阅读说明：本技术 一种抗侧滚扭杆及制备方法 (Anti-side-rolling torsion bar and preparation method thereof ) 是由 吴佩芳 释加才让 刘家鑫 李发长 丁存光 于勇智 肖云健 惠鹏 于 2020-05-11 设计创作，主要内容包括：本发明涉及轨道交通车辆设备技术领域,具体涉及一种抗侧滚扭杆,扭杆轴；两个扭臂,分别与所述扭杆轴的两端部连接；两个垂向连杆,分别与两个所述扭臂的远离所述扭杆轴的端部连接；所述扭杆轴、扭臂、垂向连杆为碳纤维复合材料制成。本发明通过采用碳纤维复合材料制作而成的扭杆轴、扭臂、垂向连杆,使得抗侧滚扭杆在磁场中使用时,不会在抗侧滚扭杆的内部产生感应电动势,因此不会产生涡流效应,进而不会产生热源,可以实现了轨道交通车辆在无接触网供电过程中的零升温,进而保证了轨道交通车辆在运动中的稳定性,降低了安全隐患。(The invention relates to the technical field of rail transit vehicle equipment, in particular to an anti-side-rolling torsion bar, which comprises a torsion bar shaft and a torsion bar shaft; two torque arms respectively connected with two ends of the torque rod shaft; the two vertical connecting rods are respectively connected with the end parts, far away from the torsion rod shaft, of the two torsion arms; the torsion bar shaft, the torsion arm and the vertical connecting rod are made of carbon fiber composite materials. According to the invention, the torsion bar shaft, the torsion arm and the vertical connecting rod are made of the carbon fiber composite material, so that when the anti-side-rolling torsion bar is used in a magnetic field, induced electromotive force cannot be generated in the anti-side-rolling torsion bar, an eddy current effect cannot be generated, a heat source cannot be generated, zero temperature rise of the rail transit vehicle in the power supply process without a contact net can be realized, the stability of the rail transit vehicle in motion is further ensured, and potential safety hazards are reduced.)

一种抗侧滚扭杆及制备方法

技术领域

本发明涉及轨道交通车辆设备技术领域，具体涉及一种抗侧滚扭杆及制备方法。

背景技术

抗侧滚扭杆是轨道交通车辆安装在转向架上的关键部件，主要用于抑制在轨道交通车辆转弯，侧风等情况下出现的车体侧滚。

目前，对轨道交通车辆的供电方式一般采用无接触网式进行供电，该无接触网式全程无架空接触网运行，消除了接触网供电存在的视觉污染。无接触网供电的主要方式之一为通过超大电容形成磁场，为轨道交通车辆进行充电，但是在充电的过程中，轨道交通车辆内的抗侧滚扭杆在磁场中容易产生“涡流效应”，从而引起抗侧滚扭杆的急速升温，进而在转向架上形成热源，该热源的产生导致轨道交通车辆存在严重的安全隐患。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有抗侧滚扭杆系统在磁场中容易产生涡流效应的缺陷，从而提供一种不会在磁场中产生涡流效应的抗侧滚扭杆及制备方法。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种抗侧滚扭杆，包括：

