適用於螺旋鍵連接的複合材料管及其製作方法
2023-10-05 22:27:19 1
專利名稱：適用於螺旋鍵連接的複合材料管及其製作方法
技術領域：
本發明涉及複合材料領域，具體是ー種適用於螺旋鍵連接的複合材料管及其製作方法。
背景技術：
複合材料卷繞管各向異性，其軸向和環向拉伸及壓縮強度高，但因複合材料成型有層間結構，存在層間剪切薄弱的缺點，致使管產品連接強度難以保證。因此，如何設計複合材料卷繞管件，實現複合材料管制品的高強度軸向連接成為產品使用的核心環節之一。目前廣泛採用的可被連接複合材料卷繞管件有玻璃纖維管、碳纖維管、玻璃纖維和碳纖維複合管、玻璃纖維金屬複合管、碳纖維金屬複合管等各種複合材料管；通過在複合 材料管上加工銷孔後得到的各種銷孔管；通過在複合材料管上插制出與軸線平行的鍵槽得到的各種直鍵槽管；通過在複合材料管上預埋金屬法蘭得到的各種法蘭管；通過在複合材料管上加工螺紋得到的各種螺紋管。玻璃纖維管、碳纖維管、玻璃纖維和碳纖維複合管、玻璃纖維金屬複合管、碳纖維金屬複合管，在連接時通過粘接劑的粘接實現管連接。這種連接方式，在搭接長度受限吋，難以實現高強度連接，且因結構膠粘エ藝多對固化溫度和固化壓カ有較高要求，エ藝波動對膠結接頭質量影響大，不適用於高強度、高穩定性的使用要求。各種複合材料銷孔管在連接時通過使用銷釘、鉚釘或螺栓實現複合材料間的連接。由於在連接材料基體上開孔，増加了局部應カ集中，降低了複合材料自身的承載能力，適用於空間要求不嚴格、允許增加螺栓連接空間的使用環境。各種複合材料直鍵槽管在連接時通過使用直鍵實現連接，其主要應用於旋轉體的扭カ傳送，健體本身可以實現管材的環向咬合連接但無法實現管材的軸向咬合連接。玻璃纖維金屬複合螺紋管、碳纖維金屬複合螺紋管，是通過預埋金屬螺紋連接管件可實現可靠的高強度連接，但在腐蝕環境中，因金屬耐腐蝕性差，存在連接隱患。各種法蘭管是通過預埋金屬法蘭實現可靠的高強度連接，但在腐蝕環境中，因金屬耐腐蝕性差，存在連接隱患，且其因預埋法蘭需要佔用更大的連接空間，不適於連接空間受限環境。現有技術與本發明最為接近的是玻璃纖維螺紋管、碳纖維螺紋管、玻璃纖維和碳纖維複合螺紋管。其方法是將纖維織物卷繞成型，之後分別加工內螺紋和外螺紋，通過螺紋實現連接。由於連接部位的螺紋強度由複合材料的層間剪切強度決定，不能發揮增強纖維的強度作用，連接強度低，不滿足高強度連接需求。普通螺紋加工吋，由於螺距小，加工時對基體纖維切斷間隔小，破壞了基體連續性，大幅降低了連接結構軸向強度，不適用於軸向高強度連接使用環境
發明內容
為克服現有技術中存在的連接強度低的不足，本發明提出了一種適用螺旋鍵連接的複合材料管及其的製作方法。所述適用螺旋鍵連接複合材料管包括內管和外管。在所述內管的管外壁上和所述外管的內壁上分別有兩條環向均布的螺旋槽。所述螺旋槽的長度與連接部位長度相同，寬度是連接部位長度的1/20，深0. 5 10mm。該螺旋槽的螺距為10 100mm。所述2個螺旋槽螺旋的方向須相同。2個螺旋槽的位置相互對應。本發明還提出了ー種製作權所述適用於螺旋鍵連接的複合材料管的方法，包括以下步驟步驟1，成型內管毛坯。通過布帶纏繞機採用常規方法成型內管的毛坯，得到壁厚為4 60mm的內管毛坯，布帶的張カ為50N/m。將得到的內管毛坯用內管外模將內管毛坯固定後放入烘箱中，以階梯式升溫至160°C固化，其升溫過程是首先在30min內使烘箱升溫至90°C,保溫60min。