牵引杆及车钩的制作方法

本实用新型属于轨道列车车钩领域，尤其涉及一种牵引杆及车钩。

背景技术：

车钩作为轨道列车的关键部件，是用来实现机车和车辆或车辆和车辆之间的连挂，传递列车间的牵引力和冲击力。车钩包括牵引杆，在轨道列车运行时牵引杆用于传递纵向力。现有的牵引杆，为保证足够的强度，通常采用金属材料制造。

但是，批量生产时金属材料的牵引杆成本较高，且重量较大，不利于轨道列车的轻量化及节能降耗。

技术实现要素：

针对现有的牵引杆批量生产时成本高且重量较大的技术问题，本实用新型提供了一种牵引杆，能够降低成本，且有效降低牵引杆本身的重量，有利于轨道列车的轻量化及节能降耗，同时也提高了耐腐蚀性能。本实用新型还提供一种车钩。

为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：

一种牵引杆，包括：

金属组件，所述金属组件包括：

两个金属件，两个所述金属件外表面上设置有多个突出部组，多个所述突出部组围绕所述金属件外表面设置；

纤维组件，所述纤维组件包括：

连续纤维丝，所述连续纤维丝围绕多组所述突出部进行缠绕形成所述纤维组件，所述纤维组件包绕至少部分所述金属件，所述突出部穿过至少部分所述纤维组件，所述纤维组件连接两个所述金属件。

进一步，所述突出部组包括多个突出部，所述突出部的横截面为菱形结构，所述突出部具有四个接触表面；在缠绕过程中所述连续纤维丝具有两个缠绕方向，每两个相邻的所述接触表面分别与两个所述缠绕方向平行，所述连续纤维丝与至少一个所述接触表面相接触。

进一步，所述突出部为顶部为平面或弧面的棱锥结构。

进一步，一所述突出部组内的多个所述突出部沿所述连续纤维丝的一缠绕方向间隔设置；所述突出部与另一相邻所述突出部组内的相邻突出部沿所述连续纤维丝的另一缠绕方向间隔设置。

进一步，所述突出部与金属件一体成型。

进一步，所述突出部与所述金属件焊接或粘接或铆接。

进一步，所述金属组件还包括：

连接件，所述连接件与所述金属件相连接。

进一步，所述连接件与所述金属件通过螺纹相互连接。

进一步，所述连接件为法兰结构。

本实用新型还提供一种车钩，包含上述任一项所述的牵引杆。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：

1.本实用新型所提供的牵引杆，包括金属组件和纤维组件，金属组件包括两个金属件，金属件上设置有多个突出部组，多个突出部组围绕所述金属件外表面设置。纤维组件包括连续纤维丝，连续纤维丝在多个突出部组之间缠绕形成纤维组件，纤维组件包绕至少部分金属件，突出部组至少部分穿过纤维组件，纤维组件连接两个金属件。本实用新型所提供的牵引杆，纤维组件由连续纤维丝围绕金属件的突出部组缠绕而成，使用纤维材料至少部分代替金属材料，能够降低成本，且有效降低牵引杆本身的重量，有利于轨道列车的轻量化及节能降耗，同时提高产品耐腐蚀性能。

2.本实用新型所提供的牵引杆，突出部组具有多个突出部，突出部的横截面为菱形结构，突出部具有四个接触表面，在连续纤维丝缠绕过程中四个接触表面分别与连续纤维丝的缠绕方向平行，连续纤维丝与至少一个接触表面相接触。本实用新型所提供的牵引杆，突出部的横截面为菱形结构，突出部的接触表面与连续纤维丝的缠绕方向相平行，在缠绕过程中能够增大接触表面与连续纤维丝之间的接触面积，减小突出部与连续纤维丝之间的间隙，使得连续纤维丝与突出部之间的连接更加紧密，减小牵引杆成型后应力集中、缺陷等问题，从而提高了纤维组件与金属组件之间的连接强度，进而增强牵引杆的可靠性。

附图说明

图1为本实施例所提供的牵引杆的结构示意图；

图2为图1所提供的牵引杆的剖视结构示意图一；

图3为图1所提供的牵引杆的剖视结构示意图二；

图4为图1中金属组件的结构示意图；

图5为图4中所提供的金属组件的局部放大结构示意图；

图6为图1中金属组件与纤维组件的连接结构示意图一；

图7为图1中金属组件与纤维组件的连接结构示意图二；

图8为图1中金属组件与纤维组件的连接结构示意图三；

对附图标记进行具体说明：

1、金属组件；11、金属件；111、突出部；112、接触表面；12、连接件；

2、纤维组件；21、连续纤维丝。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型具体实施例中的技术方案进行详细、完整的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型总的技术方案的部分具体实施方式，而非全部的实施方式。基于本实用新型的总的构思，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都落于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“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，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