扭杆轴；

两个扭臂，分别与所述扭杆轴的两端部连接；

两个垂向连杆，分别与两个所述扭臂的远离所述扭杆轴的端部连接；

所述扭杆轴、扭臂、垂向连杆为碳纤维复合材料制成。

进一步，所述碳纤维复合材料为碳纤维预浸料。

进一步，所述扭杆轴和所述扭臂之间设有加强结构。

进一步，所述加强结构的一端具有孔，所述扭杆轴穿设于所述孔中与所述加强结构固定连接，所述加强结构的侧壁与所述扭臂紧密贴合固定。

进一步，还包括，

第一连接孔，设于所述扭臂远离所述扭杆轴的一端；

第二连接孔，设于所述垂向连杆的一端，在所述第一连接孔与所述第二连接孔内***第一接头。

进一步，还包括：

第三连接孔，设于所述垂向连杆的另一端，在所述第三连接孔内***第二接头。

本发明还提供了一种抗侧滚扭杆的制备方法，制作扭杆轴和垂向连杆包括如下步骤：

将碳纤维复合材料制成层状结构；

将所述层状结构逐层缠绕在芯模上；

固化后脱模。

进一步，在所述步骤将所述层状结构逐层缠绕在芯模上中还包括：

将所述层状结构穿过机械张力器后，逐层缠绕在芯模上。

进一步，制作扭臂和加强结构包括如下步骤：

将所述层状结构逐层铺贴后，利用模具进行模压；

固化后脱模。

进一步，在所述固化后脱模后还包括如下步骤：

对脱模后产品的表面进行机械加工和/或打磨。

本发明技术方案，具有如下优点：

1.本发明提供的抗侧滚扭杆，包括扭杆轴；两个扭臂，分别与所述扭杆轴的两端部连接；两个垂向连杆，分别与两个所述扭臂的远离所述扭杆轴的端部连接；所述扭杆轴、扭臂、垂向连杆为碳纤维复合材料制成。

通过采用碳纤维复合材料制作而成的扭杆轴、扭臂、垂向连杆，使得抗侧滚扭杆在磁场中使用时，不会在抗侧滚扭杆的内部产生感应电动势，因此不会产生涡流效应，进而不会产生热源，可以实现了轨道交通车辆在无接触网供电过程中的零升温，进而保证了轨道交通车辆在运动中的稳定性，降低了安全隐患。

2.本发明提供的抗侧滚扭杆，所述扭杆轴和所述扭臂之间设有加强结构。通过加强结构的设置，从而为扭臂提高了反向的扭矩，进而提高了抗侧滚扭杆的整体刚度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明

具体实施方式

或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的抗侧滚扭杆的结构示意图；

图2为层状结构缠绕在芯模上的结构示意图；

附图标记说明：

1-扭杆轴；2-扭臂；3-第一连接孔；4-加强结构；5-垂向连杆；6-第二连接孔；7-第三连接孔；8-第一接头；9-第二接头；10-机械张力器；11-芯模；

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

现有技术中的抗侧滚扭杆通常采用金属材料制作而成，例如52CrMoV4或34CrNiMo6、36NiCrMo16HQT等金属材料，但是无接触网供电的主要方式之一为通过超大电容形成磁场，为轨道交通车辆进行充电，在充电的过程中，由于抗侧滚扭杆是由金属材料制作而成，因此，会在金属材料制成的抗侧滚扭杆的内部产生感应电动势，从而在磁场中容易产生“涡流效应”，最终引起抗侧滚扭杆的急速升温，形成热源，该热源的产生导致轨道交通车辆存在严重的安全隐患。

为解决上述问题，如图1至图2所示，本发明提供了一种抗侧滚扭杆，包括扭杆轴1；两个扭臂2，分别与所述扭杆轴1的两端部连接；两个垂向连杆5，分别与两个所述扭臂2的远离所述扭杆轴1的端部连接；所述扭杆轴1、扭臂2、垂向连杆5为碳纤维复合材料制成。

通过采用碳纤维复合材料制作而成的扭杆轴1、扭臂2、垂向连杆5，使得抗侧滚扭杆在磁场中使用时，不会在抗侧滚扭杆的内部产生感应电动势，因此不会产生涡流效应，进而不会产生热源，实现了轨道交通车辆在无接触网供电过程中的零升温，保证了轨道交通车辆在运行中的稳定性，降低了安全隐患。在本实施例中，所述碳纤维复合材料为碳纤维预浸料。

