一種用于復合材料薄壁圓管的卡箍式連接結構的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于復合材料連接技術領域，具體涉及一種用于復合材料薄壁圓管的卡箍式連接結構。
【背景技術】
[0002]復合材料在飛機制造等高科技領域應用廣泛，隨著復合材料理論研究和成型工藝的不斷進展，復合材料的整體性能有較大的提高。但是，由于受復合材料產品成型的技術水平限制以及實際應用需要，復合材料產品必然存在一定的結構分離面和工藝分離面，所以復合材料結構不可避免地存在大量的連接部位，而復合材料的連接部位一直是復合材料產品整體結構的薄弱環節，影響復合材料優異特性的充分發揮，因此根據復合材料產品的功能和使用條件，深入分析復合材料的連接特性，合理和靈活地應用復合材料的連接形式及方法，是提高復合材料產品整體結構強度，減輕復合材料產品整體重量，充分發揮復合材料優異特性的重要途徑之一。
[0003]目前復合材料薄壁圓管的連接是采用螺栓法蘭式連接，螺栓法蘭式連接是通過螺栓緊固兩個薄壁圓管端口的法蘭來實現圓管連接，此連接方式存在以下缺點:
1.在安裝和拆卸螺栓時有不同的策略，所需時間比較長，因此安裝拆卸效率較低；
2.需要進行開孔等二次機械加工處理，除了增加勞動強度和工時外，還容易對薄壁圓管造成損害，使薄壁圓管性能降低甚至損壞；
3.所需法蘭寬度較大，在機翼等有限空間內，需通過減小薄壁圓管直徑才能實現螺栓法蘭式連接，降低了薄壁圓管抗彎剛度等性能，而且重量占比也大。
[0004]可見，目前復合材料薄壁圓管的連接效率低，效果不理想，需要改進。
【發明內容】
[0005]本發明的目的是為了解決目前復合材料薄壁圓管的連接存在的上述問題，提供了一種用于復合材料薄壁圓管的卡箍式連接結構，其技術方案如下:
一種用于復合材料薄壁圓管的卡箍式連接結構，它包含兩根待接管，在兩根待接管的對接端口處分別設置有法蘭，兩個法蘭對接，圍繞兩個法蘭設置兩個相對的卡箍，兩個卡箍通過兩個或兩個以上的螺栓連接，在兩個卡箍內側均設置有與兩個法蘭緊配合的卡槽；為了提高連接結構的抗扭能力，在每個法蘭的相對兩側分別設置一個相互平行的平面，相應的，每個卡槽兩端的形狀與所述平面相配合。
[0006]本發明的有益效果為:連接牢固，抗扭能力強；各部件可以一次加工成型，避免了開孔等二次加工處理，連接簡單方便，不會對薄壁圓管造成損害，使管件保持原有特性，提高了拆裝效率和安全性；可以明顯降低法蘭的寬度，整體直徑較目前的連接方式明顯減小，適用于機翼或者其他有限空間內。
[0007]【附圖說明】:
圖1是本發明的整體結構示意圖； 圖2是圖1的分解圖；
圖3是圖1的側視圖；
圖4是法蘭的截面示意圖；
圖5是卡箍的截面示意圖；
圖6是【具體實施方式】一的原理圖；
圖7是【具體實施方式】二的原理圖；
圖8是【具體實施方式】三的原理圖；
圖9是優選方式一的原理圖。
[0008]【具體實施方式】:
下面結合附圖對本發明的技術方案作進一步的說明，但并不局限于此，凡是對本發明技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發明技術方案的精神和范圍，均應涵蓋在本發明的保護范圍中。
[0009]參照圖1至圖9，一種用于復合材料薄壁圓管的卡箍式連接結構，它包含兩根待接管1，在兩根待接管1的對接端口處分別設置有法蘭2，兩個法蘭2對接，圍繞兩個法蘭2設置兩個相對的卡箍3，兩個卡箍3通過兩個或兩個以上的螺栓4連接，在兩個卡箍3內側均設置有與兩個法蘭2緊配合的卡槽3-1 ;為了提高連接結構的抗扭能力，在每個法蘭2的相對兩側分別設置一個相互平行的平面2-1，相應的，每個卡槽3-1兩端的形狀與所述平面
2-1相配合。
[0010]【具體實施方式】一，所述兩個法蘭2的相對表面2-2均與兩個法蘭2的軸線垂直，所述兩個法蘭2均由根部2-3至邊緣2-4漸薄，即當兩個法蘭2的邊緣2-4厚度均大于零時，兩個法蘭2的橫截面均為直角梯形，兩個法蘭2的橫截面組合為等腰梯形；當兩個法蘭2的邊緣2-4厚度均等于零時，兩個法蘭2的橫截面均為直角三角形，兩個法蘭2的橫截面組合為等腰三角形；相應的，卡槽3-1的深度大于或等于法蘭2的寬度，卡槽口 3-1-1的寬度小于兩個法蘭2根部2-3的總厚度，卡槽3-1的寬度由卡槽口 3-1-1至卡槽底部3-1-2漸小(如圖6中a)，或卡槽3-1的寬度由卡槽口 3-1-1至卡槽底部3_1_2的寬度相等(如圖6中b)0