针对现有的牵引杆成本高且重量较大的技术问题，本实用新型提供了一种牵引杆，能够降低成本，且有效降低牵引杆本身的重量，有利于轨道列车的轻量化及节能降耗，同时也提高了耐腐蚀性能。本实用新型还提供一种车钩。下面结合具体实施例对本实用新型的技术方案作具体说明。

本实施例提供一种牵引杆，包括：

金属组件1，金属组件1包括：

两个金属件11，两个金属件11外表面上设置有多个突出部组，多个突出部组围绕金属件11外表面设置；

纤维组件2，纤维组件2包括：

连续纤维丝21，连续纤维丝21围绕多个突出部组进行缠绕形成纤维组件2，纤维组件2包绕至少部分金属件11，突出部111穿过至少部分纤维组件2，纤维组件2连接两个金属件11。

本实施例所提供的牵引杆，包括金属组件1和纤维组件2，金属组件1包括两个金属件11，金属件11上设置有多个突出部组，多个突出部组围绕所述金属件11外表面设置。纤维组件2包括连续纤维丝21，连续纤维丝21在多个突出部组之间缠绕形成纤维组件2，纤维组件2包绕至少部分金属件11，突出部111至少部分穿过纤维组件2，纤维组件2连接两个金属件11。本实施例所提供的牵引杆，纤维组件2由连续纤维丝21围绕金属件11的多个突出部组缠绕而成，将纤维组件2同金属组件1进行连接形成牵引杆，使用纤维材料至少部分代替金属材料，能够降低成本，且有效降低牵引杆本身的重量，有利于轨道列车的轻量化及节能降耗，同时也提高了耐腐蚀性能。

具体地说，参考附图1至附图8，本实施例所提供的牵引杆包括金属组件1和纤维组件2。金属组件1与纤维组件2相连接。本实施例所提供的牵引杆，使用纤维材料替代金属材料，能够保证强度的同时，减轻自身重量，且提高耐腐蚀性。

更为具体地说，纤维组件2包括连续纤维丝21，纤维组件2由连续纤维丝21缠绕而成，纤维组件2与金属组件1相连接。尤其是，连续纤维丝21可以按螺旋方向缠绕形成纤维组件2。螺旋方向的螺旋角为±0°～90°，作为优选，连续纤维丝21按照45°螺旋方向进行缠绕以形成纤维组件2。连续纤维丝21可以为碳纤维材料，也可以为玻璃纤维或芳纶纤维。作为优选，连续纤维丝21上浸渍有树脂。

参考附图1至附图4，金属组件1包括两个金属件11，纤维组件2连接两个金属件11。作为优选，金属件11可以为回转体结构，为减轻重量可进一步优选为内部中空的回转体结构。为了与纤维组件2进行连接，金属件11外表面设置有多个突出部组，多个突出部组围绕金属件11外表面设置。尤其当金属件11为回转体结构时，多个突出部组围绕金属件11外表面均匀周向设置。参考附图6，连续纤维丝21围绕多个突出部组进行缠绕形成纤维组件2，纤维组件2包绕至少部分金属件11，突出部组穿过至少部分纤维组件2，纤维组件2连接两个金属件11，实现纤维组件2与金属件11的连接。

本实施例所提供的牵引杆中，突出部组具有多个突出部111。为进一步提高连续纤维丝21与金属件11之间的连接强度，突出部111的横截面为菱形结构。具体地说，参考附图5至附图8，突出部111具有四个接触表面112。在缠绕过程中连续纤维丝21具有两个缠绕方向，即正向缠绕方向和反向缠绕方向。每两个相邻的接触表面112分别与两个缠绕方向平行。缠绕纤维丝21至少与一个接触表面112相接触。具体地说，缠绕过程中，连续纤维丝21从一金属件11往另一金属件11进行缠绕时，连续纤维丝21与其中一个接触表面112相接触；反向缠绕时，连续纤维丝21与相邻的接触表面112相接触。纤维组件2缠绕成型过程中，连续纤维丝21会与四个接触表面112均发生接触。本实施例所提供的牵引杆中，由于突出部111的横截面为菱形结构，突出部111的接触表面112与连续纤维丝21的缠绕方向相平行，在缠绕过程中能够增大接触表面112与连续纤维丝21之间的接触面积，能够消除突出部111与连续纤维丝21之间的间隙，使得连续纤维丝21与突出部111之间的连接更加紧密，减小牵引杆成型后应力集中、缺陷等问题，从而提高了纤维组件2与金属组件1之间的连接强度，进而增强牵引杆的可靠性。作为进一步优选，为便于连续纤维丝的缠绕以及提高连续纤维丝的包裹性，突出部111为顶部为平面或弧面的棱锥结构。