保溫結束後繼續升溫,在60min內使烘箱升溫至160°C,保溫240min。保溫結束後，模具在烘箱內自然冷卻至60°C，取出模具放置至室溫開模，得到固化後的內管毛還。 步驟2，成型外管毛坯通過布帶纏繞機採用常規方法成型外管的毛坯，得到壁厚為4 60mm的外管毛坯。纏繞中，布帶的張カ為50N/m。將得到的外管毛坯用外管外模固定後放入烘箱中，以階梯式升溫至160°C固化，其升溫過程是首先在30min內使烘箱升溫至90°C，保溫60min。保溫結束後繼續升溫，在60min內使烘箱升溫至160°C，保溫240min。保溫結束後，模具在烘箱內自然冷卻至60°C，取出模具放置至室溫開模，得到固化後的外管毛坯。步驟3，內管螺旋槽的加工在內管毛坯的管外壁上按設計要求加工出兩條環向均布的外螺旋槽。步驟4，外管螺旋槽的加工在外管毛坯的內壁上按設計要求加工出兩條環向均布的內螺旋槽。本發明通過布帶纏繞機採用常規的纏繞法分別成型內管毛坯和外管毛坯。纏繞中，布帶的張カ為50N/m。對纏繞出的內管毛坯和外管毛坯採用熱處理方式固化。在固化中，通過階梯式升溫合理控制熱處理溫度，充分發揮材料性能，使本發明比原有卷繞エ藝製備的螺紋連接性能提高80%。本發明提出的螺旋鍵在連接時結構為2個環向均布的連續體，使得連接體在受軸向拉カ或壓カ時受カ分布較為均勻，有效避免了一般銷釘或鉚接帶來的應カ集中對本體的破壞。本發明使用的為全複合材料製品，有效避免了因預埋金屬耐腐蝕性差帶來的在腐蝕環境中使用的連接隱患。本發明為內置結構連接，有效避免了法蘭類結構帶來的連接空間較大的不足。本發明中內管、外管採用卷繞エ藝成型，與普通複合材料卷繞管件螺紋連接不同的是，在連接結構中內、外管鍵槽軸向截面面積為連接部位軸向截面總面積的10%，減小螺旋鍵槽加工時對管件基體材料的連續切斷，較大限度地保留了基體纖維的連續性，適用於油氣腐蝕環境、徑向空間有限、軸向連接可承載60-80Mpa的複合材料管材。為驗證本發明的效果，對相同的玻璃纖維和碳纖維複合材料管使用不同的連接方法進行試驗。試驗結果表明，連接強度分別是採用粘接連接，軸向強度為3 15MPa ;加工普通螺紋後，其軸向連接強度為15 40MPa ;而使用本發明螺旋鍵連接後軸向連接強度達60 80MPa。
圖I是連接件的結構示意圖。圖2是內管エ藝鋪層示意圖。圖3是外管エ藝鋪層示意圖。圖4是エ藝流程圖。圖中I.內管2.外管3.螺旋鍵4.內玻纖層5.外碳纖維層6.內碳纖維層7.外玻纖層
具體實施例方式實施例一本實施例是ー種適於螺旋鍵連接的複合材料管，所述連接複合材料管是將內管I和外管3通過螺旋鍵3相連接，連接部位的長度L為100_，連接部位直徑D為70_。所述的內管I和外管2均採用現有技術，用玻璃纖維預浸布和碳纖維預浸布製成。所述玻璃纖維預浸布的抗拉強度為300MPa，樹脂含量為40%，厚度為0. 12mm ;所述碳纖維預浸布的抗拉強度為lOOOMPa，樹脂含量為40%，厚度為0. 3mm。內管I和外管2均採用常規的卷繞エ藝成型。內管I壁厚25mm，外管2壁厚20mm。所述內管I的管外壁上和所述外管3的內壁上分別有兩條環向均布的螺旋槽。螺旋鍵的內徑=內管的外徑一螺旋鍵的橫截面高度/2;螺旋鍵的外徑=內管的外徑+螺旋鍵的橫截面高度/2。