本實(shí)用新型涉及液壓油缸的技術(shù)領(lǐng)域,具體講是一種薄壁缸筒。
背景技術(shù):
目前,液壓油缸被應(yīng)用到各行各業(yè)中,根據(jù)不同的使用場合,對油缸的要求也是不同的。比如航空母艦上機(jī)倉的上下梯液壓油缸,它對液壓油缸的要求是能承受高壓重載,并且需要自身重量要輕,具有高度防腐蝕。而油缸的主要重量是在缸筒上,它占總重量的60%以上,因此,對應(yīng)用于上述這種場合的液壓油缸的缸筒,設(shè)計(jì)時(shí)其缸筒壁厚要薄,強(qiáng)度要高,重量要輕,且抗腐蝕。
現(xiàn)有技術(shù)中,油缸的薄壁缸筒制作通常是采用以下的方式。如國家知識產(chǎn)權(quán)局公開的公開號為CN104728205A的專利“泵車臂架液壓油缸”,它公開了采用耐高壓、薄壁的27SiMn作為缸筒,采用硬度高的27SiMn管作為活塞桿,從而保證油缸性能的同時(shí),又減輕了整體油缸的重量。又如國家知識產(chǎn)權(quán)局網(wǎng)站上公開的公開號為CN102825161B的專利“油缸裝置的制造方法”,不依賴于切削加工且不使外徑縮小地能把管端部高精度且穩(wěn)定地薄壁化。把坯料管的根端部保持在卡盤單元的卡盤上之后,向坯料管的端部壓入前端側(cè)是帶臺階形狀的心軸,使管端部擴(kuò)管。然后利用卡盤單元使坯料管與心軸一起旋轉(zhuǎn),同時(shí)向該管端部的外周面擠壓一對滾輪擠壓模,接著使一對滾輪擠壓模沿坯料管平行移動,通過滾輪擠壓模和心軸來進(jìn)行旋轉(zhuǎn)減薄拉伸加工,使管端部的壁厚減少。
但是,不管是上述哪種薄壁缸筒的加工或者結(jié)構(gòu),它存在的問題是:由于考慮到能承受重載的因素,薄壁缸筒的壁厚具有最薄的極限,如上述所述的航空母艦上機(jī)倉的上下梯液壓油缸,現(xiàn)有技術(shù)中是采用不銹鋼材料來制作缸筒,其缸筒直徑為250mm,最小壁厚設(shè)計(jì)為15mm,當(dāng)其整體長度為2米時(shí),就單個(gè)缸筒的重量就達(dá)到了200公斤,因此,即使缸筒保證了強(qiáng)度上的要求,但是在重量上還是達(dá)不到輕量化的要求。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是,提供一種能大大減輕重量,并且保證承載能力、抗腐蝕的薄壁缸筒。
為解決上述技術(shù)問題,本實(shí)用新型提供的薄壁缸筒,包括連接在一起的缸筒和底座,所述的缸筒由外到內(nèi)依次包括復(fù)合碳纖維層和不銹鋼層,其中復(fù)合碳纖維層包覆在不銹鋼層外。所述的復(fù)合碳纖維層通過環(huán)氧樹脂粘合劑粘接在不銹鋼層外,該環(huán)氧樹脂粘合劑在固態(tài)時(shí)纏繞在不銹鋼層外,并在加熱后通過其熱固性將復(fù)合碳纖維層粘接在不銹鋼層外。所述的不銹鋼層的厚度與復(fù)合碳纖維層的厚度比例為3:1。
所述的環(huán)氧樹脂粘合劑在纏繞時(shí)的固態(tài)溫度為60℃以下。
所述的環(huán)氧樹脂粘合劑在加熱至250℃時(shí)成為粘合劑。
采用以上結(jié)構(gòu)后,本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比,具有以下的優(yōu)點(diǎn):
1)由于采用了復(fù)合碳纖維層包覆在不銹鋼層外的結(jié)構(gòu)作為缸筒的壁體結(jié)構(gòu),復(fù)合碳纖維本身具備了比不銹鋼還要高強(qiáng)度的特性,因此,保證了薄壁缸筒能承受重載的功能;同時(shí)復(fù)合碳纖維層的厚度可以大大減小,從整體上使薄壁缸筒的壁厚更薄,使薄壁缸筒的重量更輕;
2)另外,用環(huán)氧樹脂粘合劑來對復(fù)合碳纖維層和不銹鋼層進(jìn)行粘接,根據(jù)環(huán)氧樹脂的特征來進(jìn)行操作,使粘接得更加牢固。
附圖說明
圖1是本實(shí)用新型薄壁缸筒的結(jié)構(gòu)示意圖。
其中,1、缸筒;1.1、復(fù)合碳纖維層;1.2、環(huán)氧樹脂粘合劑;1.3、不銹鋼層;2、底座。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)地說明。
由圖1所示的本實(shí)用新型薄壁缸筒的結(jié)構(gòu)示意圖可知,它包括連接在一起的缸筒1和底座2,其特征在于:所述的缸筒1由外到內(nèi)依次包括復(fù)合碳纖維層1.1和不銹鋼層1.3,其中復(fù)合碳纖維層1.1包覆在不銹鋼層1.3外。
所述的復(fù)合碳纖維層1.1通過環(huán)氧樹脂粘合劑1.2粘接在不銹鋼層1.3外,該環(huán)氧樹脂粘合劑1.2在固態(tài)時(shí)纏繞在不銹鋼層1.3外,并在加熱后通過其熱固性將復(fù)合碳纖維層1.1粘接在不銹鋼層1.3外。
所述的環(huán)氧樹脂粘合劑1.2在纏繞時(shí)的固態(tài)溫度為60℃以下。
所述的環(huán)氧樹脂粘合劑1.2在加熱至250℃時(shí)成為粘合劑。
所述的不銹鋼層1.3的厚度與復(fù)合碳纖維層1.1的厚度比例為3:1。
本實(shí)施例中,復(fù)合碳纖維的密度為1.75t/m3,環(huán)氧樹脂的密度為0.98t/m3;碳纖維拉伸模量為121GPa,抗拉強(qiáng)度為2020MPa,是鋼材的3倍以上。
本實(shí)用新型應(yīng)用到實(shí)際生產(chǎn)中時(shí),如上述所述尺寸的油缸缸筒,原先直徑尺寸為250mm,壁厚尺寸為15mm,長度尺寸為2000mm的缸筒,其重量約為200公斤。使用本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)的缸筒后,同樣是直徑尺寸為250mm,其壁厚包括了7.5mm的不銹鋼層和2.5mm的復(fù)合碳纖維層,總計(jì)壁厚為10mm,長度尺寸同樣為2000mm,但是,總的重量可以減少到100公斤,只占了整個(gè)油缸重量的30%,而筒壁抗壓強(qiáng)度比原來增強(qiáng)了1倍。
以上所述,僅是本實(shí)用新型較佳可行的實(shí)施示例,不能因此即局限本實(shí)用新型的權(quán)利范圍,對熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說,凡運(yùn)用本實(shí)用新型的技術(shù)方案和技術(shù)構(gòu)思做出的其他各種相應(yīng)的改變都應(yīng)屬于在本實(shí)用新型權(quán)利要求的保護(hù)范圍之內(nèi)。