CN216371845U - 环形试件制备工装 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种环形试件制备工装，包括：成环部，成环部包括至少一个第一圆环部，第一圆环部由多个弧形件连接组成，任意相邻两个弧形件可拆卸的连接在一起，多个弧形件的外侧面连接组成第一圆环部的圆周面；转接部，转接部可转动地设置，转接部为两个，两个转接部分别和成环部的两侧连接。采用该方案，将第一圆环部设计成由多个弧形件连接组成的可拆卸组件，在环形试件成环之后，可以通过将第一圆环部的多个弧形件分离来将每个弧形件上的环形试件进行分块拆卸，解决了现有技术中环形试件工装中的环形试件由于自身张力原因紧固在第一圆环部上不可拆卸的情况，提高了工装效率。

Description

环形试件制备工装

技术领域

本实用新型涉及纤维复合材料试件制备技术领域，具体而言，涉及一种环形试件制备工装。

背景技术

环形试件(也称NOL环)由纤维复合材料制成，纤维复合材料为碳纤维复合材料、树脂基纤维复合材料等，为了探究形成环形试件的纤维复合材料性能，通常采用环形试件制备工装来制作环形试件。现有技术中的环形试件制备工装由两个转接部和一个成环部组成，成环部具有圆环部，环形试件缠绕在圆环部的圆周面制备。

传统环形试件制备工装的环形试件圆环部为整体结构，在环形试件成型后，由于张力的原因，固化后的环形试件很难从成环部上拆卸下来。

实用新型内容

本实用新型提供了一种环形试件制备工装，以解决现有技术中环形试件从工装上拆卸困难的问题。

为了解决上述问题，本实用新型提供了一种环形试件制备工装，包括：成环部，成环部包括至少一个第一圆环部，第一圆环部由多个弧形件连接组成，任意相邻两个弧形件可拆卸的连接在一起，多个弧形件的外侧面连接组成第一圆环部的圆周面；转接部，转接部可转动地设置，转接部为两个，两个转接部分别和成环部的两侧连接。

进一步地，成环部还包括第二圆环部，第二圆环部和第一圆环部可拆卸连接，第二圆环部的外径大于第一圆环部的外径。

进一步地，第一圆环部为多个，第二圆环部为多个，相邻两个第一圆环部之间夹设一个第二圆环部，相邻两个第二圆环部之间夹设一个第一圆环部。

进一步地，第二圆环部包括第一圆板和分布在第一圆板两个相对侧面的多个第一弧形凸起，弧形件的两个相对侧面均具有弧形槽；其中，第一圆板一侧的多个第一弧形凸起一一对应地卡入与该侧相对的第一圆环部的一侧的多个弧形槽内。

进一步地，第一圆环部的轴线和第二圆环部的轴线重合设置，第一弧形凸起外侧面和弧形件的外侧面平齐；其中，第一圆环部和相邻的两个第二圆环部之间的空间形成一个环形试件成型区域。

进一步地，转接部包括相互连接的转接轴和第三圆环部，第三圆环部和成环部外侧的第一圆环部可拆卸连接，第三圆环部的外径大于第一圆环部的外径。

进一步地，第三圆环部包括第二圆板和分布在第二圆板一侧的多个第二弧形凸起，弧形件的两个相对侧面均具有弧形槽；多个第二弧形凸起一一对应地卡入成环部外侧的第一圆环部的多个弧形槽内；第二弧形凸起外侧面和弧形件的外侧面平齐。

进一步地，成环部还包括第二圆环部，第二圆环部和第一圆环部可拆卸连接，第二圆环部的外径大于第一圆环部的外径；依次相邻的第三圆环部、第一圆环部和第二圆环部之间的空间形成一个环形试件成型区域。

进一步地，转接部还包括第一连接板和第二连接板，第一连接板和转接轴固定连接，第二连接板和第三圆环部固定连接；环形试件制备工装还包括第一紧固件，第一连接板和第二连接板通过第一紧固件可拆卸连接。