本實施例中，所述螺旋槽的長度為100mm、寬度為5mm、深5mm，螺距為100_。所述2個螺旋槽螺旋的方向均為右旋；2個螺旋槽的位置相互對應。本實施例還提出了ー種製作所述適於螺旋鍵連接的複合材料管的方法，包括以下步驟步驟1，內管I毛坯成型。通過布帶纏繞機成型內管I毛坯。將玻璃纖維預浸布鋪放在內管內模上，該內管內模的外徑與內管I的內徑相同。本實施例中，內管I的內徑為20mm。啟動布帶纏繞機沿環向連續卷繞該玻璃纖維預浸布成管狀，直至管狀玻璃纖維預浸布的厚度X1達到17mm ;將碳纖維預浸布鋪放在管狀玻璃纖維預浸布的外表面，啟動布帶纏繞機沿環向連續卷繞該碳纖維預浸布成管狀，直至管狀碳纖維預浸布的厚度X2達到8mm ；得到內管I毛坯。纏繞中，布帶的張カ為50N/m。用內管外模將內管毛坯固定；所述內管外模的內型腔尺寸與內管外形尺寸相同。將固定後的內管I毛坯連同模具放入烘箱，以階梯式升溫至160°C固化，其升溫過程是首先在30min內使烘箱升溫至90°C，保溫60min ;保溫結束後繼續升溫，在60min內使烘箱升溫至160°C，保溫240min ;保溫結束後，模具在烘箱內自然冷卻至60°C，取出模具放置至室溫開模，得到固化後的內管毛坯。所述的內管內模和內管外模均採用現有技木。步驟2、外管2毛坯成型通過布帶纏繞機成型外管2毛坯。將碳纖維預浸布鋪放在外管內模上，該外管內模的內徑與外管2的內徑相同。本實施例中，外管3的內徑為70mm。啟動布帶纏繞機沿環向連續卷繞該碳纖維預浸布成管狀，直至管狀碳纖維預浸布的厚度X3達到IOmm ;將玻璃纖維預浸布鋪放在管狀碳纖維預浸布的外表面，啟動布帶纏繞機沿環向連續卷繞該玻璃纖維預浸布成管狀，直至管狀玻璃纖維預浸布的厚度X4達到IOmm ;得到外管毛坯。纏繞中，布帶的張カ為50N/m。用外管外模將外管毛坯固定；所述外管外模的內型腔尺寸與與外管外形尺寸相同。將固定後的外管毛坯連同模具放入烘箱，以階梯式升溫至160°C固化，其升溫過程是首先在30min內使烘箱升溫至90°C,保溫60min ;保溫結束後繼續升溫,在60min內使烘箱升溫至160°C，保溫240min ;保溫結束後，模具在烘箱內自然冷卻至60°C，取出模具放置至室溫開模，得到固化後的外管毛坯。步驟3、內管螺旋槽的加工通過數控車床，採用常規加工方法在內管3毛坯的管外壁上加工出兩條長100mm、寬5mm、深5mm、螺距IOOmm環向均布的外螺旋槽。2個螺旋槽的螺旋的方向須相同。步驟4、外管螺旋槽的加工
通過數控車床，採用常規加工方法在外管3毛坯的內壁加工出兩條長100mm、寬5mm、深5mm、螺距IOOmm環向均布的內螺旋槽。2個螺旋槽的螺旋的方向須相同。實施例ニ本實施例是ー種適於螺旋鍵連接的複合材料管，所述連接複合材料管是將內管I和外管3通過螺旋鍵3相連接，連接部位的長度L為20mm，連接部位直徑D為10mm。所述的內管I和外管2均採用現有技術，用碳纖維預浸布製成。所述碳纖維預浸布的抗拉強度為lOOOMPa，樹脂含量為40%，厚度為0. 3mm。內管I和外管2均採用常規的卷繞エ藝成型。內管I壁厚4mm,外管2壁厚4mm。所述內管I的管外壁上和所述外管3的內壁上分別有兩條環向均布的螺旋槽。螺旋鍵的內徑=內管的外徑-螺旋鍵的橫截面高度/2 ;螺旋鍵的外徑=內管的外徑+螺旋鍵的橫截面高度/2。本實施例中，所述螺旋槽的長度為20mm、寬度為1mm、深0. 