一種增韌frp螺旋連接件的製作方法
2023-07-08 18:51:11 1
一種增韌frp螺旋連接件的製作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種增韌FRP螺旋連接件，涉及一種FRP連接件。本增韌FRP螺旋連接件包括螺栓、螺帽和墊片；螺栓包括連接為一體的螺頭和螺杆，在螺杆上設置有外螺紋；在螺帽上設置有內螺紋；外螺紋和內螺紋互為適配；墊片套在螺杆上，螺帽擰緊在螺杆上。本方法以環氧樹脂基質為主體，再加入增韌劑；將樹脂膠料、短切纖維和纖維布按真空塑模成型。本FRP連接件採用機械化、半自動化塑模成型，因此可大規模生產；用於連接FRP構件，發揮了整體不鏽蝕、無磁性、電絕緣、沒有渦流損失和無渦流幹擾等功能；使用本FRP連接件，使大型FRP結構件可以分解成許多小型FRP結構件，具有節能和減排效果。
【專利說明】一種増韌FRP螺旋連接件
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種FRP連接件，尤其涉及一種增韌FRP螺旋連接件。
【背景技術】
[0002]為了提高結構耐久性、構築無磁環境和實現電氣絕緣等目的，非金屬材料在工程上已經有了很廣範的應用，較典型的非金屬材料有FRP(Fiber Reinforced Plastics，纖維增強塑料，也稱玻璃鋼)、陶瓷、玻璃等。這些非金屬材料組成的工程構件往往需要連接件加以連結。如果採用傳統的金屬連接件(金屬制的螺栓、鉚釘、插銷和燕尾槽等)，則因本身的鏽蝕、磁性和導電性，影響整體的功能；因此，需要相應的非金屬連接件。
[0003]以玻璃纖維、玄武巖纖維、碳纖維或其他高強度纖維為主要材料，以樹脂為輔助材料製成的FRP連接件，成了具有廣闊發展前景的替代產品。FRP連接件的抗拉強度是鋼材的1.5?2.5倍，密度是鋼材的1/5?1/4，具有不鏽蝕、無磁性、電氣絕緣，在交流電和高頻信號場合，沒有渦流損失和渦流幹擾等優點，是一種高強、質輕、具有優越電磁特性的新型工程連接件。
[0004]但是，由於現有FRP連接件成型縮脹和溫度、溼度變化以及成型周期長短等原因導致其尺寸誤差很大，不能適應連接FRP構件的情況。
[0005]美國OCF公司憑藉其在玻璃纖維領域的優勢，研發了輕型的玻璃纖維等新型建築複合材料；21世紀初，日本的專家又研宄出用基於碳纖維增強樹脂的高強碳纖維複合材料等新材料，並應用於實際工程，發揮了複合筋重量輕、強度高、耐腐蝕性強諸優點。但是只能直接成型，而無法採用連接件連接。
[0006]近幾年來，碳纖維複合筋在我國也有小規模的生產和應用試驗，並且經過國家建材局產品質檢中心和中冶研宄院等對FRP複合材料的安全使用性能進行了試驗和研宄。本 申請人:經過多年的理論研宄與實驗探索，在湖北省秭歸縣松樹坳大橋的零號橋臺和一號橋墩之間，建造了國內第一跨完全由FRP筋材、FRP預應力筋材以及FRP錨具組成的混凝土簡支梁。該橋梁屬於湖北省科技廳立項的研宄項目「完全非金屬材料配筋混凝土橋梁關鍵技術研宄」的依託工程。同時， 申請人:為中船重工某試驗場，建造了無磁車間，滿足了無磁性需要。這些應用，具有一定的示範作用和開拓意義。但是仍只能採用整體成型而未使用FRP連接件。
[0007]由於FRP材料與鋼鐵材料物理性質有一些差異，因此需要開發特殊的技術和工藝，揚長避短，充分發揮新材料在節能、減少汙染和開發新資源方面的作用。
[0008]目前，迫切需要開發一種FRP連接件，以能方便地安裝和安全地連接不同的FRP構件，完全保持結構整體無鏽蝕、無磁性、電絕緣、沒有渦流損失和不產生渦流幹擾等優點。
[0009]經檢索，未見FRP連接件的報導，亦未見關於FRP連接件的專利技術。
【發明內容】
[0010]本實用新型的目的就在於適應非金屬材料的普及，提供一種增韌FRP螺旋連接件。
[0011]本實用新型的目的是這樣實現的:
[0012]一、增韌FRP螺旋連接件的結構
[0013]本連接件包括螺栓、螺帽和墊片；
[0014]螺栓包括連接為一體的螺頭和螺杆，在螺杆上設置有外螺紋；
[0015]在螺帽上設置有內螺紋；
[0016]外螺紋和內螺紋互為適配；
[0017]墊片套在螺杆上，螺帽擰緊在螺杆上。
[0018]二、增韌FRP螺旋連接件的組分及製備方法
[0019]1、組分
[0020]按重量百分比是:
[0021]樹脂膠料15?30%，
[0022]短切纖維15?25%，
[0023]纖維布50?60%，
[0024]各組分之和為100% ；
[0025]所述的樹脂膠料包括環氧樹脂基質、固化劑、促進劑和增韌劑，基本配比按環氧樹脂產品說明書推薦比例；其中增韌劑選用液體丁腈橡膠，用量為樹脂膠料的2%?15%，螺栓和螺帽以4%為佳，墊片30以6%為佳。
[0026]2、製備方法