进一步地，第一圆环部具有多个第一连接孔，第二圆环部具有多个第二连接孔，转接部具有多个第三连接孔，多个第一连接孔和多个第二连接孔一一对应设置，多个第三连接孔和多个第二连接孔一一对应；环形试件制备工装还包括多个第二紧固件，第二紧固件穿过对应第一连接孔、第二连接孔和第三连接孔，以连接成环部和转接部。

应用本实用新型的技术方案，提供了一种环形试件制备工装，包括：成环部，成环部包括至少一个第一圆环部，第一圆环部由多个弧形件连接组成，任意相邻两个弧形件可拆卸的连接在一起，多个弧形件的外侧面连接组成第一圆环部的圆周面；转接部，转接部可转动地设置，转接部为两个，两个转接部分别和成环部的两侧连接。采用该方案，通过转接部带动成环部转动，从而将纤维复合材料缠绕在成环部上形成环形试件。将第一圆环部设计成由多个弧形件连接组成的可拆卸组件，在环形试件成环之后，可以通过将第一圆环部的多个弧形件分离来将每个弧形件上的环形试件进行分块拆卸，解决了现有技术中环形试件工装中的环形试件由于自身张力原因紧固在第一圆环部上不易拆卸的情况，提高了工装效率。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1示出了本实用新型的实施例提供的环形试件制备工装的结构示意图；

图2示出了图1的剖视图；

图3示出了图2中A所选位置的放大图；

图4示出了图1中的第一圆环部的结构示意图；

图5示出了图1中的第二圆环部的结构示意图；

图6示出了图5的俯视图；

图7示出了图1中的第三圆环部和第二连接板的连接示意图；

图8示出了图1的局部放大图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、成环部；11、第一圆环部；111、弧形件；112、弧形槽；113、第一连接孔；12、第二圆环部；121、第一圆板；122、第一弧形凸起；123、第二连接孔；20、转接部；21、转接轴；22、第三圆环部；221、第二圆板；222、第二弧形凸起；23、第一连接板；24、第二连接板；25、第三连接孔；30、环形试件成型区域；41、第一紧固件；42、第二紧固件。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本实用新型及其应用或使用的任何限制。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1至图8所示，本实用新型的实施例提供了一种环形试件制备工装，包括：成环部10，成环部10包括至少一个第一圆环部11，第一圆环部11由多个弧形件111连接组成，任意相邻两个弧形件111可拆卸的连接在一起，多个弧形件111的外侧面连接组成第一圆环部11的圆周面；转接部20，转接部20可转动地设置，转接部20为两个，两个转接部20分别和成环部10的两侧连接。

在本实施例中，通过转接部20带动成环部10转动，从而将纤维复合材料缠绕在成环部10上形成环形试件。将第一圆环部11设计成由多个弧形件111连接组成的可拆卸组件，在环形试件成环之后，可以通过将第一圆环部11的多个弧形件111分离，来将每个弧形件111上的环形试件进行分块拆卸，解决了现有技术中环形试件工装中的环形试件由于自身张力原因紧固在第一圆环部11上不易拆卸的情况，提高了工装效率。

具体地，转接部20的轴线和成环部10的轴线重合，避免成环部10围绕转接部20偏心旋转的情况，使环形试件制备工装更稳定，更易于加工环形试件。

具体地，本实施例中的环形试件采用碳纤维复合材料制成，应用于存储氢气的气瓶，使得气瓶成本更低、储氢密度更高。

如图2和图3所示，成环部10还包括第二圆环部12，第二圆环部12和第一圆环部11可拆卸连接，第二圆环部12的外径大于第一圆环部11的外径。这样设置，通过设置第二圆环部12，使相邻的第二圆环部12和第一圆环部11连接后出现台阶，便于确定环形试件成型位置，并且，通过第二圆环部12实现了第一圆环部11内多个弧形件111的连接。

进一步地，第一圆环部11为多个，第二圆环部12为多个，相邻两个第一圆环部11之间夹设一个第二圆环部12，相邻两个第二圆环部12之间夹设一个第一圆环部11。这样设置，多个第一圆环部11和多个第二圆环部12交替连接，使得环形试件制备工装能够同时制备多个环形试件，提高了制备效率。