5mm，螺距為10mm。所述2個螺旋槽螺旋的方向均為右旋；2個螺旋槽的位置相互對應。本實施例還提出了ー種製作所述適於螺旋鍵連接的複合材料管的方法，包括以下步驟步驟1，內管I毛坯成型。通過布帶纏繞機成型內管I毛坯。將碳纖維預浸布鋪放在在內管內模上，該內管內模的外徑與內管I的內徑相同。本實施例中，內管I的內徑為20mm。啟動布帶纏繞機沿環向連續卷繞該碳纖維預浸布成管狀，直至管狀碳纖維預浸布的厚度X2達到4_;得到內管I毛坯。纏繞中，布帶的張カ為50N/m。用內管外模將內管毛坯固定；所述內管外模的內型腔尺寸與內管外形尺寸相同。將固定後的內管I毛坯連同模具放入烘箱，以階梯式升溫至160°C固化，其升溫過程是首先在30min內使烘箱升溫至90°C，保溫60min ;保溫結束後繼續升溫,在60min內使烘箱升溫至160°C,保溫240min ;保溫結束後，模具在烘箱內自然冷卻至60で，取出模具放置至室溫開模，得到固化後的內管毛坯。所述的內管內模和內管外模均採用現有技木。步驟2、外管2毛坯成型通過布帶纏繞機成型外管2毛坯。將碳纖維預浸布鋪放在外管內模上，該外管內模的內徑與外管2的內徑相同。本實施例中，外管3的內徑為10_。啟動布帶纏繞機沿環向連續卷繞該碳纖維預浸布成管狀，直至管狀碳纖維預浸布的厚度X3達到4mm ;得到外管毛坯。纏繞中，布帶的張カ為50N/m。用外管外模將外管毛坯固定；所述外管外模的內型腔尺寸與與外管外形尺寸相同。將固定後的外管毛坯連同模具放入烘箱，以階梯式升溫至160°C固化，其升溫過程是首先在30min內使烘箱升溫至90°C，保溫60min ;保溫結束後繼續升溫，在60min內使烘箱升溫至160°C，保溫240min ;保溫結束後，模具在烘箱內自然冷卻至60°C，取出模具放置至室溫開模，得到固化後的外管毛坯。步驟3、內管螺旋槽的加工通過數控車床，採用常規加工方法在內管3毛坯的管外壁上加工出兩條長20mm、寬1mm、深0. 5mm、螺距IOmm環向均布的外螺旋槽。2個螺旋槽的螺旋的方向須相同。步驟4、外管螺旋槽的加工通過數控車床，採用常規加工方法在外管3毛坯的內壁加工出兩條長20mm、寬1mm、深0. 5mm、螺距IOmm環向均布的內螺旋槽。2個螺旋槽的螺旋的方向須相同。
實施例三本實施例是ー種適於螺旋鍵連接的複合材料管，所述連接複合材料管是將內管I和外管3通過螺旋鍵3相連接，連接部位的長度L為400mm，連接部位直徑D為220mm。所述的內管I和外管2均採用現有技術，用玻璃纖維預浸布製成。所述玻璃纖維預浸布的抗拉強度為300MPa，樹脂含量為40%，厚度為0. 12mm。內管I和外管2均採用常規的卷繞エ藝成型。內管I壁厚60mm,外管2壁厚60mm。所述內管I的管外壁上和所述外管3的內壁上分別有兩條環向均布的螺旋槽。螺旋鍵的內徑=內管的外徑一螺旋鍵的橫截面高度/2;螺旋鍵的外徑=內管的外徑+螺旋鍵的橫截面高度/2。本實施例中，所述螺旋槽的長度為400mm、寬度為20mm、深10mm，螺距為100mm。所述2個螺旋槽螺旋的方向均為左旋；2個螺旋槽的位置相互對應。本實施例還提出了ー種製作所述適於螺旋鍵連接的複合材料管的方法，包括以下步驟步驟1，內管I毛坯成型。通過布帶纏繞機成型內管I毛坯。將玻璃纖維預浸布鋪放在在內管內模上，該內管內模的外徑與內管I的內徑相同。