专利名称：一种径向连接力矩管及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种径向连接力矩管及其制造方法，属于传动技术领域，特别适于作 高强度、低漏热要求的传递力矩的力矩管。
背景技术：
在一些低温应用场合，必须用高强度、绝热性能好的所谓力矩管来连接处于低温 状态下的部件和处于常温状态下的部件，从而实现绝热、承载重量和传递力矩的作用。现有 技术中已有的多种力矩管，按照采用材料来分，其结构方案大致可分为全复合材料轴向连 接方案，全复合材料径向连接方案，以及金属法兰连接方案。对于现有的全复合材料轴向 连接方案与径向连接方案，力矩管的结构形式是将筒体和法兰部分均采用复合材料。此两 种方案由于需要在复合材料法兰上钻孔，而开孔部位却会打断复合材料纤维，降低力矩管 强度；同时，在低温工况下，对于轴向连接方案，由于连接螺栓(或销钉)与复合材料线胀系 数的不同而产生径向错位，无法满足同轴度的要求。因此，采用全复合材料力矩管方案，无 论是轴向连接方案还是径向连接方案，在技术上均存在一定的缺陷和风险，不能满足力矩 管设计的要求。对于现有的金属法兰连接方案，力矩管的结构形式是两端采用金属法兰，筒 体采用复合材料，其中复合材料与金属之间通过低温胶层粘接在一起，以传递力矩。但是， 在低温工况下，由于复合材料与金属材料的线胀系数不同，复合材料与金属之间的粘接部 位会受到径向拉力。因此，采用纯粘接方案在技术上存在一定的缺陷和风险，不能满足力矩 管设计的要求。由上可知，力矩管是某些低温应用场合中连接低温部件与常温部件的一个重要的 过渡部件，但现有技术在解决连接部件的同轴度、抗扭能力等方面存在一些问题。
发明内容
本发明的一个目的是克服现有技术的缺点，从力矩管实际工作特性入手，优化力 矩管结构，综合考虑被连接部件的外接轴同轴度要求、低温要求、隔热要求及传递力矩等要 求，提供一种高强度、低漏热的用于传递力矩的径向连接力矩管。本发明的另一个目的是提供一种径向连接力矩管的制造方法。本发明径向连接力矩管技术方案是一种径向连接力矩管，它有一个筒体；所述 筒体两端分别有一个外环和一个内环；筒体两端的外环及内环与筒体之间有起连接作用 的低温粘胶层；筒体两端的外环的外圆与筒体两端的内环的内圆轴心线重合，即为同轴； 筒体两端径向上分别有穿过外环和内环的用于定位和固定连接外接轴的定位连接孔；所 述的筒体材料为高强度并能满足低漏热的非金属的复合材料或塑料。在上述方案的基础上更进一步的技术方案是
所述的径向连接力矩管，其内环横截面的形状是内圈为圆形，外圈为多边形或锯齿形； 外环其横截面的形状是外圈为圆形，内圈为多边形或锯齿形；筒体两端横截面的形状分别 与所连接的内环及外环连接部位的形状相匹配的多边形或锯齿形。
所述的径向连接力矩管，其内环和外环的内圈和外圈横截面的形状均为圆形，即 内环和外环均为圆环。所述的径向连接力矩管，其定位连接孔为铆钉孔，或销钉孔，或螺纹孔。所述的径向连接力矩管，其外环和内环的材料为在20k低温下有足够的塑性和韧 性，并有较高的机械强度及好的工艺性能的耐低温的金属材料。所述的径向连接力矩管，其内环选用不锈钢材料，外环选用防锈铝材料，或不锈 纲材料。所述的径向连接力矩管，其筒体复合材料选自碳纤维复合材料，或玻璃纤维复合 材料。所述的径向连接力矩管，其筒体材料为多孔的复合材料，或多孔的塑料。所述的径向连接力矩管，其低温粘胶层为在20k温度下，不开裂，不发脆的低温粘 胶形成的粘胶层。本发明一种径向连接力矩管的制造方法，包括下述步骤
第一步，将内环、外环和筒体连接成一体在备好的内环外圈表面上涂上低温粘胶， 再将有机玻璃布缠上，每缠一层都涂上低温粘胶；然后，对玻璃布进行加热，固化后就成了 具有内环的筒体；再在该具有内环的筒体两端的外表面上涂上低温粘胶，最后将外环热套 在具有内环的筒体两端，成为一体；
