[发明专利]一种气胀轴及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及工程机械技术领域，具体的说，是一种气胀轴及其制造方法。

背景技术

气胀轴是一种特制的收卷、放卷轴，经过高压充气后表面部分可以膨胀，放气后表面部分迅速缩回的轴。可用于印刷机、压花机、造纸机等。常规的气胀轴均为金属材质，机构复杂，重量重，工人搬运困难，需要借助桁车等工具，降低工作效率，并且浪费能源。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种气胀轴及其制造方法。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种气胀轴，由两个轴头，轴管，轴套和气嘴构成，两个轴头分别设置于轴管的两端，轴管上设有均匀分布的气嘴，轴套设置子轴管外面。

进一步的，作为优选：

所述的轴头为金属机加零件。

所述的轴管为碳纤维复合材料圆管。

所述的轴套为橡胶套筒。

所述的轴管管体为碳纤维与环氧树脂复合的单向预浸料铺设而成，铺层包括0°铺层、45°铺层、-45°铺层、90°铺层四种，所占比例分别为：55％、18％、18％、9％，并且沿管体中面对称铺设。这种技术设计的优点在于能够消除热变形翘曲和减少内应力。

所述的90°铺层中平铺有一层400目平纹不锈钢网；

碳纤维具有优异的机械强度和质轻结构材料，但碳纤维本身属于各项异性材料，在轴向易脆，其在轴向的强度要远小于径向方向，尽管通过环氧树脂预浸料可提升其轴向强度，但由于轴向本身的粘结剂强度以及碳纤维本身的易脆特性，在耐压性方面具有一定的缺陷；专利通过材料具有优异的结构强度和弹性强度不锈钢网进行轴向强度的加强，同时不锈钢网具有优异的耐冲击性能，且400目的超细不锈钢网其质量轻为65g/m2；同时平铺在90°铺层上，能够提高轴管的受力均一性，提升在轴管的轴向的拉伸和压缩性，提高轴管对的可压缩性，从而提高气胀轴的耐压性；

所述的轴头与轴管用结构胶粘接在一起。轴头与轴管的胶接界面为锥面，其锥面设计可以防止安装时结构胶被轴头端面推走导致贫胶，影响粘接。

所述的轴管的表面均匀设置若干螺纹孔，用于安装气嘴。

所述的气嘴为金属材料，整体为圆柱状，上方外部为螺纹，中间有弹簧，弹簧上方有凸起的圆球。圆球经过按压可压缩弹簧使气嘴内外贯通，形成通路，达到通气的作用。

一种气胀轴的制造方法，其具体步骤为：

(1)制备轴头：45#钢机加结构，可分段焊接，可适当在支撑轴部分留出余量，待后续机加用；

(2)制备轴管：碳纤维圆管，可选用搓卷工艺成型，成型时直径可适当放出余量，待后续机加用；

(3)制备轴套：橡胶圆管，可选用拉挤工艺成型；

(4)制备气嘴：铜机加结构；

(5)装配：将轴头和轴管的胶接区域打磨粗糙，分别在轴头和轴管的胶接区域涂结构胶，缓慢的将轴头旋转塞入轴管中，注意间隙均匀；将挤出的结构胶擦净，放入烘箱等待第一次固化；第一次固化后加工两个轴头的支撑轴部分，保证两端的同轴度和尺寸公差；加工后用磨床加工轴管外表面，保证轴管与轴头的同轴度和自身的圆度、直线度、尺寸公差等；加工完成后在轴管表面均匀的钻出与气嘴相配合的螺纹孔，在轴管和气嘴的螺纹区域均匀涂抹少量的密封胶，进行密封和固定，且不要堵塞气嘴上的两个进气孔，并保证气嘴端面与轴管表面齐平或稍微低于轴管表面；将挤出的密封胶清理干净，逐一试验气嘴中的圆球是否活动正常，等待第二次固化；第二次固化结束后，套装轴套，完成气胀轴的制作。

所述的结构胶为北京伊诺瓦科技有限责任公司生产的complexbond 2013A/B双组份环氧糊状胶粘剂，第一次固化：80℃固化1小时；

所述的密封胶为汉高Terostat MS930单组分密封胶，第二次固化：室温25～40min；

预浸料为T300级碳纤维+环氧树脂预浸料，成型时固化温度为120℃～130℃，固化时间为2小时。

所述的预浸料固化成型工艺采用电磁加热的固化方式，利用电磁线圈对不锈钢网固化有内部开始加热，多层次固化；