一種復(fù)合碳纖維油缸，屬于液壓油缸技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
輕量化設(shè)計是液壓油缸的一個發(fā)展方向，復(fù)合碳纖維油缸最根本的優(yōu)勢是極大地減輕了部件的重量，并增強(qiáng)了它的負(fù)載性能。原有技術(shù)是無內(nèi)襯的碳纖維缸筒，在復(fù)合碳纖維纏繞的過程中，缸筒內(nèi)孔變形量的控制及纏繞后內(nèi)孔尺寸精度和粗糙度達(dá)不到設(shè)計要求，同時不能承受高壓；當(dāng)碳纖維缸筒內(nèi)孔增加金屬內(nèi)襯后，油缸處于高壓狀態(tài)時，金屬內(nèi)襯與非金屬碳纖維缸筒的膨脹系數(shù)不一致，容易導(dǎo)致金屬內(nèi)襯與碳纖維缸筒剝離，所以制造滿足設(shè)計要求和高壓使用的復(fù)合碳纖維缸筒是一個難題。
復(fù)合碳纖維優(yōu)點是重量輕、非磁性、不腐蝕和不擴(kuò)展性，復(fù)合碳纖維缺點是無焊接性、連接強(qiáng)度弱，如何規(guī)避油口纏繞、連接部位的焊接成為碳纖維油缸設(shè)計的另一個難題。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種缸筒內(nèi)孔精度、形位公差及光潔度符合設(shè)計要求并且在高壓狀態(tài)工作穩(wěn)定的碳纖維油缸。
為解決上述技術(shù)問題，本實用新型所采用的技術(shù)方案：一種復(fù)合碳纖維油缸，包括缸底、活塞、活塞桿組件、無金屬內(nèi)襯的缸筒和缸蓋，所述缸底與缸筒連接處設(shè)置有缸底靜密封，所述缸蓋由外向里依次設(shè)置有防塵圈、導(dǎo)向帶、缸蓋靜密封并且防塵圈、導(dǎo)向帶設(shè)置在活塞桿組件與缸蓋之間、缸蓋靜密封設(shè)置在缸蓋與缸筒之間，在所述活塞桿組件與缸蓋之間還設(shè)置有活塞桿密封圈，所述活塞設(shè)置有活塞密封圈；
所述缸筒由復(fù)合碳纖維及納米材料纏繞而成，并且在缸蓋的兩端均設(shè)有復(fù)合碳纖維及納米材料纏繞而成的螺紋，所述缸底、缸蓋與缸筒的連接端也開加工有螺紋；
所述活塞桿組件的活塞桿為空心管，在活塞桿設(shè)有油缸反腔進(jìn)油口，所述缸底設(shè)有油缸正腔進(jìn)油口；
所述缸蓋、活塞、缸底制作材料均為鋁材，所述活塞桿組件的活塞桿制作材料為合金結(jié)構(gòu)鋼。
所述缸筒在模具上完成復(fù)合碳纖維及納米材料的纏繞。
所述缸筒由復(fù)合碳纖維及納米材料纏繞后再機(jī)加制成。
所述缸筒由復(fù)合碳纖維及納米材料以多種角度交叉纏繞而成，并且纏繞角度為5°～90°。
所述缸筒兩端的螺紋設(shè)有10°～25°的過渡倒角。
本實用新型和現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下有益效果。
