本發明專利技術公開了一種銷軸，該銷軸（100）包括銷軸骨架（10）和結合在該銷軸骨架（10）上的纖維復合材料層（20）。還公開了一種工程機械的臂架的連接結構，該連接結構包括第一臂節（30）和第二臂節（40），該第一臂節（30）和第二臂節（40）通過上述銷軸相互鉸接。還公開了一種工程機械的臂架的連接結構，該連接結構包括第一臂節（30）和連桿（50），該第一臂節（30）和連桿（50）通過上述銷軸相互鉸接。還公開了一種具有上述連接結構的混凝土泵送設備。上述技術方案的銷軸強度較大、重量較輕、耐疲勞性較好，而且耐腐蝕性也較好，從而使得該銷軸能夠得到更廣泛的應用，也能夠方便工程機械的臂架的安裝和拆卸，降低工作人員的勞動強度。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及機械領域，尤其涉及工程機械領域，具體地，涉及一種銷軸，還涉及一種采用該銷軸的臂架的連接結構以及一種具有該臂架的連接結構的混凝土泵送設備。
技術介紹
銷軸通常用于連接兩個相對轉動的部件，并把一個部件的載荷傳遞給另一個部件。例如在混凝土泵車、布料車等工程機械的臂架的連接結構中，兩個臂節之間以及臂節與連桿之間通常通過銷軸來鉸接。隨著工程機械技術的高速發展，對工程機械的臂架的長度提出了更高的要求，工程機械的臂架、液壓缸及其連接部件等所選用的材料都向輕質高強方向發展。現有的銷軸由單一的金屬材料制成，由于金屬材料的密度較大，使得銷軸的自身重量較大(通常可以達到幾百千克)，嚴重限制了工程機械的臂架長度的 增加，制約了工程機械的發展。因此，開發一種既能同時滿足工程機械的強度要求又具有質量輕的銷軸對于工程機械向長臂架方向發展具有重要意義。此外，現有的銷軸的重量太重，也給臂架的安裝和拆卸造成了不便。
技術實現思路
一方面，本專利技術的目的是提供一種重量較輕、強度較大的銷軸。為了實現上述目的，本專利技術了提供一種銷軸，其中，該銷軸包括銷軸骨架和結合在該銷軸骨架上的纖維復合材料層。優選地，所述銷軸骨架包括中間部和位于該中間部兩端的端部，所述纖維復合材料層結合在所述中間部的外部。優選地，所述中間部的外徑小于所述端部的外徑，所述纖維復合材料層的外徑等于所述端部的外徑。優選地，所述中間部包括圓筒段和位于該圓筒段兩端的錐臺段，所述錐臺段的外徑從所述圓筒段的外徑逐漸增加至所述端部的外徑。優選地，所述錐臺段上設置有突起。優選地，所述中間部內形成空腔。優選地，所述空腔的腔壁上形成有通孔。優選地，所述端部的外端面上形成有凹槽。優選地，所述銷軸骨架由金屬制成，所述纖維復合材料層由碳纖維復合材料或玻璃纖維復合材料制成。另一方面，本專利技術還提供了一種工程機械的臂架的連接結構，該連接結構包括第一臂節和第二臂節，該第一臂節和第二臂節通過銷軸相互鉸接，其中，所述銷軸為如上文所述的銷軸。另一方面，本專利技術還提供了一種工程機械的臂架的連接結構，該連接結構包括第一臂節和連桿，該第一臂節和連桿通過銷軸相互鉸接，其中，所述銷軸為如上文所述的銷軸。還另一方面，本專利技術還提供了ー種混凝土泵送設備，其中，該混凝土泵送設備包括如上文所述的工程機械的臂架的連接結構。通過上述技術方案，銷軸包括銷軸骨架和結合在該銷軸骨架上的纖維復合材料層，由于纖維復合材料與現有的金屬材料相比，在同等強度下重量較輕，而且耐疲勞性較好，因此能夠使得該銷軸強度較大、重量較輕、耐疲勞性較好，而且耐腐蝕性也較好，從而使得該銷軸能夠得到更廣泛的應用。此外，由于能夠減輕銷軸的重量，也能夠方便工程機械的臂架的安裝和拆卸，降低工作人員的勞動強度。本專利技術的其他特征和優點將在隨后的具體實施方式部分予以詳細說明。附圖說明 附圖是用來提供對本專利技術的進ー步理解，并且構成說明書的一部分，與下面的具體實施方式一起用于解釋本專利技術，但并不構成對本專利技術的限制。在附圖中圖I是根據本專利技術的一種實施方式的銷軸的結構示意圖；圖2是圖I中的A-A截面示意圖；圖3是圖I中的B-B截面示意圖；圖4和圖5是如圖I所示的銷軸的銷軸骨架的示意性正視圖和立體圖；圖6是現有技術的銷軸的應力分布示意圖；圖7是根據本專利技術的一種實施方式的工程機械的臂架的連接結構的示意圖。附圖標記說明10銷軸骨架；20纖維復合材料層；11中間部；12端部；111圓筒段；112錐臺段；113 突起； 114 空腔；115 通孔； 121 凹槽；30第一臂節；40第二臂節；50 連桿； 100 銷軸。