具体地，第一圆环部11的数量为N1，第二圆环部12的数量为N2，|N1-N2|＝1。当N1＞N2时，两个转接部20分别和成环部10两侧的第一圆环部11连接；当N1＜N2时，两个转接部20分别和成环部10两侧的第二圆环部12连接。

如图5和图6所示，第二圆环部12包括第一圆板121和分布在第一圆板121两个相对侧面的多个第一弧形凸起122，弧形件111的两个相对侧面均具有弧形槽112；其中，第一圆板121一侧的多个第一弧形凸起122一一对应地卡入与该侧相对的第一圆环部11的一侧的多个弧形槽112内。这样设置，通过设置第一弧形凸起122和弧形槽112来保证第一圆环部11和第二圆环部12之间的连接，防止第一圆环部11和第二圆环部12连接后出现相对移动的情况，保证第一圆环部11和第二圆环部12连接的可靠性。并且，相邻两个弧形槽112和位于两个弧形槽112之间的第一弧形凸起122限位配合，进一步对弧形件111在第二圆环部12上的位置进行了限制，进一步提高了连接的可靠性。具体地，任意两个弧形槽112的弧度和深度均相同，弧形槽112的弧度弧形件111的弧度相同，弧形件111的弧度和第一弧形凸起122的弧度相同。

具体地，弧形件111上的弧形槽112避让相邻两弧形件111的连接位置设置，第一弧形凸起122避让相邻两弧形件111的连接位置设置。这样设置，保证了第一圆环部11和第二圆环部12连接后不会发生相对转动，保证环形试件成环过程中第一圆环部11和第二圆环部12共同转动的可靠性。

进一步地，第一圆环部11的轴线和第二圆环部12的轴线重合设置，第一弧形凸起122外侧面和弧形件111的外侧面平齐；其中，第一圆环部11和相邻的两个第二圆环部12之间的空间形成一个环形试件成型区域30。

在本实施例中，第一圆环部11和第二圆环部12同轴设置，保证了在环形试件成环过程中第一圆环部11和第二圆环部12不会发生偏心转动，保证环形试件制备工装的可靠性。第一弧形凸起122外侧面和弧形件111的外侧面平齐，保证了成环的完整性，防止环形试件成环形状不规则。

具体地，第一弧形凸起122的内侧面和弧形槽112的内侧面配合，环形试件成型区域30由弧形件111外露的外侧面、相邻两个第一弧形凸起122的外侧面以及相邻两个第二圆环部12的相对的且位于第一弧形凸起122远离第二圆环部12轴线的平面组成，这样设置，能够保证在成环结束后，缠绕在第一圆环部11上的环形试件能够凸出第一圆环部11边沿，在拆卸时可以用手或其他工具夹持，拆卸更为方便。可以理解的是，弧形槽112内的表面不属于弧形件111的外侧面。

具体地，这样设置也便于对环形试件的裁剪，由于现有技术中用于缠绕的环形试件材料具有一定宽度，在缠绕时往往需要对环形试件进行裁剪，通过将第一圆环部11外露边沿的长度L1调整为想要的环形试件宽度，将第一弧形凸起122的凸起高度L2调整为需要裁剪的长度，例如：现有技术中的缠绕环形试件材料的宽度为5mm，需要制备宽度为6mm的环形试件，将L1设置为6mm，将第一弧形凸起122的凸起高度L2设置为2mm，即环形试件成型区域30的长度等于L2+L1+L2＝10mm，L1位置为凸出部分，在拆卸时可以直接沿弧形槽112边沿裁剪，裁剪方便准确。

具体地，第一弧形凸起122的外侧面即为第一弧形凸起122在第二圆环部12轴线截面上且径向尺寸最大的圆弧所形成的弧面。在第二圆环部12的径向截面上，第一弧形凸起122为矩形结构，第一弧形凸起122的凸起高度和弧形槽112的凹陷深度相同。

