合,将预浸料定型,用吸胶毡、真空袋膜、密封胶完成抽真空工序后,整体推入热压设备,在指定气压作用下,按规定的加热工艺曲线进行加热,至完成产品一体制备。
发明内容
本发明目的在于克服现有技术不足,提出一种列车转向架摇枕碳纤维安全吊结构一体成型装置,在降低安全吊重量的同时,提高了强度、刚度和使用寿命。
本发明解决其技术问题所采取的技术方案是:一种列车转向架摇枕碳纤维安全吊结构一体成型装置,该装置的安全吊本体使用碳纤维增强复合材料,呈U形槽状结构,采用碳纤维预浸料铺层结构。安全吊两端分别设置有两个连接孔,内有金属衬套,通过螺栓连接到转向架。所述安全吊的宽度方向与轮轴轴向方向相同,安全吊整体厚度为8mm。
作为优选,本发明安全吊两端的连接孔内装有金属衬套,其尺寸符合要求;
金属衬套外侧圆周面加工有螺纹,能使预浸料上的纤维和树脂充分地嵌入螺纹凹槽,保证衬套和安全吊碳纤维本体之间有较高的连接强度;
衬套外侧周面做防腐涂层处理;
作为优选,本发明选用大克重单向碳纤维环氧树脂预浸料,提高铺层作业效率;
作为优选,本发明采用特殊的铺层结构设计,包括绝大部分的0度层和局部90度层,大幅提高预浸料利用率,同时保证结构强度;
根据安全吊外形设计成特定形状的片状预浸料裁切图纸。根据设计图纸,通过数控裁床将碳纤维预浸料裁切成特定形状的片状预浸料,依据具体铺层设计要求,逐步将预浸料铺贴在金属模具上,至规定厚度。
作为优选,本发明在固化前,用直径28mm的开孔工具对铺贴后的预浸料结构进行开孔,开孔位置通过金属下模具上的孔确定;
作为优选,本发明用特制的凸台和孔套工装将金属衬套装入预浸料开孔处,以保证衬套上下端面与碳纤维表面有0.3-0.5mm的间距。
作为优选,本发明采用真空辅助热压成型工艺,碳纤维预浸料完成金属衬套安装后,将上模具盖在预浸料上面,用吸胶毡、真空袋膜、密封胶完成抽真空工序。真空状态检查完毕后,整体推入热压设备,在指定气压作用下,按规定的加热工艺曲线进行加热,至完成产品一体制备。热压设备可以同时放入多套模具,大幅提高了生产效率。
有益技术:
1、本发明采用大克重碳纤维预浸料,大幅提高了铺贴效率,降低了生产成本。
2、本发明采用周面带有螺纹的金属衬套,降低了衬套安装难度,同时使预浸料上的纤维和树脂充分地嵌入螺纹凹槽,保证连接强度。
3、本发明采用开孔工具对铺贴后的预浸料层合结构进行整体开孔,省去了对预浸料片状料逐层开孔和定位,提高了效率。
4、本发明采用真空辅助热压成型工艺,热压设备可以同时放入多套模具,大幅提高了生产效率。
附图说明
图1为现有列车安全吊安装位置示意图。
标识说明:1-转向架构架;2-安全吊;3-安全吊座。
图2为安全吊结构图。
标识说明:2-安全吊;4-金属衬套。
图3为金属衬套结构图。
图4为凸台结构图。
图5为孔套结构图。
图6为金属衬套安装示意图。
标识说明:4-金属衬套;5-孔套;6-凸台;7-上模具;8-碳纤维预浸料;9-下模具。
图7为铺层设计图。
图8为热压成型工艺真空袋封装示意图。
标识说明:7-上模具;8-碳纤维预浸料;9-下模具;10-脱模布;11-保压板;12-吸胶毡;13-真空袋膜;14-密封胶。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细的详细说明。
如图1-8所示,本发明提出了一种用于列车转向架摇枕安全吊制备的碳纤维结构一体成型装置,该装置的安全吊本体2为碳纤维增强复合材料,采用碳纤维预浸料铺层结构。安全吊两端分别设置有两个连接孔,内有金属衬套4,通过螺栓连接到转向架。
碳纤维安全吊本体2采用大克重碳纤维与环氧树脂复合而成的单向预浸料。根据安全吊外形设计成特定形状的片状预浸料裁切图纸。通过数控裁床裁切碳纤维预浸料片状料,然后严格依据具体铺层设计要求,逐步将预浸料铺贴在金属模具上,累积至规定厚度。