为更进一步提高连续纤维丝21与金属件11之间的连接强度，一个突出部组中的多个突出部111沿连续纤维丝21进行缠绕的螺旋方向间隔设置。且该突出部111与另一相邻突出部组内的相邻突出部沿连续纤维丝的另一缠绕方向间隔设置。本实施例所提供的牵引杆，能够使得连续纤维丝21在两个缠绕方向上均能够与多个突出部111进行接触，从而提高连续纤维丝21与金属件11之间的连接强度。在其他实施例中，多个突出部111可以等距排列，也可以根据连接强度及缠绕方形等的要求进行变距排列。

突出部111可以与金属件11分体连接。例如，突出部111与金属件11焊接或粘接或铆接。可选择地，突出部111与金属件11也可以一体成型设置。

为使得本实施例所提供的牵引杆能够与其他结构件相连接，金属组件1还包括连接件12。参考附图2，连接件12与金属件11相连接，连接件12可以与金属件11一体成型设置。参考附图3，连接件12也可以与金属件11分体连接，例如，通过螺纹连接。连接件12可以为法兰结构，可以为挂钩结构，也可以为其他能够起到连接作用的结构。

本实施例还提供一种车钩，包含本实施例所提供的牵引杆。

为便于对本实施例技术所提供的牵引杆的技术方案的理解，现对本实施例所提供的牵引杆的制造方法作具体说明。具体包括以下步骤：

(1)将两个金属件11和模具进行固定；

(2)将连续纤维丝21一端连接于一金属件11的突出部111上，连续纤维丝21沿突出部111的一接触表面112的方向在模具上进行螺旋缠绕；

(3)连续纤维丝21缠绕至另一金属件11的突出部111上，转换缠绕方向，连续纤维丝21沿突出部111的另一接触表面112的方向在模具上进行螺旋缠绕；

(4)重复步骤(3)，直至连续纤维丝21的厚度大于突出部111的高度时，纤维组件2则缠绕成型；

(5)连续纤维丝21在金属件11与纤维组件2的间隙处进行环向缠绕，形成牵引杆。

具体地说，本实施例所提供的牵引杆制造方法，首先将两个金属件11和模具进行固定。具体地，将两个金属件11分别与模具进行连接，并将两个金属件11与模具通过工装连接于缠绕机的旋转机构上。

然后，将连续纤维丝21连接于一金属件11的突出部111上，尤其是一金属件11上距离连接件12最近的突出部111上。缠绕机驱动两个金属件11及模具转动，导丝头移动，将连续纤维丝21沿突出部111的一接触表面112的方向，依次与一组突出部111相接触，并螺旋缠绕至模具上。

当连续纤维丝21缠绕至另一金属件11的突出部111上时，缠绕机的导丝头带动连续纤维丝21绕过突出部111后转换缠绕方向，连续纤维丝21沿突出部111的另一接触表面112的方向在模具上进行螺旋缠绕。

重复上述过程，直至连续纤维丝21缠绕的厚度大于突出部111的高度，使得形成的纤维组件2包绕金属件11，则纤维组件2缠绕成型。

缠绕机控制连续纤维丝21在金属件11与纤维组件2的间隙处进行环向缠绕，以进一步加强纤维组件2与金属件11的连接强度，从而形成牵引杆。

为提高连续纤维丝缠绕成型的牵引杆的整体强度，本实施例所提供的牵引杆制造方法中，上述步骤(2)中，连续纤维丝在进行缠绕前进行浸渍树脂的操作。或者，步骤2中所使用的连续纤维丝预浸有树脂。本实施例所提供的牵引杆制造方法还包括以下步骤：

(6)将牵引杆进行高温固化；

(7)将高温固化后的牵引杆进行脱模。

本实施例所提供的牵引杆制造方法，连续纤维丝在进行缠绕前进行浸渍树脂，或，连续纤维丝预浸有树脂，然后进行缠绕形成牵引杆。对成型的牵引杆进行高温固化，使得树脂对连续纤维丝进行包络，从而提高连续纤维丝之间及其与金属件11之间的连接强度，进一步提高牵引杆整体的强度。高温固化后对牵引杆进行脱模，得到本实施例所提供的牵引杆。

在另一实施例中，牵引杆制造方法还包括以下步骤：

(6)将成型的牵引杆进行浸渍树脂；

(7)将牵引杆进行高温固化；

(8)将高温固化后的牵引杆进行脱模。

具体地说，另一实施例所提供的牵引杆，连续纤维丝缠绕形成牵引杆后，将成型的牵引杆整体进行浸渍树脂的操作，将牵引杆放进高温固化炉或高温固化模具中进行高温固化。将高温固化后的牵引杆进行脱模，得到本实施例所提供的牵引杆。

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