本實施例中，內管I的內徑為IOOmm0啟動布帶纏繞機沿環向連續卷繞該碳纖維預浸布5成管狀，直至管狀玻璃纖維預浸布的厚度X1達到50mm，將碳纖維預浸布鋪放在管狀玻璃纖維預浸布的外表面，啟動布帶纏繞機沿環向連續卷繞該碳纖維預浸布成管狀，直至管狀碳纖維預浸布的厚度X2達到IOmm ；得到內管I毛坯。纏繞中，布帶的張カ為50N/m。用內管外模將內管毛坯固定；所述內管外模的內型腔尺寸與內管外形尺寸相同。將固定後的內管I毛坯連同模具放入烘箱，以階梯式升溫至160°C固化，其升溫過程是首先在30min內使烘箱升溫至90°C，保溫60min ;保溫結束後繼續升溫，在60min內使烘箱升溫至160°C，保溫240min ;保溫結束後，模具在烘箱內自然冷卻至60°C，取出模具放置至室溫開模，得到固化後的內管毛坯。所述的內管內模和內管外模均採用現有技木。步驟2、外管2毛坯成型通過布帶纏繞機成型外管2毛坯。將玻璃纖維預浸布鋪放在外管內模上，該外管內模的內徑與外管2的內徑相同。本實施例中，外管3的內徑為220mm。啟動布帶纏繞機沿環向連續卷繞該碳纖維預浸布成管狀，直至管狀碳纖維預浸布的厚度X3達到IOmm ;將玻璃纖維預浸布鋪放在管狀碳纖維預浸布的外表面，啟動布帶纏繞機沿環向連續卷繞該玻璃纖維預浸布成管狀，直至管狀玻璃纖維預浸布的厚度X4達到50mm ;得到外管毛坯。纏繞中，布帶的張カ為50N/m。用外管外模將外管毛坯固定；所述外管外模的內型腔尺寸與與外管外形尺寸相同。將固定後的外管毛坯連同模具放入烘箱，以階梯式升溫至160°C固化，其升溫過程是首先在30min內使烘箱升溫至90°C,保溫60min ;保溫結束後繼續升溫,在60min內使烘箱升溫至160°C，保溫240min ;保溫結束後，模具在烘箱內自然冷卻至60°C，取出模具放置至室溫開模，得到固化後的外管毛坯。步驟3、內管螺旋槽的加工通過數控車床，採用常規加工方法在內管3毛坯的管外壁上加工出兩條長400mm、寬20mm、深10mm、螺距IOOmm環向均布的外螺旋槽。2個螺旋槽的螺旋的方向須相同。步驟4、外管螺旋槽的加工
通過數控車床，採用常規加工方法在外管3毛坯的內壁加工出兩條長400mm、寬20mm、深10mm、螺距IOOmm環向均布的內螺旋槽。2個螺旋槽的螺旋的方向須相同。實施例四本實施例是ー種適於螺旋鍵連接的複合材料管，所述連接複合材料管是將內管I和外管3通過螺旋鍵3相連接，連接部位的長度L為200_，連接部位直徑D為160_。所述的內管I和外管2均採用現有技術，用玻璃纖維預浸布和碳纖維預浸布製成。所述玻璃纖維預浸布的抗拉強度為300MPa，樹脂含量為40%，厚度為0. 12mm ;所述碳纖維預浸布的抗拉強度為lOOOMPa，樹脂含量為40%，厚度為0. 3mm。內管I和外管2均採用常規的卷繞エ藝成型。內管I壁厚35mm,外管2壁厚35mm。所述內管I的管外壁上和所述外管3的內壁上分別有兩條環向均布的螺旋槽。螺旋鍵的內徑=內管的外徑一螺旋鍵的橫截面高度/2;螺旋鍵的外徑=內管的外徑+螺旋鍵的橫截面高度/2。本實施例中，所述螺旋槽的長度為200mm、寬度為10mm、深5mm，螺距為50mm。所述2個螺旋槽螺旋的方向均為右旋；2個螺旋槽的位置相互對應。本實施例還提出了ー種製作所述適於螺旋鍵連接的複合材料管的方法，包括以下步驟步驟1，內管I毛坯成型。通過布帶纏繞機成型內管I毛坯。