[发明专利]一种复合材料空心轴与金属法兰的联接方法

摘要

一种复合材料空心轴与金属法兰的联接方法，金属法兰包含法兰筒(2)和法兰盘(6)，将复合材料空心轴(1)的轴端L段进行增径并设计成外正多边形，将法兰筒的联接内孔也进行增径并设计成内正多边形，采用有机溶剂粘接+锁紧连杆(5)并在径向螺栓(3)及轴向螺栓(4)的联接下来联接金属法兰和复合材料空心轴，可以进一步增强复合材料空心轴与金属法兰的联接强度，提高结合部位的抗挤压变形能力，有效隔离振动噪声的传递，解决复合材料空心轴在长期大扭矩载荷下的工作可靠性和稳定性，延长复合材料空心轴的使用寿命，推动复合材料空心轴向各领域范围进行具体应用，联接方法简单、快速、实用。

主权项

一种复合材料空心轴与金属法兰的联接方法，复合材料空心轴(1)由纤维增强树脂制作而成，金属法兰包含法兰筒(2)和法兰盘(6)，设定法兰筒与复合材料空心轴的轴向联接长度为L，设定法兰筒的联接内孔直径为D1，设定法兰筒的联接外径为D2，设定复合材料空心轴的外径为D3，D1与D3匹配，法兰盘的最大外径不做限制，法兰筒联接在法兰盘的端面上；该联接方法包含复合材料空心轴轴端L段外径的设计改进、法兰筒联接内孔的设计改进以及改进后复合材料空心轴与所述金属法兰的联接方式，该联接方法涉及到轴向螺栓(4)、径向螺栓(3)及锁紧连杆(5)；其特征是：  ①复合材料空心轴轴端L段外径的设计改进 根据法兰筒(2)的轴向联接长度将复合材料空心轴(1)的轴端L段外径在D2的基础上进行增径并将增径外径的外形设计改进为外正多边形，所述外正多边形选用的基材与空心轴的复合材料相同，所述增径外径控制在D3+{5～30}mm；②法兰筒联接内孔的设计改进根据复合材料空心轴(1)轴端L段外径的所述外正多边形设计改进，将法兰筒(2)的联接内孔也进行增径并将增径内径的内形设计改进为内正多边形，所述内正多边形的边数=所述外正多边形的边数且所述内正多边形的相关尺寸与所述外正多边形的相关尺寸相互匹配，所述增径内径控制在D1+{5～30}mm，所述增径内径与所述增径外径相匹配，法兰盘(6)的最大外径满足安装需求即可；③复合材料空心轴与所述金属法兰的联接方式锁紧连杆(5)具有轴向内孔和径向内孔，所述径向内孔面向所述外正多边形或是所述内正多边形的任一边正中，所述轴向内孔面向法兰盘的端面，所述径向内孔垂直于所述轴向内孔，根据上述正多边形的边数分别在法兰筒(2)和复合材料空心轴(1)轴端L段的每个边正中配钻有法兰筒内孔和空心轴螺纹内孔，根据所述径向内孔在法兰盘(6)的端面配钻有数个法兰盘螺纹内孔，先将复合材料空心轴(1)的轴端L段所述外正多边形用80～120#砂纸进行手工打磨使其具有粗糙度，然后用高压气体吹去其表面浮尘，再用有机溶剂清洗其表面并晾干待用，法兰筒(2)的所述内正多边形采用酸洗或是喷砂或是有机溶剂进行清洗，之后在室温下将胶粘剂均匀涂摸所述内正多边形和所述外正多边形，待所述胶粘剂风干后将法兰筒(2)套接在复合材料空心轴(1)的轴端L段并用有机溶剂清洗清洗被挤出的所述胶粘剂，待法兰筒(2)与复合材料空心轴(1)完全固化后，再将与正多边形边数相等的锁紧连杆(5)分别通过所述径向内孔、所述法兰筒内孔将径向螺栓(3)固定在所述空心轴螺纹内孔中，同时将锁紧连杆(5)分别通过所述轴向内孔将轴向螺栓(4)固定在所述法兰盘螺纹内孔中，紧固时通过定力矩扳手逐个固定径向螺栓(3)及轴向螺栓(4)，完成复合材料空心轴(1)与所述金属法兰的全部联接。