CN107521652A - 组合式复合材料多通管接头及其安装方法 - Google Patents

组合式复合材料多通管接头及其安装方法 Download PDF

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孙辽
付强
朱小军
富琛阳子
李振
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Abstract

本发明涉及管道结构设计技术领域，具体提供了一种组合式复合材料多通管接头及其安装方法，将管接头按照各轴线确定出的工艺分离面进行分割，根据制造需要将接头剖分成多个管接头分部单独制造，并通过管口箍带将管接头箍紧，与桁架杆共同形成整体的多通管接头，相比于一体化的多通接头，在满足结构连接强度要求的同时，简化了模具和制造流程，降低了成本，同时增强了装配时的工艺补偿性。

Description

组合式复合材料多通管接头及其安装方法
技术领域
本发明涉及管道结构设计技术领域，特别涉及组合式复合材料多通管接头及其安装方法。
背景技术
在无人机结构设计时为了最大限度地减轻结构重量，结构效率更高的复合材料桁架结构被越来越多地采用，而目前，复合材料多通管接头多采用一体成型的工艺方式制作，该方式对模具精度要求高，制造工艺复杂且制备成本高。
发明内容
为克服上述现有技术存在的至少一种缺陷，本发明提供了一种组合式复合材料多通管接头，包括X向接头、Y向接头和Z向接头，各接头套合在对应的桁架杆上且和桁架杆同轴设置；
通过同一平面内的各接头的轴线确定工艺分离面，各工艺分离面将所述多通管接头分割为多个管接头分部，各管接头分部单独成型，各管接头分部和工艺分离面之间留有间隙；
以工艺分离面的交点为原点，X向接头、Y向接头和Z向接头均位于该原点的其中一侧；
X向接头、Y向接头和Z向接头的端部均设有管口箍带，用于将各管接头分部箍紧并使其与桁架杆相固定。
优选的，还包括斜向接头，斜向接头的轴线在工艺分离面上，且该轴线为X向接头、Y向接头和Z向接头中的两个接头轴线形成的夹角的角平分线。
优选的，X向接头和Y向接头之间、Y向接头和Z向接头之间、X向接头和Z向接头之间均设有斜向接头。
优选的，X向接头、Y向接头和Z向接头的轴线互相垂直。
优选的，X向接头、Y向接头、Z向接头和斜向接头的长度均相等。
优选的，各管接头分部在由工艺分离面分割出的空间象限内的管截面的分隔角小于等于180度。
本发明还提供了一种组合式复合材料多通管接头的安装方法，包括如下步骤：
步骤一，用工装固定各桁架杆在空间中的位置；
步骤二，将各管接头分部依次与各桁架杆拼装，并用工装将管接头与桁架杆相箍紧，其中各管接头分部单独成型并通过固化脱模制造；
步骤三，各管接头的端部通过管口箍带缠绕箍紧；
步骤四，所述多通管接头、桁架杆和管口箍带之间相互胶接并二次共固化。
本发明提供的组合式复合材料多通管接头及其安装方法，根据制造需要将接头剖分成两部分或多部分单独制造，桁架杆系连接时再将接头组合起来，相比于一体化的多通接头，在满足结构连接强度要求的同时，简化了模具和制造流程，降低了成本，同时增强了装配时的工艺补偿性。
附图说明
图1是组合式复合材料多通管接头的结构示意图；
图2是组合式复合材料多通管接头的工艺分离示意图；
图3是组合式复合材料多通管接在工艺分离后的各管接头分部的结构示意图；
图4是X向接头的截面示意图。
附图标记：X向接头1，Y向接头2，Z向接头3，斜向接头4，管口箍带5，XY工艺分离面61，YZ工艺分离面62，XZ工艺分离面63，管接头左分部71，管接头右分部72，管接头后分部73，管接头下分部74，桁架杆9。
具体实施方式
为使本发明实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行更加详细的描述。
需要说明的是：下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。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，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，均仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。
本发明提供了一种组合式复合材料多通管接头，用于复合材料桁架结构的连接，如图1所示，包括X向接头1、Y向接头2、Z向接头3，本实施例中还包括斜向接头4，X向接头1、Y向接头2、Z向接头3和斜向接头4均套合在对应的桁架杆9上且和桁架杆9同轴设置，X向接头1、Y向接头2、Z向接头3和斜向接头4的端部均设有管口箍带5，用于将各管接头分部箍紧并使其与桁架杆9相固定。