一、本實用新型采用無金屬內(nèi)襯的復(fù)合碳纖維缸筒使得油缸減重效果明顯，能夠達(dá)到45%-70%，并且缸筒采用復(fù)合碳纖維及納米材料纏繞而成，增加了缸筒的致密度，使得缸筒強(qiáng)度更高、缸筒更加耐磨、防滲漏，同時本實用新型無金屬內(nèi)襯的缸筒也不會出現(xiàn)加金屬內(nèi)襯的缸筒在受到高壓后金屬與非金屬膨脹系數(shù)不一致、變形不一致的問題，通過在缸筒兩端纏繞螺紋，使得缸筒與缸底、缸蓋螺紋連接后的強(qiáng)度高，解決了復(fù)合碳纖維連接強(qiáng)度弱、無焊接性的缺點；
為解決缸筒纏繞油口以及連接部位的設(shè)計難度問題，本實用新型將進(jìn)油口設(shè)計在空心的活塞桿以及缸底上，通過在活塞桿設(shè)置將油液送入油缸反腔的油缸反腔進(jìn)油口、在缸底設(shè)置將油液送入油缸正腔的油缸正腔進(jìn)油口，使得缸底、活塞桿能夠向油缸供油，實現(xiàn)活塞桿伸出、收回的雙向運動，由此解決了缸筒纏繞油口以及連接部位的設(shè)計難題。
二、本實用新型的缸筒在專用模具上完成纏繞工作，由于模具的精度、形位公差以及光潔度有保證，因此纏繞脫模后的缸筒內(nèi)孔精度、形位公差以及光潔度也都可以滿足設(shè)計要求，工作過程中密封性好，無滲漏現(xiàn)象。
三、本實用新型的缸筒以及缸筒螺紋采用復(fù)合碳纖維、納米材料纏繞時，采用不同角度交叉纏繞以保證能承受不同方向力的設(shè)計要求，工作過程中密封性好，無滲漏現(xiàn)象。
附圖說明
圖1為本實用新型的示意圖。
圖中，1為缸底，2為缸底靜密封，3為活塞密封圈，4為活塞，5為缸筒，6為活塞桿組件，7為缸蓋靜密封，8為導(dǎo)向帶，9為活塞桿密封圈，10為防塵圈，11為缸蓋。
具體實施方式
實施例一
如圖1所示，一種復(fù)合碳纖維油缸，包括缸底1、活塞4、活塞桿組件6、無金屬內(nèi)襯的缸筒5和缸蓋11，所述缸底1與缸筒5連接處設(shè)置有缸底靜密封2，所述缸蓋11由外向里依次設(shè)置有防塵圈10、導(dǎo)向帶8、缸蓋靜密封7并且防塵圈10、導(dǎo)向帶8設(shè)置在活塞桿組件6與缸蓋11之間、缸蓋靜密封7設(shè)置在缸蓋11與缸筒5之間，在所述活塞桿組件6與缸蓋11之間還設(shè)置有活塞桿密封圈9，所述活塞4設(shè)置有活塞密封圈3；
所述缸筒5由復(fù)合碳纖維及納米材料纏繞而成，并且在缸蓋11的兩端均設(shè)有復(fù)合碳纖維及納米材料纏繞而成的螺紋，所述缸底1、缸蓋11與缸筒5的連接端也開加工有螺紋；
所述活塞桿組件6的活塞桿為空心管，在活塞桿設(shè)有油缸反腔進(jìn)油口，所述缸底1設(shè)有油缸正腔進(jìn)油口；
所述缸蓋11、活塞4、缸底1制作材料均為鋁材，所述活塞桿組件6的活塞桿制作材料為合金結(jié)構(gòu)鋼。
所述缸筒5由復(fù)合碳纖維及納米材料纏繞后再機(jī)加制成。
所述缸筒5由復(fù)合碳纖維及納米材料以多種角度交叉纏繞而成，并且纏繞角度為5°～90°。
所述缸筒5兩端的螺紋設(shè)有10°～25°的過渡倒角。
實施例二
如圖1所示，一種復(fù)合碳纖維油缸，包括缸底1、活塞4、活塞桿組件6、無金屬內(nèi)襯的缸筒5和缸蓋11，所述缸底1與缸筒5連接處設(shè)置有缸底靜密封2，所述缸蓋11由外向里依次設(shè)置有防塵圈10、導(dǎo)向帶8、缸蓋靜密封7并且防塵圈10、導(dǎo)向帶8設(shè)置在活塞桿組件6與缸蓋11之間、缸蓋靜密封7設(shè)置在缸蓋11與缸筒5之間，在所述活塞桿組件6與缸蓋11之間還設(shè)置有活塞桿密封圈9，所述活塞4設(shè)置有活塞密封圈3；