具體實施例方式以下結合附圖對本專利技術的具體實施方式進行詳細說明。應當理解的是，此處所描述的具體實施方式僅用于說明和解釋本專利技術，并不用干限制本專利技術。如圖I至圖3所示，根據本專利技術的一種實施方式提供了一種銷軸，該銷軸包括銷軸骨架10和結合在該銷軸骨架10上的纖維復合材料層20。通過上述技術方案，銷軸包括銷軸骨架10和結合在該銷軸骨架10上的纖維復合材料層20，由于纖維復合材料20與現有的金屬材料相比，在同等強度下重量較輕，而且耐疲勞性較好，因此能夠使得該銷軸強度較大、重量較輕、耐疲勞性較好，而且耐腐蝕性也較好，從而使得該銷軸能夠得到更廣泛的應用。此外，由于能夠減輕銷軸的重量，也能夠方便工程機械的臂架的安裝和拆卸，降低工作人員的勞動強度。本專利技術不涉及對銷軸的整體形狀的改變，也就是說，銷軸的整體形狀的結構可以與現有的銷軸相同，可以大致為圓柱形。本專利技術主要的專利技術點在于將銷軸分為多個材料層，從而提高銷軸的強度、減輕重量，并且提高耐腐蝕性和耐疲勞性。銷軸骨架10可以采用現有的銷軸材料(例如金屬材料)制成。所述纖維復合材料層20可以采用各種適當纖維復合材料制成。本專利技術中提到的纖維復合材料是指由纖維材料和基體樹脂復合而成的材料，也就是纖維增強樹脂復合材料。纖維材料例如可以選自玻璃纖維、芳綸纖維、超高分子量聚乙烯纖維、碳纖維中的一者或多者。碳纖維復合材料具有輕質、高強度、高剛度、優良的減振性、耐疲勞和耐腐蝕等一系列優點。基體樹脂例如可以為不飽和聚酯、乙烯基樹脂、酚醛樹脂等，優選地可以采用工藝性較好、強度較高且韌性較好的環氧樹脂體系。纖維復合材料層20可以結合在銷軸骨架10的任何適當的位置，例如可以結合在銷軸骨架10的內部。由于纖維復合材料層20通常通過纏繞纖維材料條帶或者包覆纖維材料布等方式形成，因此優選地，纖維復合材料層20結合在銷軸骨架10的外部，以便于纏繞或包覆形成纖維復合材料層20。 本專利技術的專利技術人還仔細研究了銷軸的應力分布，尤其是在混凝土泵車、布料車等工程機械的臂架的連接結構中，用于鉸接兩個臂節以及臂節與連桿時的應力分布。如圖6所示為現有技術中的銷軸的應力分布示意圖，該圖可以通過本領域公知的有限元分析的方式得到。從圖6中可以看出，銷軸兩端部出現剪力高應力區，銷軸兩端部之間的中間部的圓周外表面區域出現拉壓應力高應力區。因此優選地，如圖4和圖5所示，所述銷軸骨架10包括中間部11和位于該中間部11兩端的端部12，所述纖維復合材料層20結合在所述中間部11的外部。作為一種更具體的實施方式，所述中間部11的外徑小于所述端部12的外徑，所述纖維復合材料層20的外徑等于所述端部12的外徑。利用纖維復合材料的較高的比強度和比剛度以及良好的抗疲勞斷裂特性，利用銷軸骨架10的端部12來抵抗銷軸傳遞下來的剪力和彎矩載荷；利用中間部11的纖維復合材料層來抵抗銷軸傳遞下來的彎矩載荷，充分利用纖維復合材料超高的拉伸強度和壓縮強度，從而使銷軸材料達到最優分布，實現減少銷軸重量的目的。更優選地，如圖4和圖5所示，所述中間部11包括圓筒段111和位于該圓筒段111兩端的錐臺段112，所述錐臺段112的外徑從所述圓筒段111的外徑逐漸增加至所述端部12的外徑。通過設置錐臺段112，可以消除由于厚度突然變化帶來的應力集中的問題。更優選地，所述錐臺段112上還設置有突起113。突起113有助于銷軸骨架10與纖維復合材料層20的結合，提高結合力，防止銷軸骨架10與纖維復合材料層20在載荷作用下發生界面分離。該突起113可以為沿銷軸骨架10的軸向分布的多個(如圖4和圖5所示)，也可以為一個或多個連續的凸環。從圖6所示的應力分布圖中本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種銷軸，其特征在于，該銷軸（100）包括銷軸骨架（10）和結合在該銷軸骨架（10）上的纖維復合材料層（20）。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：余德海，李鄉安，
申請(專利權)人：中聯重科股份有限公司，
類型：發明
國別省市：
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