將玻璃纖維預浸布鋪放在內管內模上，該內管內模的外徑與內管I的內徑相同。本實施例中，內管I的內徑為90mm。啟動布帶纏繞機沿環向連續卷繞該玻璃纖維預浸布成管狀，直至管狀玻璃纖維預浸布的厚度X1達到5mm ;將碳纖維預浸布鋪放在管狀玻璃纖維預浸布的外表面，啟動布帶纏繞機沿環向連續卷繞該碳纖維預浸布成管狀，直至管狀碳纖維預浸布的厚度X2達到30mm ；得到內管I毛坯。纏繞中，布帶的張カ為50N/m。用內管外模將內管毛坯固定；所述內管外模的內型腔尺寸與內管外形尺寸相同。將固定後的內管I毛坯連同模具放入烘箱，以階梯式升溫至160°C固化，其升溫過程是首先在30min內使烘箱升溫至90°C，保溫60min ;保溫結束後繼續升溫，在60min內使烘箱升溫至160°C，保溫240min ;保溫結束後，模具在烘箱內自然冷卻至60°C，取出模具放置至室溫開模，得到固化後的內管毛坯。所述的內管內模和內管外模均採用現有技木。步驟2、外管2毛坯成型通過布帶纏繞機成型外管2毛坯。將碳纖維預浸布鋪放在外管內模上，該外管內模的內徑與外管2的內徑相同。本實施例中，外管3的內徑為160mm。啟動布帶纏繞機沿環向連續卷繞該碳纖維預浸布成管狀，直至管狀碳纖維預浸布的厚度X3達到30mm ;將玻璃纖維預浸布鋪放在管狀碳纖維預浸布的外表面，啟動布帶纏繞機沿環向連續卷繞該玻璃纖維預浸布成管狀，直至管狀玻璃纖維預浸布的厚度X4達到5mm ;得到外管毛坯。纏繞中，布帶的張カ為50N/m。用外管外模將外管毛坯固定；所述外管外模的內型腔尺寸與與外管外形尺寸相同。將固定後的外管毛坯連同模具放入烘箱，以階梯式升溫至160°C固化，其升溫過程是首先在30min內使烘箱升溫至90°C,保溫60min ;保溫結束後繼續升溫,在60min內使烘箱升溫至160°C，保溫240min ;保溫結束後，模具在烘箱內自然冷卻至60°C，取出模具放置至室溫開模，得到固化後的外管毛坯。步驟3、內管螺旋槽的加工通過數控車床，採用常規加工方法在內管3毛坯的管外壁上加工出兩 條長200mm、寬10mm、深5mm、螺距50mm環向均布的外螺旋槽。2個螺旋槽的螺旋的方向須相同。步驟4、外管螺旋槽的加工通過數控車床，採用常規加工方法在外管3毛坯的內壁加工出兩條長200mm、寬10mm、深5mm、螺距50mm環向均布的內螺旋槽。2個螺旋槽的螺旋的方向須相同。本實施例中所述的螺旋鍵有2個，均用碳纖維織物製作。所述螺旋鍵為螺旋形，類似於彈簧。該螺旋鍵的長度根據需要連接部位的長度確定，為20 400mm。螺距為10 200mm。所述螺旋鍵的橫截面為矩形，該矩形的寬度為I 20mm，高度為I 20mm。2個螺旋槽的螺旋的方向須相同。本實施例中，螺旋鍵長度為100mm，螺旋鍵的螺距為100mm，螺旋鍵橫截面的寬度為5mm，高度為8mm。2個螺旋槽的螺旋的方向均為右旋。螺旋鍵的內徑=內管的外徑一螺旋鍵的橫截面高度/2;螺旋鍵的外徑=內管的外徑+螺旋鍵的橫截面高度/2。製作螺旋鍵時，將多條碳纖維預浸布帶鋪放在螺旋鍵內模具上的螺旋槽內，具體是，先將一條寬度與螺旋鍵高度相同的碳纖維預浸布帶的表面沿螺旋鍵內模具表面的螺旋槽槽壁鋪放，並使該碳纖維預浸布帶的表面與螺旋鍵內模具螺旋槽的槽壁貼合；再依次將其餘各碳纖維預浸布帶逐層鋪放在螺旋鍵內模具螺旋槽中，直至將該螺旋鍵內模具螺旋槽內鋪滿。