所述缸筒5由復(fù)合碳纖維及納米材料纏繞而成，并且在缸蓋11的兩端均設(shè)有復(fù)合碳纖維及納米材料纏繞而成的螺紋，所述缸底1、缸蓋11與缸筒5的連接端也開加工有螺紋；
所述活塞桿組件6的活塞桿為空心管，在活塞桿設(shè)有油缸反腔進(jìn)油口，所述缸底1設(shè)有油缸正腔進(jìn)油口；
所述缸蓋11、活塞4、缸底1制作材料均為鋁材，所述活塞桿組件6的活塞桿制作材料為合金結(jié)構(gòu)鋼。
所述缸筒5在模具上完成復(fù)合碳纖維及納米材料的纏繞。
所述缸筒5由復(fù)合碳纖維及納米材料以多種角度交叉纏繞而成，并且纏繞角度為5°～90°。
所述缸筒5兩端的螺紋設(shè)有10°～25°的過渡倒角。
本實用新型的缸筒5既可以采用先纏繞后再機(jī)加的制作方式，也可以采用在模具上完成纏繞再脫模的制作方式。
本實用新型的缸筒5采用纏繞后再機(jī)加的制作方式時，其裝配步驟如下：
一、將活塞桿組件6裝配為一體；
二、將缸蓋11套在活塞桿上，將活塞4與活塞桿組件6螺紋連接；
三、將缸底1與缸筒5螺紋連接；
四、將連接好的各部件裝入缸筒5內(nèi)腔，將缸蓋11擰緊在缸筒5上；
五、試驗活塞桿的伸出、收回是否靈活、可靠，有無內(nèi)外泄漏現(xiàn)象。
本實用新型的缸筒5采用模具纏繞的制作方式時，其裝配步驟如下：
一、根據(jù)缸筒5的內(nèi)徑尺寸制作專用模具；
二、在專用模具上進(jìn)行纏繞缸筒5，直到符合要求后脫模；
三、對脫模的缸筒5進(jìn)行局部打磨處理；
四、將活塞桿組件6裝配為一體；
五、將缸蓋11套在活塞桿上，將活塞4與活塞桿組件6螺紋連接；
六、將缸底1與缸筒5螺紋連接；
七、將連接好的各部件裝入缸筒5內(nèi)腔，將缸蓋11擰緊在缸筒5上；
八、試驗活塞桿的伸出、收回是否靈活、可靠，有無內(nèi)外泄漏現(xiàn)象。
所述缸筒5制作完成后光潔度應(yīng)達(dá)到0.2-0.4，這樣在缸筒5內(nèi)壁形成油膜，無外滲漏現(xiàn)象；同時缸筒5能夠承受25MPa的工作壓力、31.5MPa的試驗壓力，缸筒5強(qiáng)度高。
本實用新型工作時，當(dāng)油通過缸底1的正腔進(jìn)油口進(jìn)入油缸正腔時，推動活塞4運動，活塞桿伸出；當(dāng)油通過活塞桿組件6的活塞桿反腔進(jìn)油口進(jìn)入油缸反腔，活塞桿收回。整個活塞桿的伸出、收回過程靈活、平穩(wěn)，缸筒5的螺紋強(qiáng)度穩(wěn)定可靠。
本實用新型的設(shè)計涉及航空、航天、工程機(jī)械的各個領(lǐng)域，可應(yīng)用在工業(yè)行業(yè)、機(jī)械設(shè)備、娛樂行業(yè)、試驗設(shè)備等多個領(lǐng)域。
上述實施例是對本實用新型結(jié)構(gòu)的解釋而非限制，在不脫離本實用新型原理前提下所作的變形也在本實用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。