[0011]【具體實施方式】二，有一個特殊情況，所述兩個法蘭2的相對表面2-2均與兩個法蘭2的軸線垂直，所述兩個法蘭2均由根部2-3至邊緣2-4漸薄，兩個法蘭2的邊緣2_4厚度均等于零，即兩個法蘭2的橫截面均為直角三角形，兩個法蘭2的橫截面組合為等腰三角形，卡槽3-1的寬度由卡槽口 3-1-1至卡槽底部3-1-2漸小，卡槽3-1的底部寬度為零，即卡槽
3-1的底部為尖角，卡槽口3-1-1的寬度小于兩個法蘭2根部2-3的總厚度，即卡槽3-1的橫截面為等腰三角形，且兩個法蘭2的橫截面組合的等腰三角形的腰與卡槽3-1的橫截面的腰傾斜角度相同，此情況卡槽3-1的深度必然小于法蘭2的寬度，且卡槽底部3-1-2與兩個法蘭2組合后的尖角吻合，所以要在卡槽底部3-1-2設置加深槽3-1-3，以保證兩個法蘭2能受到更大的相對擠壓力。
[0012]【具體實施方式】三，所述兩個法蘭2的相對表面2-2均與兩個法蘭2的軸線垂直，所述兩個法蘭2均由根部2-3至邊緣2-4的厚度相等，即兩個法蘭2的橫截面均為方形，兩個法蘭2的橫截面的組合也為方形；相應的，卡槽3-1的寬度由卡槽口 3-1-1至卡槽底部
3-1-2漸小，即卡槽3-1的橫截面為等腰梯形或等腰三角形，卡槽口 3-1-1的寬度大于兩個法蘭2邊緣2-4的總厚度，卡槽底部3-1-2的寬度小于兩個法蘭2邊緣2-4的總厚度。
[0013]優選方式一，所述兩個法蘭2的相對表面2-2均與兩個法蘭2的軸線垂直，所述兩個法蘭2均由根部2-3至邊緣2-4漸薄，兩個法蘭2的邊緣2-4厚度均大于零，即兩個法蘭2的橫截面均為直角梯形，兩個法蘭2的橫截面組合為等腰梯形，卡槽口 3-1-1的寬度小于兩個法蘭2根部2-3的總厚度，卡槽3-1的深度大于或等于法蘭2的寬度，卡槽3-1的寬度由卡槽口 3-1-1至卡槽底部3-1-2漸小，卡槽3-1的底部寬度大于零，即卡槽3-1的橫截面為等腰梯形，且兩個法蘭2的橫截面組合的等腰梯形的腰與卡槽3-1的橫截面的腰傾斜角度相同，此設置時卡箍3與法蘭2之間以面接觸，連接結構最穩定。
[0014]優選方式二，所述全部等腰梯形和等腰三角形的腰相對于兩個法蘭2的相對表面2-2傾斜的角度為5度-30度。
【主權項】
1.一種用于復合材料薄壁圓管的卡箍式連接結構，它包含兩根待接管(1)，其特征在于在兩根待接管(1)的對接端口處分別設置有法蘭(2)，兩個法蘭(2)對接，圍繞兩個法蘭(2)設置兩個相對的卡箍(3)，兩個卡箍(3)通過兩個或兩個以上的螺栓(4)連接，在兩個卡箍(3)內側均設置有與兩個法蘭(2)緊配合的卡槽(3-1)，在每個法蘭(2)的相對兩側分別設置一個相互平行的平面(2-1)，每個卡槽(3-1)兩端的形狀與所述平面(2-1)相配合。2.如權利要求1所述一種用于復合材料薄壁圓管的卡箍式連接結構，其特征在于所述兩個法蘭⑵的相對表面(2-2)均與兩個法蘭(2)的軸線垂直，所述兩個法蘭(2)均由根部(2-3)至邊緣(2-4)漸薄，卡槽(3-1)的深度大于或等于法蘭(2)的寬度，卡槽口(3-1-1)的寬度小于兩個法蘭(2)根部(2-3)的總厚度，卡槽(3-1)的寬度由卡槽口(3-1-1)至卡槽底部(3-1-2)漸小，或卡槽(3-1)的寬度由卡槽口(3-1-1)至卡槽底部(3-1-2)的寬度相等。3.如權利要求1所述一種用于復合材料薄壁圓管的卡箍式連接結構，其特征在于所述兩個法蘭⑵的相對表面(2-2)均與兩個法蘭(2)的軸線垂直，所述兩個法蘭(2)均由根部(2-3)至邊緣(2-4)漸薄，兩個法蘭(2)的邊緣(2-4)厚度均大于零，卡槽口(3_1_1)的寬度小于兩個法蘭(2)根部(2-3)的總厚度，卡槽(3-1)的深度大于或等于法蘭(2)的寬度，卡槽(3-1)的寬度由卡槽口(3-1-1)至卡槽底部(3-1-2)漸小，卡槽(3-1)的底部寬度大于零，且兩個法蘭(2)的橫截面組合的等腰梯形的腰與卡槽(3-1)的橫截面的腰傾斜角度相同。
【專利摘要】一種用于復合材料薄壁圓管的卡箍式連接結構，屬于復合材料連接技術領域，解決了目前復合材料薄壁圓管的連接存在的問題，它包含兩根待接管，其特征在于在兩根待接管的對接端口處分別設置有法蘭，兩個法蘭對接，圍繞兩個法蘭設置兩個相對的卡箍，兩個卡箍通過兩個或兩個以上的螺栓連接，在兩個卡箍內側均設置有與兩個法蘭緊配合的卡槽，在每個法蘭的相對兩側分別設置一個相互平行的平面，每個卡槽兩端的形狀與所述平面相配合；本發明用于復合材料薄壁圓管的連接。
【IPC分類】F16L23/04, F16L21/06
【公開號】CN105276310
【申請號】CN201510699420
【發明人】蔡朝燦, 尹維龍, 王長國, 赫曉東, 鄒恢燃, 張振雷
【申請人】哈爾濱工業大學
【公開日】2016年1月27日
【申請日】2015年10月26日