CN211530882U - 一种碳纤维复合材料电机支架 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种碳纤维复合材料电机支架，由碳纤维复合材料一体成型设计，包括固定板、底板、过渡板、若干腹板，所述若干个腹板一端在底板上，另一端在固定板或者过渡板上，底板、腹板与固定板构成中空腔，底板、腹板与过渡板构成中空腔，固定板和底板上设有安装孔，本实用新型提供的一种碳纤维复合材料电机支架，采用“腔式”构型设计，在最优铺层调整下，结构整体刚度大于原始结构，加之采用碳纤维复合材料，采用一体成型设计，抗疲劳、耐腐蚀性能优于金属结构，增加了支架使用寿命，突破减重瓶颈，较原铝合金结构减重35%‑40%，并且其结构形式简单，一体化成型，制造周期短，效率高。

Description

一种碳纤维复合材料电机支架

技术领域

本实用新型属于复合材料应用领域，涉及一种轻量化抗疲劳电机支架，具体是一种碳纤维复合材料电机支架。

背景技术

电机支架是航海船舶中用于安装电机和减速器的重要装备，其自身安装在装备回转部分上。在船舶运行过程中，结构件需要满足复杂的疲劳载荷和海洋环境要求。现有的结构采用的铝合金材料，在长期疲劳载荷作用下容易断裂，影响结构使用寿命。

具有高比强度、高比模量和耐腐蚀、抗疲劳等优点的碳纤维复合材料在航空航天、轨道交通等领域已得到了广泛的应用。因此以实现轻量化和增加使用寿命为目标，有必要开发一种碳纤维复合材料电机支架。

实用新型内容

为了解决上述问题，本实用新型提供了一种碳纤维复合材料电机支架，采用碳纤维复合材料一体成型设计，在满足刚度强度需求的情况下实现结构轻量化，具体技术方案如下：

一种碳纤维复合材料电机支架，由碳纤维复合材料一体成型设计，包括固定板、底板、过渡板、若干腹板，所述若干个腹板一端在底板上，另一端在固定板或者过渡板上，底板、腹板与固定板构成中空腔，底板、腹板与过渡板构成中空腔，固定板和底板上设有安装孔。

在保留外部安装孔的前提下，采用碳纤维复合材料一体化设计成“腔形”结构，固定板上的固定用安装孔，用于将支架固定于装备回转结构上，底板上的底板连接孔用于连接电机和减速箱。

进一步的改进在于：所述腹板包括长腹板和短腹板，长腹板一端在底板上，另一端在固定板上，构成中空腔，短腹板一端在底板上，另一端在过渡板上，构成中空腔。

在使用过程中，由于电机和减速器的重量负荷，支架要承受竖向和横向的加速度载荷，所以设计平行竖直长腹板提供竖向刚度，过渡板倾斜设计以减少结构所占空间及减轻结构重量，竖直短腹板提供后侧连接减速箱的垂向刚度，竖向和横向固定板连接之后，结构整体的横向和竖向稳定性较高。

进一步的改进在于：所述固定板、底板、过渡板、腹板内有腔体内包层，不同板之间的内包层之间设有填充件。

本实用新型的有益效果：本实用新型提供的一种碳纤维复合材料电机支架，采用“腔式”构型设计，在最优铺层调整下，结构整体刚度大于原始结构，加之采用碳纤维复合材料，采用一体成型设计，抗疲劳、耐腐蚀性能优于金属结构，增加了支架使用寿命，突破减重瓶颈，较原铝合金结构减重35%-40%，并且其结构形式简单，一体化成型，制造周期短，效率高。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图；

图2为本实用新型结构截面铺层示意图。

具体实施方式

为了加深对本实用新型的理解，下面将结合附图和实施例对本实用新型做进一步详细描述，该实施例仅用于解释本实用新型，并不对保护范围构成限定。

实施例1

一种碳纤维复合材料电机支架，如图1所示，由碳纤维复合材料一体成型设计，包括固定板1、底板3、过渡板2、两个长腹板4和一个短腹板5，固定板1上设有固定用安装孔8，固定板1一端连接到底板3上，另一端连接过渡板2，过渡板2倾斜向下另一端也连接到底板3上，这样可以减少结构所占的空间，就构成一个大的“腔形”结构，在底板3和固定板1之间设置两个平行竖直长腹板4，这样可以提供竖向刚度，在底板3和过渡板2之间设置一个竖直短腹板5，提供后侧连接减速箱的竖向刚度；支架的左端用于连接电机，右端用于连接减速箱，底板3左侧设有电机安装孔6，底板3右侧设有减速器安装孔7。

按照上述结构，复合材料成型铺层方式如图2所示，在芯模上铺制腔体内包层，有四件腔体内包层9，用填充件11填充缝隙，在四件内包层预制体上制备结构整体外包层预制体10，最后合模固化。

本实施例中采用碳纤维复合材料制备，突破减重瓶颈，较原铝合金结构明显减重；采用“腔式”构型设计，在最优铺层调整下，结构整体刚度大于原始结构；复合材料一体成型结构，抗疲劳、耐腐蚀性能优于金属结构，增加了支架使用寿命；结构形式简单，一体成型，制造周期短，效率高。

实施例2

按照实施例1中的结构，材料选用全碳纤维织物制备，固定板厚度14mm，底板厚度16mm，过渡板和腹板厚度12mm，与相同规格的铝合金结构件相比较，按照形相同载荷计算得到该支架的结构整体变形量为0.82mm，铝合金结构件的最大变形量为0.95mm，相比较而言，刚度更强，重量减重38.5%。

该实施例选择一种材料一体化生产。

实施例3

按照实施例1中的结构，材料选用碳纤维织物和碳纤维零度单向带混合铺层制备，固定板厚度14mm，两种材料比例3:1；底板厚度18mm，两种材料比例2:1；过渡板和腹板厚度10mm，两种材料比例4:1；与相同规格的铝合金结构件相比较，按照相同载荷计算得到，该支架的结构整体变形量为0.63mm，结构减重38.5%。

该实施例，针对该结构可以采用不同的复合材料组合设计，进行一体化生产。

由于采用RTM一体化成型工艺方案，其制造周期明显缩短，生产效率得到了很大的提高；部件之间的连接是一体化成型，可以避免金属结构焊接造成的疲劳性差的缺点，并且利用碳纤维复合材料，延长了其在更加复杂环境和疲劳载荷下的使用寿命。

Claims (4)

1.一种碳纤维复合材料电机支架，其特征在于：由碳纤维复合材料一体成型设计，包括固定板、底板、过渡板、若干腹板，若干个所述腹板一端在底板上，另一端在固定板或者过渡板上，底板、腹板与固定板构成中空腔，底板、腹板与过渡板构成中空腔，固定板和底板上设有安装孔。

2.根据权利要求1所述的一种碳纤维复合材料电机支架，其特征在于：所述腹板包括长腹板和短腹板，长腹板一端在底板上，另一端在固定板上，构成中空腔，短腹板一端在底板上，另一端在过渡板上，构成中空腔。

3.根据权利要求1所述的一种碳纤维复合材料电机支架，其特征在于：所述固定板、底板、过渡板、腹板内有腔体内包层，不同板之间的内包层之间设有填充件。

4.根据权利要求1所述的一种碳纤维复合材料电机支架，其特征在于：所述固定板厚度为12mm-16mm，底板板厚度为14mm-20mm，过渡板和腹板厚度为10mm-16mm。

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