金属衬套尺寸符合要求,且在衬套外侧圆周面加工有螺纹,使预浸料上的纤维和树脂充分地嵌入螺纹凹槽。衬套外侧周面做防腐涂层处理。根据要求,成型后碳纤维安全吊的厚度要比金属衬套厚度大1mm左右。
本发明通过模具上的孔定位碳纤维预浸料开孔位置,用直径28mm的开孔工具对铺贴后的预浸料层合结构进行开孔。然后,用特制的孔套(图4所示)和凸台(图5所示)定位工装将金属衬套装入预浸料开孔处,以保证衬套上下端面与碳纤维表面的间距(图6)。
本发明将安装好金属衬套的碳纤维预浸料通过真空辅助热压成型工艺完成一体成型(图7所示)。将上模具盖在预浸料上面,用吸胶毡、真空袋膜、密封胶完成抽真空工序。随后,整体推入热压设备,在指定气压作用下,按规定的加热工艺曲线进行加热,至完成产品一体制备。
需要说明的是,以上具体实施方式的描述并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种列车转向架摇枕碳纤维安全吊结构一体成型装置,其特征在于:安全吊本体使用碳纤维增强复合材料,呈U形槽状结构,采用碳纤维预浸料铺层结构,安全吊两端分别设置有两个连接孔,内有金属衬套,通过螺栓连接到转向架,所述安全吊的宽度方向与轮轴轴向方向相同,安全吊整体厚度为8mm。
2.根据权利要求1所述的一种列车转向架摇枕碳纤维安全吊结构一体成型装置,其特征在于:采用碳纤维与环氧树脂复合的大克重单向预浸料,采用特殊的铺层结构设计,根据安全吊外形设计成特定形状的片状预浸料裁切图纸,根据设计图纸,通过数控裁床裁切碳纤维预浸料片状料,然后严格依据具体铺层设计要求,逐步将预浸料铺贴在金属模具上,累积至规定厚度。
3.根据权利要求1所述的一种列车转向架摇枕碳纤维安全吊结构一体成型装置,其特征在于:安全吊两端的连接孔内装有金属衬套,金属衬套尺寸符合要求,且在衬套外侧圆周面加工有螺纹,使预浸料上的纤维和树脂充分地嵌入螺纹凹槽,根据要求,成型后碳纤维安全吊的厚度要比金属衬套厚度大1mm,同时,衬套外侧周面做防腐涂层处理。
4.根据权利要求1所述的一种列车转向架摇枕碳纤维安全吊结构一体成型装置,其特征在于:通过模具上的孔定位碳纤维预浸料开孔位置,用直径28mm的开孔工具对铺贴后的预浸料层合结构进行开孔,然后,用特制的凸台和孔套定位工装将金属衬套装入预浸料开孔处,以保证衬套上下端面与碳纤维表面的间距。
5.根据权利要求1所述的一种列车转向架摇枕碳纤维安全吊结构一体成型装置,其特征在于:将安装好金属衬套的碳纤维预浸料通过真空辅助热压成型工艺完成一体成型,碳纤维预浸料完成金属衬套安装后,将上模具盖在预浸料上面,用吸胶毡、真空袋膜、密封胶完成抽真空工序,真空状态检查完毕后,整体推入热压设备,在指定气压作用下,按规定的加热工艺曲线进行加热,至完成产品一体制备。
CN202110952920.3A 2021-08-19 2021-08-19 一种列车转向架摇枕碳纤维安全吊结构一体成型装置 Pending CN113650322A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110952920.3A CN113650322A (zh) 2021-08-19 2021-08-19 一种列车转向架摇枕碳纤维安全吊结构一体成型装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110952920.3A CN113650322A (zh) 2021-08-19 2021-08-19 一种列车转向架摇枕碳纤维安全吊结构一体成型装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN113650322A true CN113650322A (zh) 2021-11-16