具体地，所述扭杆轴1和所述扭臂2之间设有加强结构4，其中所述加强结构4的一端具有孔，扭杆轴1穿设于该孔中，并与所述加强结构4固定连接，所述加强结构4的侧壁与所述扭臂2紧密贴合固定。通过加强结构4的设置，从而为扭臂2提高了反向的扭矩，进而提高了抗侧滚扭杆的整体刚度。

在本实施例中，还包括第一连接孔3和第二连接孔6；

第一连接孔3，设于所述扭臂2远离所述扭杆轴1的一端，即设置在扭臂2的右端；

第二连接孔6，设于所述垂向连杆5的一端，在所述第一连接孔3与所述第二连接孔6内***第一接头8，从而实现扭臂2与垂向连接杆的连接。

在本实施例中，还包括第三连接孔7，设于所述垂向连杆5的另一端，在所述第三连接孔7内***第二接头9，其中第二接头9用于与车体上其他结构连接。

其中，第一接头8和第二接头9为金属橡胶。金属橡胶是一种均质的弹性多孔物质，利用特定的工艺方法，将一定质量的、拉伸开的、螺旋状态的金属丝有序地排放在冲压模具中，然后用冷冲压方法而成型。第一接头8和第二接头9的原材料为金属丝，即具有所选金属固有的特性，同时又具有像橡胶一样的弹性。

如图1至图2所示，本发明还提供了一种抗侧滚扭杆的制备方法，制作扭杆轴1和垂向连杆5包括如下步骤：将碳纤维复合材料制成层状结构，所述层状结构穿过机械张力器10后，将所述层状结构逐层缠绕在芯模11上，固化后在进行脱模，并对脱模后产品的表面进行机械加工和/或打磨。

其中碳纤维复合材料为碳纤维预浸料，碳纤维预浸料利用树脂在严格控制的条件下浸渍成连续纤维或织物，制成树脂基体与增强体的组合物。提前将碳纤维复合材料在严格的条件下制作成层状结构，保证了该层状结构的制作效果，同时也增加了该层状结构的稳定性，进而提高了制作扭杆轴1和垂向连杆5的稳定性，和制成抗侧滚扭杆的稳定性。该层状结构穿过机械张力器10，提高了自身所具有的张力，在逐层缠绕在芯模11上时，提高了层状结构的缠绕效果，使得制作之后的扭杆轴1和垂向连杆5的效果更好。

在本实施例中，芯模11可以为金属芯模11，还可以为气袋芯模11或橡胶芯模11。

具体地，制作扭臂2和加强结构4包括如下步骤：将所述层状结构逐层铺贴后，利用模具进行模压，固化后脱模，并对脱模后产品的表面进行机械加工和/或打磨，从而改善脱模后的扭臂2和加强结构4的表面质量。机械加工方式和打磨方式根据实际需要自行设定。

其中，模压是压缩模塑的简称，又称压塑。将该层厚结构逐层铺贴之后，在闭合模腔内借助加热、加压而成型为制品的方法。

并且，通过试验进行对比，利用碳纤维复合材料制作而成的抗侧滚扭杆的在100KW功率下运行2分钟，升温仅为1.3℃，而利用抗侧滚扭杆在100KW功率下运行2分钟，升温超过100℃，从而表明用碳纤维复合材料制作而成的抗侧滚扭杆彻底解决了，在磁场下金属材料制成的抗侧滚扭杆容易产生的涡流效应，而出现剧烈升温的问题。

具体组装方法为；预先将加强结构4套设在扭杆轴1的两端，然后再套设扭臂2，并利用胶接工装进行固定，然后在通过螺栓和销钉、以及结构胶，将扭杆轴1、加强结构4、以及扭臂2连接成一整体；同时为了保证抗侧滚扭杆的灵活性，第二连接孔6与第一接头8之间采用螺纹连接，第三连接孔7与第二接头9之间采用螺纹连接，从而与扭臂2、扭杆轴1、加强结构4、垂向连杆5、第一接头8和第二接头9组装成抗侧滚扭杆。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。