第二步，加工第一步制成的半成品对第一步完成的半成品内环内圈表面及外环外圈 表面进行加工，使筒体两端的外环的外圆与筒体两端的内环的内圆轴心线重合，即为同轴， 成为合格产品。本发明的力矩管技术效果显著，具有高强度、低漏热及满足同轴度等优点，适合在 传动技术领域中运用。
图1为本发明一种径向连接力矩管半剖视主视图2为本发明一种径向连接力矩管端部局部放大图，定位连接孔在装配时加工； 图3为本发明一种径向力矩管与外部的外接轴连接示意图。图中，各标记所对应的名称为 1 一筒体； 2、2，一外环；3、3，一内 环；4、4’、5、5，一低温粘胶层；6、6’ 一定位连接孔；7、7’ 一外接轴。
具体实施例方式结合附图和实施例对本发明径向连接力矩管作进一步说明如下
实施例1 如图所示，本发明径向连接力矩管技术方案是一种径向连接力矩管，它有 一个筒体ι ；所述筒体ι两端分别有一个外环和一个内环，即一端为外环2，和内环3，另 一端为外环2’和内环3’ ；筒体1两端的外环及内环与筒体之间有起连接作用的低温粘胶 层，即一端是外环2与筒体1之间的低温粘胶层4，内环3与筒体1之间的低温粘胶层5 ； 另一端是外环2’与筒体1之间的低温粘胶层4’，内环3’与筒体1之间的低温粘胶层5’ ； 筒体两端的外环的外圆与筒体两端的内环的内圆轴心线重合，即为同轴；如图3所示，筒 体两端径向上分别有穿过外环和内环的用于定位和固定连接外接轴的定位连接孔，即筒体1的一端上有定位连接孔6，用于定位和连接外接轴7，筒体1另一端上有定位连接孔 6’，用于定位和连接外接轴7’，两个定位连接孔6、6’为销钉孔，也可以选为铆钉孔或螺 纹孔；定位连接孔可预先制成，最好在装配外接轴7及外接轴7’时同时制成。所述的 筒体1的材料为高强度并能满足低漏热的非金属的复合材料，本实施例选用碳纤维复合材 料。外环和内环的材料为在20k低温下有足够的塑性和韧性，并有较高的机械强度及好的 工艺性能的耐低温的金属材料，本实施例内环3、3’选用不锈钢材料，外环2、2’选用防锈 铝LF6材料。低温粘胶层4、4’、5、5’为在20k温度下，不开裂，不发脆的低温粘胶形成的粘 胶层，低温粘胶选用上海合成树脂研究所的DW型低温粘胶。本实施例的内环3、3’横截 面的形状是内圈为圆形，外圈为多边形，也可以是锯齿形；外环2、2’其横截面的形状是外 圈为圆形，内圈为多边形，也可以是锯齿形；筒体1两端横截面的形状分别与所连接的内环 3、3’及外环2、2’连接部位的形状相匹配的多边形或锯齿形。所述筒体1为复合材料，筒 体1外表面与防锈铝制成的外环2及外环2’的内表面通过过盈配合及低温粘胶层4、4’连 接在一起，以增强力矩管的抗扭能力；筒体1内表面与不锈钢制成的内环3及内环3’的外 表面通过多边形或锯齿形配合及低温粘胶层5、5’连接在一起，以增强力矩管的抗扭能力。本实施例的径向连接力矩管的制造方法，其步骤为
第一步，将内环3、3’、外环2、2’和筒体1连接成一体在备好的内环3、3’外圈表面上 涂上低温粘胶，再将有机玻璃布缠上，每缠一层都涂上低温粘胶；然后，对玻璃布进行加 热，固化后就成了具有内环3、3’的筒体；再在该具有内环3、3’的筒体1两端的外表面上涂 上低温粘胶，最后将外环2、2’热套在具有内环3、3’的筒体1两端，成为一体；
