[发明专利]一种冷却塔用复合材料传动轴及其成型工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种传动轴及其成型工艺，具体讲是一种冷却塔用复合材料传动轴及其成型工艺，属冷却塔传动轴技术领域。

背景技术

传动轴是冷却塔的关键部件之一，其性能对整个冷却塔风机的效率影响很大。该传动轴安装在减速机和电机之间，起传递扭矩和传递电动机动力的作用。目前，冷却塔用的传动轴主要采用合金钢、铝合金、镁合金或钛合金等金属材料制作，而金属材质的传动轴，其重量偏重，传动效率低，噪声系数高，热膨胀系数高，使用寿命短，成本高；因此，限制了冷却塔的改进与发展，无法满足经济和技术的高速发展对冷却塔配套产品的性能要求和市场需求。

发明内容

为了解决上述现有技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种可降低传动轴的重量，提高传动效率，降低噪声，有效延长传动轴的使用寿命，成本低的冷却塔用复合材料传动轴及其成型工艺。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案；一种冷却塔用复合材料传动轴，它包括筒体和在筒体两端固接的法兰盘；其特征在于：所述筒体的侧壁由浸渍过环氧树脂的纤维增强材料缠绕固化而成；该筒壁由内至外依次设有抗扭转层、刚度层和外保护层；所述抗扭转层、刚度层和所述外保护层的厚度均相同；所述法兰盘为2个，分别粘接于该筒体的两端；在所述筒壁与所述法兰盘粘接处还装有固定用的复合材料销钉。

上述每端的法兰盘与该端筒壁相接处沿圆周向各设有4-8个固定所述复合材料销钉的通孔。

为了实现上述目的，本发明还提供了一种冷却塔用复合材料传动轴的成型方法，包括用不同模具分别成型该传动轴的筒体和法兰盘的步骤，以及将所述筒体和法兰盘固接为一体的步骤；其特征在于：所述筒体的成型由纤维增强材料和环氧树脂采用湿法缠绕后固化而成；其中，筒体的侧壁包括内层和外保护层，内层由内至外依次为抗扭转层和刚度层；所述外保护层紧贴该刚度层的外侧；所述法兰盘由纤维布材料和树脂基体材料采用手糊工艺模压而成；该法兰盘为2个，分别粘接于所述筒体的两端；在所述筒体与所述法兰盘粘接处还安装有固定用的复合材料销钉。

上述筒体成型的具体步骤如下：1）对预制的芯模表面进行清理，涂抹脱模剂；2）将浸渍过环氧树脂的纤维增强材料缠绕至芯模上，分别依次形成所述抗扭转层、刚度层和外保护层构成复合层；3）将步骤2）缠绕在芯模上的复合层一同放入固化炉内加热固化；4）取出，自然冷却后，脱模；然后将其进行打磨、除去浮胶，成型为所述筒体。

其中，步骤2）中的抗扭转层和刚度层采用的纤维增强材料为碳纤维；外保护层采用的纤维增强材料为玻璃纤维；其中，抗扭转层先以45°方式缠绕一层，以—45°方式缠绕第二层，然后重复1-2圈缠绕三次；再以89°方式缠绕三层，直至缠绕厚度为0.25mm；刚度层先以15°方式缠绕第一圈，再以—15°方式缠绕第二圈；重复1-2圈缠绕方式，直至缠绕厚度为0.25mm；所述外保护层以89°方式缠绕，其缠绕厚度为0.25mm；所述抗扭转层、刚度层和外保护层的缠绕宽度为所述筒体的长度。

上述步骤3）中所用的固化炉，功率大于50KW，升温速度为0.5-2℃/min；其加热固化的过程是将该固化炉的温度由室温升温到88-92℃，保温2h；再升温118-122℃，保温2h后自然冷却。

上述法兰盘的手糊工艺用环包和搭包相结合的方式糊制；所用的纤维布材料为方格布和沃兰布；所用的树脂基体为环氧乙烯基树脂；具体步骤为：A）在法兰盘的阳模内将多层方格布和多层沃兰布交叉铺覆其内，同时在其上涂抹环氧乙烯基树脂，用手糊糊制在该阳模上；再将阴模与该阳模扣接；2）将步骤1）扣接为一体的模具放入压机内，升温合模，将气泡挤出；加温加压固化后，自然冷却后脱模；3）将脱模后的法兰盘外表打磨，即成型为所述法兰盘。

其中，步骤1）中的方格布为40-45层，每层方格布的厚度为0.4mm；沃兰布为8-10层，每层沃兰布的厚度为0.2mm；方格布与沃兰布以1∶5的数量比交叉铺设；步骤2）所用的压机为315吨压机；升温合模的温度为60℃；施加的压力为8MPa；再将温度升至80℃，保温1h后断电降温。

上述的筒体和法兰盘固接为一体的步骤，具体操作如下：先将2个法兰盘分别与所述筒体两端用常温固化的环氧树脂粘接固定；再在法兰盘与筒壁相接位置的中部沿圆周向开设有4-8个固装所述复合材料销钉的通孔，最后用复合材料销钉插入通孔内将法兰盘和筒体的两端固定连接。