如图8所示，转接部20包括相互连接的转接轴21和第三圆环部22，第三圆环部22和成环部10外侧的第一圆环部11可拆卸连接，第三圆环部22的外径大于第一圆环部11的外径。这样设置，通过设置第三圆环部22，在第一圆环部和相邻的第三圆环部22之间连接后形成台阶，便于确定环形试件成型位置。

如图7所示，第三圆环部22包括第二圆板221和分布在第二圆板221一侧的多个第二弧形凸起222，弧形件111的两个相对侧面均具有弧形槽112；多个第二弧形凸起222一一对应地卡入成环部10外侧的第一圆环部11的多个弧形槽112内；第二弧形凸起222外侧面和弧形件111的外侧面平齐。这样设置，通过设置第二弧形凸起222和弧形槽112来保证第一圆环部11和第三圆环部22之间的连接，防止第一圆环部11和第三圆环部22连接后出现相对移动的情况，保证第一圆环部11和第三圆环部22连接的可靠性。第二弧形凸起222外侧面和弧形件111的外侧面平齐，保证了成环的完整性，防止环形试件成环形状不规则。

具体地，弧形件111上的弧形槽112避让相邻两弧形件111的连接位置设置，第二弧形凸起222避让相邻两弧形件111的连接位置设置。这样设置，保证了第一圆环部11和第三圆环部22连接后不会发生相对转动，保证环形试件成环过程中第一圆环部11和第三圆环部22共同转动的可靠性。

具体地，当转接部20包括第三圆环部22时，位于成环部10两个相对侧面的两个第三圆环部22分别和成环部10两个相对侧面的第一圆环部11连接，通过第三圆环部22上的第二弧形凸起222和第一圆环部11的弧形槽112连接进而连接第三圆环部22和第一圆环部11。其中，由于第三圆环部22上的第二弧形凸起222和第二圆环部12上的第一弧形凸起122相同且均相对于弧形槽112设置，所以第三圆环部22不能和第二圆环部12连接。进一步地，当转接部20不包括第三圆环部22时，成环部10两个相对侧面的转接部20可以和成环部10两个相对侧面的第一圆环部11和/或第二圆环部12连接，当转接部20包括第三圆环部22时，成环部10两个相对侧面的转接部20只能通过转接部20的第三圆环部22和成环部10的第一圆环部11连接。

进一步地，成环部10还包括第二圆环部12，第二圆环部12和第一圆环部11可拆卸连接，第二圆环部12的外径大于第一圆环部11的外径；依次相邻的第三圆环部22、第一圆环部11和第二圆环部12之间的空间形成一个环形试件成型区域30。

在本实施例中，由于转接部20的轴线和成环部10的轴线重合，所以第一圆环部11和第三圆环部22同轴设置，且第一圆环部11和第二圆环部12也同轴设置，保证了在环形试件成环过程中第一圆环部11、第二圆环部12和第三圆环部22不会发生偏心转动，保证环形试件制备工装的可靠性。第三圆环部22的外径大于第一圆环部11的外径，在本实施例中，通过设置第三圆环部22，使第三圆环部22和第一圆环部11连接后出现台阶，两个第三圆环部22和两个第三圆环部22之间的第一圆环部11连接后形成一个圆环凹槽，此圆环凹槽即为环形试件成型位置，这样设置，便于确定环形试件成型位置。具体地，第三圆环部22设置在成环部10的两侧，并与成环部10两侧的第一圆环部11连接。