第二步，加工第一步制成的半成品对第一步完成的半成品内环3、3’内圈表面及外环 2、2’外圈表面进行加工，使筒体1两端的外环2、2’的外圆与筒体1两端的内环3、3’的内 圆轴心线重合，即为同轴，使第一步完成的径向连接力矩管在装配使用时所连接的两端的 外接轴同轴。实施例2 与上述实施例1不同的是所述的筒体1的材料为高强度并能满足低 漏热的塑料。内环3、3’选用不锈钢材料，外环2、2’也选用不锈纲材料。低温粘胶选用上 海振华造漆厂的JSF-6低温粘胶，或MyCast2850GT。实施例3 与上述实施例1不同的是内环3、3’和外环2、2’为圆环，内环3、3’的 外表面和外环2、2’的内表面上有用于增强与筒体结合力、提高抗扭能力的凹槽。筒体1非 金属复合材料选自玻璃纤维复合材料。实施例4 与上述实施例1不同的是筒体1材料为多孔的复合材料，或选多孔的塑料。本发明保护范围不限于上述实施例。
权利要求
1.一种径向连接力矩管，其特征在于，它包括一个筒体；所述筒体两端分别有一个外 环和一个内环；筒体两端的外环及内环与筒体之间有起连接作用的低温粘胶层；筒体两 端的外环的外圆与筒体两端的内环的内圆轴心线重合，即为同轴；筒体两端径向上分别有 穿过外环和内环的用于定位和固定连接外接轴的定位连接孔；所述的筒体材料为高强度 并能满足低漏热的非金属的复合材料或塑料。
2.按权利要求1所述的径向连接力矩管，其特征在于，所述的内环其横截面的形状是 内圈为圆形，外圈为多边形或锯齿形；外环其横截面的形状是外圈为圆形，内圈为多边形或 锯齿形；筒体两端横截面的形状分别与所连接的内环及外环连接部位的形状相匹配的多边 形或锯齿形。
3.按权利要求1所述的径向连接力矩管，其特征在于，所述的内环和外环的内圈和外 圈横截面的形状均为圆形，即内环和外环均为圆环。
4.按权利要求1所述的径向连接力矩管，其特征在于，所述定位连接孔为铆钉孔，或销 钉孔，或螺纹孔。
5.按权利要求1所述的径向连接力矩管，其特征在于，所述外环和内环的材料为在20k 低温下有足够的塑性和韧性，并有较高的机械强度及好的工艺性能的耐低温的金属材料。
6.按权利要求5所述的径向连接力矩管，其特征在于，内环选用不锈钢材料，外环选用 防锈铝材料，或不锈纲材料。
7.按权利要求1所述的径向连接力矩管，其特征在于，所述的筒体复合材料选自碳纤 维复合材料，或玻璃纤维复合材料。
8.按权利要求1所述的径向连接力矩管，其特征在于，所述的筒体材料为多孔的复合 材料，或多孔的塑料。
9.按权利要求1所述的径向连接力矩管，其特征在于，所述的低温粘胶层为在20k温度 下，不开裂，不发脆的低温粘胶形成的粘胶层。
10.一种实现上述任何一个权利要求所述的径向连接力矩管的制造方法，其特征在于， 包括下述步骤第一步，将内环、外环和筒体连接成一体在备好的内环外圈表面上涂上低温粘胶， 再将有机玻璃布缠上，每缠一层都涂上低温粘胶；然后，对玻璃布进行加热，固化后就成了 具有内环的筒体；再在该具有内环的筒体两端的外表面上涂上低温粘胶，最后将外环热套 在具有内环的筒体两端，成为一体；第二步，加工第一步制成的半成品对第一步完成的半成品内环内圈表面及外环外圈 表面进行加工，使筒体两端的外环的外圆与筒体两端的内环的内圆轴心线重合，即为同轴， 成为合格产品。
全文摘要
本发明涉及一种径向连接力矩管及其制造方法，特别适于作高强度、低漏热要求的传递力矩的力矩管。径向连接力矩管,其筒体两端分别有一个外环和一个内环;筒体两端的外环及内环与筒体之间有起连接作用的低温粘胶层;筒体两端的外环的外圆与筒体两端的内环的内圆轴心线重合;筒体两端径向上有定位连接孔;所述的筒体材料为高强度并能满足低漏热的非金属的复合材料或塑料。制造方法为将内外环和筒体连接成一体后再进行加工的两个步骤。本发明优点是:具有高强度、低漏热及满足同轴度等优点，适合在传动技术领域中运用。
文档编号F16D1/02GK102128212SQ20111003689
公开日2011年7月20日 申请日期2011年2月12日 优先权日2011年2月12日
发明者叶志刚, 周勇, 谢峰, 郑军, 钮小军 申请人:中国船舶重工集团公司第七一二研究所