CN220354355U - 一种轻量化矩形截面钢质复合弹簧 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种轻量化矩形截面钢质复合弹簧，包括所述钢丝本体为工字形截面，在钢丝本体外侧设置有包裹层，所述包裹层包括内碳纤维层、粘连层和外碳纤维层，内碳纤维层和外碳纤维层之间通过粘连层粘固成一体，内碳纤维层和外碳纤维层均由碳纤维丝编织而成，粘连层为树脂填充物，在包裹层的外侧设置有保护层采用工字型结构钢丝本体，从而使得整体钢丝的横截面大大减少，降低了钢丝自身的重量，且外侧设置有碳纤维层，在进一步降低自身重量的同时，保证了结构的强度和负载能力。
Description
技术领域
本实用新型涉及机械零件技术领域，具体涉及一种轻量化矩形截面钢质复合弹簧。
背景技术
在机器人、汽车等许多机械装备中都使用到弹簧，例如在汽车悬架系统中就离不开弹簧，弹簧是传统的弹性零件，一般由合金钢制造，在许多使用空间小，高负载波动压力作用弹力的场所，矩形钢丝弹簧是理想的选择，制作矩形钢丝弹簧的钢质基材截面为矩形，矩形钢丝弹簧的结构强度和负载能力能够满足结构和强度要求，但这类矩形弹簧的整体重量较重，在机器人等许多高技术装备的使用场景中都对矩形弹簧提出高频、抗压和轻量化要求，要求矩形弹簧在满足弹性技术指标的前提下，要减轻自身重量，即对矩形弹簧提出了轻量化要求。现有的矩形弹簧的自重参数高，无法满足最新的轻量化要求，这就限制了机械人等高端装备的技术提升。
实用新型内容
针对现有矩形弹簧存在的不足，本实用新型提供了一种轻量化矩形截面钢质复合弹簧，它既保证钢质矩形弹簧的抗压抗拉强度，又能大幅度降低自身重量。
为实现以上目的，本实用新型通过以下技术方案予以实现：
一种轻量化矩形截面钢质复合弹簧，包括钢丝本体，所述钢丝本体的截面为工字形，在钢丝本体外侧设置有包裹层，在包裹层的外侧设置有保护层，所述包裹层包括内碳纤维层、粘连层和外碳纤维层，内碳纤维层和外碳纤维层之间通过粘连层粘固成一体，内碳纤维层和外碳纤维层均由碳纤维丝编织而成，粘连层为树脂填充物，所述钢丝本体与包裹层之间形成填充空腔。
进一步，所述钢丝本体的截面形状为标准工字钢型材的截面形状。
进一步，内碳纤维层和外碳纤维层的拉伸模数不相同。
进一步，在填充空腔中填充弹性塑胶固化物。
与现有技术相比具备以下有益效果：
这种轻量化矩形弹簧，采用工字型结构钢丝本体，既能通过减少弹簧钢丝的横截面来降低了钢质弹簧的自身重量，在工字形截面的钢丝通过设置包裹层、碳纤维层和填充空腔等，且外侧设置有碳纤维层，在降低自身重量的同时，保证了矩形弹簧的整体抗压强度和负载能力，既实现了矩形弱簧的轻量化，又提高了这种矩形截面弹簧的实用性。
附图说明
图1为本实用新型的立体结构示意图；
图2为本实用新型的剖面结构示意图。
图中：1-钢丝本体；11-填充空腔；2-包裹层；21-内碳纤维层；22-粘连层；23-外碳纤维层；3-保护层。
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。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。
实施例1：一种轻量化矩形截面复合弹簧，请参阅图1-2，包括钢丝本体1，钢丝本体1的外侧设置有包裹层2，钢丝本体1的截面形状为标准工字钢型材的截面形状，钢丝本体1的左右两端均和包裹层2之间形成填充空腔11，由于钢丝本体1采用了标准的工字钢型材结构，在保证弹簧本体承载能力的条件下能使钢丝本体1的横截面减少，降低了钢丝本体1的自身重量；
所述包裹层2由内碳纤维层21、粘连层22和外碳纤维层23组成，内碳纤维层21和外碳纤维层23之间通过粘连层22粘固成一体，内碳纤维层21和外碳纤维层23均由碳纤维丝编织而成，内碳纤维层21和外碳纤维层23的拉伸模数不相同，粘连层22为树脂填充物，在包裹层2的外侧设置有保护层3，内碳纤维层21和外碳纤维层23通过粘连层22粘合固定成的多层结构形成包裹层2对钢丝本体1实现强化包裹，在降低矩形弹簧自身重量的同时，保证了结构的强度和负载能力，既实现了矩形弹簧的轻量化，又提高了这种矩形截面弹簧的实用性。
本说明书中未作详细描述的内容均属于本领域技术人员公知的现有技术。
Claims (3)
1.一种轻量化矩形截面钢质复合弹簧，包括钢丝本体(1)，其特征在于：所述钢丝本体(1)为工字形截面，在钢丝本体(1)外侧设置有包裹层(2)，所述包裹层(2)包括内碳纤维层(21)、粘连层(22)和外碳纤维层(23)，内碳纤维层(21)和外碳纤维层(23)之间通过粘连层(22)粘固成一体，内碳纤维层(21)和外碳纤维层(23)均由碳纤维丝编织而成，粘连层(22)为树脂填充物，在包裹层(2)的外侧设置有保护层(3)，所述钢丝本体(1)与包裹层(2)之间形成填充空腔(11)。
2.根据权利要求1所述的一种轻量化矩形截面钢质复合弹簧，其特征在于：内碳纤维层(21)和外碳纤维层(23)的拉伸模数不相同。
3.根据权利要求1所述的一种轻量化矩形截面钢质复合弹簧，其特征在于：在填充空腔(11)中填充弹性塑胶固化物。
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