具体地，当转接部20内包含第三圆环部22时，N1和N2的关系即为N1-N2＝1，N1≥1。当N1＝1时，成环部10仅包括一个第一圆环部11，第三圆环部22和第一圆环部11的两个相对侧面连接，此时的环形试件成型区域为由弧形件111外露的外侧面，相邻两个第二弧形凸起222的外侧面以及相邻两个第三圆环部22的相对的且位于第二弧形凸起222远离第三圆环部22轴线一侧的平面组成；当N1＞1时，成环部包括N1个第一圆环部11和N2个第二圆环部12，多个第三圆环部22和多个第一圆环部11交替设置，第三圆环部22和其两个相对侧面的两个第一圆环部11连接，或第一圆环部11和其两个相对侧面的两个第三圆环部22连接，此时的环形试件成型区域由两部分组成，第一部分由弧形件111外露的外侧面、相邻两个第一弧形凸起122的外侧面以及相邻两个第二圆环部12的相对的且位于第一弧形凸起122远离第二圆环部12轴线的平面组成；第二部分由弧形件111外露的外侧面、相邻的第一弧形凸起122和第二弧形凸起222的外侧面、相邻的第二圆环部12和第三圆环部22的相对的且分别位于第一弧形凸起122和第二弧形凸起222远离第一圆环部11轴线一侧的平面组成。

具体地，在第二圆环部12的径向截面上，第二弧形凸起222为矩形结构，第一弧形凸起122的凸起高度、第二弧形凸起222的凸起高度均和弧形槽112的凹陷深度相同，第一弧形凸起122的凸起高度和第二弧形凸起222的凸起高度分别为L2和L3，L2＝L3，整个成环部10上成型的环形试件的宽度相同。即：当L2＝L3时，环形试件成型区域30的长度等于L3+L1+L2＝L2+L1+L2。其中，L1和L3位置为凸出部分，在拆卸时可以直接沿弧形槽112边沿裁剪，裁剪方便准确。

具体地，第二弧形凸起222的外侧面即为在第三圆环部22轴线截面上、径向尺寸最大的圆弧所形成的弧面。

如图8所示，转接部20还包括第一连接板23和第二连接板24，第一连接板23和转接轴21固定连接，第二连接板24和第三圆环部22固定连接；环形试件制备工装还包括第一紧固件41，第一连接板23和第二连接板24通过第一紧固件41可拆卸连接。这样设置，通过第一连接板23和第二连接板24来实现转接轴21和第三圆环部22的连接，保证转接轴21和第三圆环部22连接的可靠性。

具体地，第一紧固件41可以为螺栓，第一连接板23上设置有第一螺纹孔，第二连接板24上设置有对应的第二螺纹孔，第一紧固件41穿过第一螺纹孔、第二螺纹孔并和第一螺纹孔、第二螺纹孔螺纹连接。通过螺栓的安装和拆卸，进而实现第一连接板23和第二连接板24的连接和分离。

可选地，第一连接板23和转接轴21为一体结构，或第一连接板23和转接轴21为分体结构但固定连接在一起，第二连接板24和第三圆环部22为一体结构，或第二连接板24和第三圆环部22为一体结构但固定连接在一起。

具体地，在本实施例中，第一连接板23和转接轴21为一体结构，第二连接板24和第三圆环部22为一体结构。转接轴21的一端具有台阶，台阶包括垂直于第三圆环部22的第一阶梯面和平行于第三圆环部22的第二阶梯面，第一连接板23设置在第一阶梯面凸出转接轴21两侧的径向方向上，第二连接板24设置在第三圆环部的远离第一圆环部的一端。

如图5至图8所示，第一圆环部11具有多个第一连接孔113，第二圆环部12具有多个第二连接孔123，转接部20具有多个第三连接孔25，多个第一连接孔113和多个第二连接孔123一一对应设置，多个第三连接孔25和多个第二连接孔123一一对应；环形试件制备工装还包括多个第二紧固件42，第二紧固件42穿过对应第一连接孔113、第二连接孔123和第三连接孔25，以连接成环部10和转接部20。这样设置，第一圆环部11、第二圆环部12和第三圆环部22通过第二紧固件42固定连接在一起，使成环部10能够随着转接部20的转动而转动，保证成环部10和转接部20的连接。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种环形试件制备工装，其特征在于，包括：

成环部(10)，所述成环部(10)包括至少一个第一圆环部(11)，所述第一圆环部(11)由多个弧形件(111)连接组成，任意相邻两个所述弧形件(111)可拆卸的连接在一起，多个所述弧形件(111)的外侧面连接组成所述第一圆环部(11)的圆周面；