Family

ID=78492289

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110952920.3A Pending CN113650322A (zh) 2021-08-19 2021-08-19 一种列车转向架摇枕碳纤维安全吊结构一体成型装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113650322A (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114368167A (zh) * 2021-12-16 2022-04-19 连云港神鹰复合材料科技有限公司 一种一体成型碳纤维轮对提吊的制备方法
CN116423870A (zh) * 2023-06-13 2023-07-14 北京爱思达航天科技有限公司 一种制动吊座的成型模具及方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100275724A1 (en) * 2009-04-29 2010-11-04 Race Face Components Inc. Insert for bicycle crank arm
CN102166824A (zh) * 2010-12-29 2011-08-31 江西昌河航空工业有限公司 一种复合材料金属镶嵌件定位方法
CN106945308A (zh) * 2017-04-21 2017-07-14 陕西飞机工业(集团)有限公司 一种嵌件成型品的真空辅助渗透成型工艺方法
CN107891631A (zh) * 2017-11-23 2018-04-10 航天材料及工艺研究所 一种复合材料交织结构及其铺层方法
CN109483918A (zh) * 2018-10-10 2019-03-19 迪皮埃复材构件(太仓)有限公司 一种定位及固定复合材料用金属预埋件的工艺方法
CN110588897A (zh) * 2019-11-01 2019-12-20 连云港神鹰复合材料科技有限公司 一种一体成型碳纤维转向架摇枕安全吊的制备方法
CN112810421A (zh) * 2020-12-31 2021-05-18 上海晋飞碳纤科技股份有限公司 一种轨道交通碳纤维复合材料车下外罩和制造方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100275724A1 (en) * 2009-04-29 2010-11-04 Race Face Components Inc. Insert for bicycle crank arm
CN102166824A (zh) * 2010-12-29 2011-08-31 江西昌河航空工业有限公司 一种复合材料金属镶嵌件定位方法
CN106945308A (zh) * 2017-04-21 2017-07-14 陕西飞机工业(集团)有限公司 一种嵌件成型品的真空辅助渗透成型工艺方法
CN107891631A (zh) * 2017-11-23 2018-04-10 航天材料及工艺研究所 一种复合材料交织结构及其铺层方法
CN109483918A (zh) * 2018-10-10 2019-03-19 迪皮埃复材构件(太仓)有限公司 一种定位及固定复合材料用金属预埋件的工艺方法
CN110588897A (zh) * 2019-11-01 2019-12-20 连云港神鹰复合材料科技有限公司 一种一体成型碳纤维转向架摇枕安全吊的制备方法
CN112810421A (zh) * 2020-12-31 2021-05-18 上海晋飞碳纤科技股份有限公司 一种轨道交通碳纤维复合材料车下外罩和制造方法

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114368167A (zh) * 2021-12-16 2022-04-19 连云港神鹰复合材料科技有限公司 一种一体成型碳纤维轮对提吊的制备方法
CN114368167B (zh) * 2021-12-16 2024-05-07 连云港神鹰复合材料科技有限公司 一种一体成型碳纤维轮对提吊的制备方法
CN116423870A (zh) * 2023-06-13 2023-07-14 北京爱思达航天科技有限公司 一种制动吊座的成型模具及方法
CN116423870B (zh) * 2023-06-13 2023-08-11 北京爱思达航天科技有限公司 一种制动吊座的成型模具及方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN113650322A (zh) 一种列车转向架摇枕碳纤维安全吊结构一体成型装置
CN104554290B (zh) 一种四对轮结构的跨座式单轨作业车
CN104554323B (zh) 一种两对轮结构的跨座式单轨作业车
US20210207670A1 (en) Brake disc and manufacturing method thereof
CN204432660U (zh) 一种四对轮结构的跨座式单轨作业车
JP2010523363A (ja) 繊維強化中空体の製造方法およびその方法を用いて形成された製品
US20190389494A1 (en) Car body for a rail vehicle
CN204341079U (zh) 一种两对轮结构的跨座式单轨作业车
CN203372249U (zh) 大轴重轨道车辆转向架
CN101850694A (zh) 碳纤维车圈及其制造方法
CN112810421A (zh) 一种轨道交通碳纤维复合材料车下外罩和制造方法
CN106476828B (zh) 一种轨道车辆用3d织物地板安装方法、3d织物地板及其制作方法
JP2020506847A (ja) 車体ルーフ部のルーフセグメント
CN113043628B (zh) 一种超混杂复杂薄壁结构及其制备方法
CN207683645U (zh) 履带车辆复合托带轮
CN114368167A (zh) 一种一体成型碳纤维轮对提吊的制备方法
CN107642574B (zh) 一种frp复合材料主副簧总成
CN201998926U (zh) 一种车顶隔音垫-顶盖加强梁
CN115958820A (zh) 一种重卡用轻量化复合材料汽车导向臂
CN113696509B (zh) 一种超混杂面板/三维编织中空夹层复合材料的一体化成型方法
CN108068540A (zh) 一种碳纤维汽车轮毂结构
CN210454020U (zh) 纤维/金属层合板复合材料的飞机地板
CN207848266U (zh) 一种铁路客车列车锻造铝合金陶瓷制动盘
CN207943786U (zh) 一种轧钢车间行车梁的固定结构
CN217029764U (zh) 一种砖砌型增韧结构玻璃纤维板簧

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20211116