將螺旋鍵外模具與螺旋鍵內模具扣合併固緊，使鋪設在內模螺旋槽中的碳纖維預浸布帶嵌入螺旋鍵外模具內表面的螺旋槽中。將扣合後的模具置於烘箱中，以階梯式升溫過程將烘箱升溫至150°C固化；具體的升溫過程是首先在25min將烘箱升溫至90°C，保溫60min ;保溫結束後繼續升溫，在40min升溫至150°C，保溫240min ;保溫結束後，模具在烘箱內自然冷卻至50°C，取出模具放置至室溫開模，得到固化後的螺旋鍵毛坯。對得到的螺旋鍵毛坯修銼，得到螺旋鍵。本實施例通過螺旋建3完成與內管I、外管2的咬合，實現複合材料管件的連接。
權利要求
1.一種適用於螺旋鍵連接的複合材料管，其特徵在於，所述連接複合材料管包括內管和外管；在所述內管的管外壁上和所述外管的內壁上分別有兩條環向均布的螺旋槽；所述螺旋槽的長度與連接部位長度相同，寬度是連接部位長度的1/20，深0. 5 IOmm ;該螺旋槽的螺距為10 IOOmm ;所述2個螺旋槽螺旋的方向須相同；2個螺旋槽的位置相互對應。
2.一種製作權利要求I所述適用於螺旋鍵連接的複合材料管的方法，其特徵在於，包括以下步驟 步驟1，成型內管毛坯；通過布帶纏繞機採用常規方法成型內管的毛坯，得到壁厚為4 60mm的內管毛坯，布帶的張力為50N/m;將得到的內管毛坯用內管外模將內管毛坯固定後放入烘箱中，以階梯式升溫至160°C固化，其升溫過程是首先在30min內使烘箱升溫至90°C,保溫60min ;保溫結束後繼續升溫,在60min內使烘箱升溫至160°C,保溫240min ;保溫結束後，模具在烘箱內自然冷卻至60°C，取出模具放置至室溫開模，得到固化後的內管毛坯； 步驟2，成型外管毛坯 通過布帶纏繞機採用常規方法成型外管的毛坯，得到壁厚為4 60_的外管毛坯；纏繞中，布帶的張力為50N/m ;將得到的外管毛坯用外管外模固定後放入烘箱中，以階梯式升溫至160°C固化，其升溫過程是首先在30min內使烘箱升溫至90°C，保溫60min ;保溫結束後繼續升溫，在60min內使烘箱升溫至160°C，保溫240min ;保溫結束後，模具在烘箱內自然冷卻至60°C，取出模具放置至室溫開模，得到固化後的外管毛坯； 步驟3，內管螺旋槽的加工 在內管毛坯的管外壁上按設計要求加工出兩條環向均布的外螺旋槽； 步驟4，外管螺旋槽的加工 在外管毛坯的內壁上按設計要求加工出兩條環向均布的內螺旋槽。
全文摘要
一種適用螺旋鍵連接的複合材料管及其的製作方法。所述複合材料管包括內管和外管。在內管和外管的內壁上分別有兩條環向均布的螺旋槽，並且2個螺旋槽螺旋的方向相同、位置相互對應。所述的內管毛坯和外管毛坯均通過布帶纏繞機成型，纏繞中，布帶的張力為50N/m。將內管毛坯和外管毛坯放入烘箱，以階梯式升溫至160℃固化後得到內管和外管。在內管和外管上分別加工出螺旋槽。使用時，通過相對應的螺旋鍵實現內管和外管連接。本發明在受軸向拉力或壓力時受力分布較為均勻，有效避免了一般銷釘或鉚接帶來的應力集中對本體的破壞，與螺紋連接比較，其可靠性提高了高80％，並有效避免了腐蝕環境中通過金屬連接件連接時存在的隱患。
文檔編號B29C35/02GK102809051SQ20121027951
公開日2012年12月5日 申請日期2012年8月7日 優先權日2012年8月7日
發明者賈晶, 盧彬, 周玉璽, 沈濤, 張增強, 李琴 申請人:西安康本材料有限公司