转接部(20)，所述转接部(20)可转动地设置，所述转接部(20)为两个，两个所述转接部(20)分别和所述成环部(10)的两侧连接。

2.根据权利要求1所述的环形试件制备工装，其特征在于，

所述成环部(10)还包括第二圆环部(12)，所述第二圆环部(12)和所述第一圆环部(11)可拆卸连接，所述第二圆环部(12)的外径大于所述第一圆环部(11)的外径。

3.根据权利要求2所述的环形试件制备工装，其特征在于，所述第一圆环部(11)为多个，所述第二圆环部(12)为多个，相邻两个所述第一圆环部(11)之间夹设一个所述第二圆环部(12)，相邻两个所述第二圆环部(12)之间夹设一个所述第一圆环部(11)。

4.根据权利要求3所述的环形试件制备工装，其特征在于，

所述第二圆环部(12)包括第一圆板(121)和分布在所述第一圆板(121)两个相对侧面的多个第一弧形凸起(122)，所述弧形件(111)的两个相对侧面均具有弧形槽(112)；其中，所述第一圆板(121)一侧的多个第一弧形凸起(122)一一对应地卡入与该侧相对的所述第一圆环部(11)的一侧的多个所述弧形槽(112)内。

5.根据权利要求4所述的环形试件制备工装，其特征在于，

所述第一圆环部(11)的轴线和所述第二圆环部(12)的轴线重合设置，所述第一弧形凸起(122)外侧面和所述弧形件(111)的外侧面平齐；其中，所述第一圆环部(11)和相邻的两个所述第二圆环部(12)之间的空间形成一个环形试件成型区域(30)。

6.根据权利要求1所述的环形试件制备工装，其特征在于，所述转接部(20)包括相互连接的转接轴(21)和第三圆环部(22)，所述第三圆环部(22)和所述成环部(10)外侧的第一圆环部(11)可拆卸连接，所述第三圆环部(22)的外径大于所述第一圆环部(11)的外径。

7.根据权利要求6所述的环形试件制备工装，其特征在于，

所述第三圆环部(22)包括第二圆板(221)和分布在所述第二圆板(221)一侧的多个第二弧形凸起(222)，所述弧形件(111)的两个相对侧面均具有弧形槽(112)；多个所述第二弧形凸起(222)一一对应地卡入所述成环部(10)外侧的第一圆环部(11)的多个所述弧形槽(112)内；所述第二弧形凸起(222)外侧面和所述弧形件(111)的外侧面平齐。

8.根据权利要求6所述的环形试件制备工装，其特征在于，

所述成环部(10)还包括第二圆环部(12)，所述第二圆环部(12)和所述第一圆环部(11)可拆卸连接，所述第二圆环部(12)的外径大于所述第一圆环部(11)的外径；依次相邻的第三圆环部(22)、第一圆环部(11)和第二圆环部(12)之间的空间形成一个环形试件成型区域(30)。

9.根据权利要求6所述的环形试件制备工装，其特征在于，所述转接部(20)还包括第一连接板(23)和第二连接板(24)，所述第一连接板(23)和所述转接轴(21)固定连接，所述第二连接板(24)和所述第三圆环部(22)固定连接；所述环形试件制备工装还包括第一紧固件(41)，所述第一连接板(23)和所述第二连接板(24)通过所述第一紧固件(41)可拆卸连接。

10.根据权利要求2所述的环形试件制备工装，其特征在于，所述第一圆环部(11)具有多个第一连接孔(113)，所述第二圆环部(12)具有多个第二连接孔(123)，所述转接部(20)具有多个第三连接孔(25)，多个所述第一连接孔(113)和多个所述第二连接孔(123)一一对应设置，多个所述第三连接孔(25)和多个所述第二连接孔(123)一一对应；所述环形试件制备工装还包括多个第二紧固件(42)，所述第二紧固件(42)穿过对应所述第一连接孔(113)、所述第二连接孔(123)和所述第三连接孔(25)，以连接所述成环部(10)和所述转接部(20)。

Images