[0027]以環氧樹脂基質為主體，按常規方式加入促進劑和固化劑攪拌，再加入增韌劑繼續攪拌，得到樹脂膠料備用；將樹脂膠料、短切纖維和纖維布按下列方法真空塑模成型:
[0028]三、增韌FRP螺旋連接件的應用
[0029]I)用於固結兩塊或多塊FRP構件；
[0030]2)作電絕緣用途時，可以在兩個導體上鑽孔，其間加進墊片30，用螺栓10緊固即可。
[0031]本實用新型具有下列優點和積極效果
[0032]①本FRP連接件採用機械化、半自動化塑模成型，因此可大規模生產；
[0033]②本FRP連接件用於連接FRP構件以及其他非金屬構件，發揮了整體不鏽蝕、無磁性、電絕緣、沒有渦流損失和無渦流幹擾等功能；
[0034]③使用本FRP連接件，使大型FRP結構件可以分解成許多小型FRP結構件，降低了生產難度，提高了安裝效率，減少了原材料損耗、運輸困難和作業場地，具有節能和減排效果O
【專利附圖】
【附圖說明】
[0035]圖1是本連接件的結構示意圖；
[0036]圖2是正六邊形示意圖；
[0037]圖3是類梯形示意圖。
[0038]其中:
[0039]10—螺栓，11 一螺頭，12—螺杆，13—外螺紋；
[0040]20—螺帽，21—內螺紋；
[0041]30—墊片。
【具體實施方式】
[0042]下面結合附圖和實例詳細說明:
[0043]一、增韌FRP螺旋連接件的結構
[0044]如圖1，本連接件包括螺栓10、螺帽20和墊片30 ；
[0045]螺栓10包括連接為一體的螺頭11和螺杆12，在螺杆12上設置有外螺紋13 ;
[0046]在螺帽20上設置有內螺紋21 ；
[0047]外螺紋13和內螺紋21互為適配；
[0048]墊片30套在螺杆12上，螺帽20擰緊在螺杆12上。
[0049]所述的螺頭11為多邊形，以正六邊形為佳，如圖2 ;
[0050]所述的螺帽20為多邊形，以正六邊形為佳，如圖2 ;
[0051]螺紋形狀是三角形、梯形、類梯形或鋸齒形，以類梯形為佳；所述的類梯形如圖3，即類梯形的邊不是直線，而是平滑過渡的曲線。
[0052]二、增韌FRP螺旋連接件的製備方法
[0053]I)螺栓的製備方法
[0054]①以拉纏成型的FRP筋材(製備前備用的同類杆形材料)為骨架，經過機械纏繞纖維布，在布的層間加入短切纖維成為胚架；
[0055]②將胚架放入螺栓外模，螺栓外模包括製備螺頭的兩瓣模以及製備螺杆的整體模，再將螺栓外模置於密封的容器中，對容器抽真空，真空度在0.0OlMPa以下；
[0056]③在真空環境下，通過管道和閥門自動吸入樹脂膠料，使充滿螺栓外模內部的短切纖維和纖維布的間隙；
[0057]④在中溫或高溫下固化，得到螺栓半成品，中溫:150?170 °C，高溫:220?250 0C ；
[0058]⑤解除容器的真空，取出螺栓半成品，取出的方式為旋轉方式，得到帶有螺紋的半成品
[0059]⑥經過整形得到螺栓成品。
[0060]2 )螺帽的製備方法
[0061]螺帽和螺栓的製備方法一樣；
[0062]螺帽模子包括螺帽外模和螺帽內模，螺帽外模為兩瓣模，螺帽內模為一整體模；
[0063]螺帽取出的方式是:先解除外模，再從具有外螺紋的螺帽內模中旋轉取出螺帽半成品。
[0064]三、本實用新型的特點
[0065]1、本連接件的組分有增韌劑，選用液體丁腈橡膠，使連接件不僅有較強的剛度，而且具有較強的韌性，不易被損壞；
[0066]2、本連接件的製備方法確保螺紋的質量:螺栓外模包括製備螺頭的兩瓣模以及製備螺杆的整體模，螺栓取出的方式為旋轉方式；螺帽模子包括螺帽外模和螺帽內模，螺帽外模為兩瓣模，螺帽內模為一整體模；螺帽取出的方式是:先解除外模，再從具有外螺紋的螺帽內模中旋轉取出螺帽半成品。
[0067]3、本連接件的連接方式緊密:螺栓和螺帽為螺旋連接，而且螺紋為類梯形，墊片還具有一定韌性，確保連接其它構件的牢固性。
【權利要求】
1.一種增韌FRP螺旋連接件，其特徵在於: 包括螺栓(10)、螺帽(20)和墊片(30)； 螺栓(10)包括連接為一體的螺頭(11)和螺杆(12)，在螺杆(12)上設置有外螺紋(13)； 在螺帽(20)上設置有內螺紋(21); 外螺紋(13)和內螺紋(21)互為適配； 墊片(30)套在螺杆(12)上，螺帽(20)擰緊在螺杆(12)上; 所述的墊片(30)為圓形FRP墊片； 所述的螺頭(11)為正六邊形； 所述的螺帽(20)為正六邊形； 所述外螺紋(13)和內螺紋(21)的螺紋形狀為類梯形，所述的類梯形的邊不是直線，而是平滑過渡的曲線。
【文檔編號】F16B35/00GK204226386SQ201420249060
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年5月15日 優先權日:2014年5月15日
【發明者】金文成, 韓斌發, 翟鋒, 鄭文衡 申請人:湖北金力工程複合材料有限公司