通过同一平面内的各接头的轴线确定工艺分离面，如图2所示，工艺分离面共有三个，本实施例中分别为XY工艺分离面61、YZ工艺分离面62和XZ工艺分离面63，XY工艺分离面61为X向接头1和Y向接头2的轴线形成的平面，YZ工艺分离面62为Y向接头2和Z向接头3的轴线形成的平面，XZ工艺分离面63为X向接头1和Z向接头3的轴线形成的平面；以工艺分离面的交点为原点，X向接头1、Y向接头2、Z向接头3和斜向接头4均位于该原点的其中一侧，即X向接头1可以有一个或两个，若只有一个则可位于轴线正半轴或负半轴，若有两个则轴线的正负半轴各有一个，Y向接头2、Z向接头3和斜向接头4同理。
本实施例中，斜向接头4的轴线在工艺分离面上，且该轴线为X向接头1、Y向接头2和Z向接头3中的两个接头轴线形成的夹角的角平分线，且X向接头1和Y向接头2之间、Y向接头2和Z向接头3之间、X向接头1和Z向接头3之间均设有斜向接头4，本实施例中优选的是，X向接头1、Y向接头2、Z向接头3和斜向接头4的长度均相等。
本实施例中，X向接头1、Y向接头2和Z向接头3的轴线互相垂直，即三条轴线为空间直角坐标系的三个轴，三个工艺分离面互相垂直，此时斜向接头4和与斜向接头4同平面的相邻的X向接头1、Y向接头2或Z向接头3的夹角为45度，即X向接头1设有两个且轴线相重合，Y向接头2和Z向接头3各设有一个，斜向接头4设有五个，其中两个X向接头1和Y向接头2之间各设有一个，两个X向接头1和Z向接头3之间各设有一个，Y向接头2和Z向接头3之间设有一个。
如图3所示，各工艺分离面将所述多通管接头分割为多个管接头分部，本实施例中分别为管接头左分部71、管接头右分部72、管接头后分部73和管接头下分部74，为了便于脱模，各管接头分部单独成型，本实施例中，Y向接头2由管接头左分部71提供1/4，管接头右分部72提供1/4，管接头后分部73提供1/2，共同组成一个Y向接头2，其他接头均是由至少两个管接头分部组成的。
如图4所示，为了在装配时补偿，各管接头分部和工艺分离面之间留有间隙H，本实施例中，各管接头分部在由工艺分离面分割出的空间象限内的管截面的分隔角小于等于180度，以左侧的X向接头1为例，该X向接头1由管接头右分部72提供1/4，管接头后分部73提供1/4，管接头下分部74提供1/2，上述三个管接头分部之间均留有间隙H，管接头右分部72提供部分的分割角α为90度，管接头后分部73提供部分的分割角β为90度，管接头下分部74提供部分的分割角γ为180度。
本发明还提供了一种组合式复合材料多通管接头的安装方法，包括如下步骤：
步骤一，用工装固定各桁架杆9在空间中的位置；
步骤二，将各管接头分部依次与各桁架杆9拼装，并用工装将管接头与桁架杆9相箍紧，其中各管接头分部单独成型并通过固化脱模制造；
步骤三，各管接头的端部通过管口箍带5缠绕箍紧；
步骤四，所述多通管接头、桁架杆9和管口箍带5之间相互胶接并二次共固化。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种组合式复合材料多通管接头，其特征在于，包括X向接头(1)、Y向接头(2)和Z向接头(3)，各接头套合在对应的桁架杆(9)上且和桁架杆(9)同轴设置；
通过同一平面内的各接头的轴线确定工艺分离面，各工艺分离面将所述多通管接头分割为多个管接头分部，各管接头分部单独成型，各管接头分部和工艺分离面之间留有间隙；
以工艺分离面的交点为原点，X向接头(1)、Y向接头(2)和Z向接头(3)均位于该原点的其中一侧；
X向接头(1)、Y向接头(2)和Z向接头(3)的端部均设有管口箍带(5)，用于将各管接头分部箍紧并使其与桁架杆(9)相固定。
2.根据权利要求1所述的多通管接头，其特征在于：还包括斜向接头(4)，斜向接头(4)的轴线在工艺分离面上，且该轴线为X向接头(1)、Y向接头(2)和Z向接头(3)中的两个接头轴线形成的夹角的角平分线。
3.根据权利要求2所述的多通管接头，其特征在于：X向接头(1)和Y向接头(2)之间、Y向接头(2)和Z向接头(3)之间、X向接头(1)和Z向接头(3)之间均设有斜向接头(4)。
4.根据权利要求2所述的多通管接头，其特征在于：X向接头(1)、Y向接头(2)和Z向接头(3)的轴线互相垂直。
5.根据权利要求2所述的多通管接头，其特征在于：X向接头(1)、Y向接头(2)、Z向接头(3)和斜向接头(4)的长度均相等。
6.根据权利要求2所述的多通管接头，其特征在于：各管接头分部在由工艺分离面分割出的空间象限内的管截面的分隔角小于等于180度。
7.一种组合式复合材料多通管接头的安装方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一，用工装固定各桁架杆(9)在空间中的位置；
步骤二，将各管接头分部依次与各桁架杆(9)拼装，并用工装将管接头与桁架杆(9)相箍紧，其中各管接头分部单独成型并通过固化脱模制造；
步骤三，各管接头的端部通过管口箍带(5)缠绕箍紧；
步骤四，所述多通管接头、桁架杆(9)和管口箍带(5)之间相互胶接并二次共固化。
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