一種組合式復(fù)合材料承重支架的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明涉及一種組合式復(fù)合材料承重支架。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前在電力(纜)隧道、電力(纜)溝、地鐵、城市共同溝、公路鐵路橋梁、工業(yè)設(shè)施等 結(jié)構(gòu)中大量使用的承重支架產(chǎn)品大多為金屬合金鋼材質(zhì)，具有自重大、易銹蝕、壽命短、易 形成磁場(chǎng)閉合環(huán)流及弧光、維護(hù)成本高、焊接施工工況差等缺點(diǎn)；如使用不銹鋼材質(zhì)，成本 又非常尚。
[0003] 部分工程也使用了由SMC模壓工藝制作的玻璃纖維增強(qiáng)不飽和樹脂(聚酯樹脂）的 復(fù)合材料支架產(chǎn)品，但這類產(chǎn)品受成型工藝限制，只能選擇短切纖維作為增強(qiáng)材料，同時(shí)纖 維含量也較少，產(chǎn)品力學(xué)性能較低，脆性大，生產(chǎn)效率低，同時(shí)其長(zhǎng)期耐候性能也較差。由于 上述缺陷，使得該類產(chǎn)品在以往部分工程中效果不盡如人意。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明提供一種由連續(xù)長(zhǎng)纖維增強(qiáng)材料及熱固性樹脂經(jīng)拉擠成型工藝制作的用 于隧道、共同溝、地鐵、工井、公路鐵路橋梁、工業(yè)設(shè)施等領(lǐng)域的復(fù)合材料承重支架，具有質(zhì) 輕、耐銹蝕、壽命長(zhǎng)、成本低、力學(xué)性能好、耐候性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。
[0005] 為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下：
[0006] -種組合式復(fù)合材料承重支架，包括立柱、連接件和托臂，托臂通過(guò)連接件連接在 立柱上;立柱和托臂均由熱固性樹脂和連續(xù)纖維經(jīng)拉擠工藝制備而成;其中，熱固性樹脂為 聚氨酯、環(huán)氧樹脂、乙烯基樹脂、不飽和樹脂或酚醛樹脂;拉擠工藝在速度為〇. I_3m/min、各 段溫度為60°C-200°C的條件下成型，并在溫度為50°C-250°C的條件下固化。
[0007] 拉擠工藝主要采用液壓式設(shè)備，另外還包括履帶式及其他形式設(shè)備，采用常規(guī)及 注射式注膠工藝，在0. l-3m/min，各段溫度在60°C-20(TC條件下成型，并根據(jù)需要進(jìn)行后固 化，固化溫度為50 °C -250 °C。
[0008] 本申請(qǐng)采用拉擠工藝可以連續(xù)生產(chǎn)，使生產(chǎn)效率得到大幅提升，且通過(guò)模具進(jìn)行 高溫固化，過(guò)程中通過(guò)擠壓，可以控制產(chǎn)品的樹脂含量，具有高纖維含量的優(yōu)點(diǎn)，可達(dá)85% 左右，這樣賦予了制品較高力學(xué)性能，且通過(guò)控制模具的型腔結(jié)構(gòu)，可以制作多種結(jié)構(gòu)類型 的立柱和托臂，產(chǎn)品的可設(shè)計(jì)性強(qiáng)。
[0009] 使用時(shí)，通過(guò)卡箍或其他夾具將需要承重的物體固定在托臂上即可。
[0010] 為了進(jìn)一步保證所得承重支架的力學(xué)性能和耐腐蝕性，優(yōu)選，立柱和托臂中連續(xù) 纖維的體積含量為50%-85%。
[0011] 為了進(jìn)一步保證所得承重支架的力學(xué)性能、耐腐蝕性和輕質(zhì)性，優(yōu)選，熱固性樹脂 主要采用聚氨酯樹脂和環(huán)氧樹脂，也可以采用環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂、乙烯基樹脂或不飽和聚 酯樹脂等;連續(xù)纖維主要采用玻璃纖維、碳纖維，還包括芳綸纖維、玄武巖纖維或混雜纖維； 連續(xù)纖維的形式可為連續(xù)纖維紗線、氈、布或帶。
[0012] 為了方便制作，同時(shí)滿足各種需求，立柱和托臂均分別為直柱或弧形等結(jié)構(gòu);立柱 和托臂的橫截面均分別為凹槽結(jié)構(gòu)、矩形、圓形或弧形中的一種或兩種以上形狀復(fù)合的結(jié) 構(gòu)。
[0013] 為了方便需要承重的物體的安裝，優(yōu)選，立柱和托臂均為至少一面設(shè)有內(nèi)凹卡槽 的結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)組裝或安裝時(shí)不需要在立柱或托臂上進(jìn)行開孔，同時(shí)可輕松實(shí)現(xiàn)托 臂高度位置的自由調(diào)節(jié)。
[0014] 這樣便于固定卡箍或其他夾具，從而方便卡箍或其他夾具來(lái)固定需要承重的物 體。且這樣的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可以可固定多個(gè)固定卡箍或其他夾具，不同卡箍或夾具之間的距離 易調(diào)節(jié)，并且可以采用設(shè)計(jì)拉擠模具而在多面都設(shè)計(jì)出該結(jié)構(gòu)以滿足實(shí)際使用的需要；另 外該內(nèi)卡槽結(jié)構(gòu)還可以安裝例如支撐連接件等其他輔件。
[0015] 為了保證承重支架的力學(xué)性能，同時(shí)滿足質(zhì)輕、方便安裝的要求，優(yōu)選，內(nèi)凹卡槽 寬度為 0 · 5cm_10cm，壁厚為 0 · 2cm_2cm〇
[0016] 為了方便操作，同時(shí)保證承重支架的連接強(qiáng)度，優(yōu)選，連接件為增強(qiáng)連接件、支撐 連接件、緊固插接件或增強(qiáng)套筒中的至少一種；
[0017] 當(dāng)連接件為增強(qiáng)連接件，增強(qiáng)連接件包括相對(duì)設(shè)置在立柱與托臂連接處兩面的兩 塊連接板，托臂通過(guò)貫穿兩塊連接板和立柱的螺栓及貫穿兩塊連接板和托臂的螺栓固定在 立柱上；
[0018] 當(dāng)連接件為支撐連接件，支撐連接件包括垂直相連的第一面板和第二面板，第一 面板與立柱相連，第二面板與托臂相連；
[0019] 當(dāng)連接件為緊固插接件，緊固插接件包括豎直部分和連接在豎直部分上水平部 分，豎直部分為中空的筒狀，豎直部分套接在立柱外圍、并通過(guò)螺栓固定在立柱上;水平部 分為中空結(jié)構(gòu)，水平部分套接在托臂外圍、并通過(guò)螺栓固定在托臂上;或者水平部分為與托 臂截面契合的截面結(jié)構(gòu)，水平部分和托臂通過(guò)卯榫方式連接；
[0020] 當(dāng)連接件為增強(qiáng)套筒，立柱的橫截面為U型的凹槽結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)套筒為環(huán)狀結(jié)構(gòu)，托 臂的一端端部套接增強(qiáng)套筒、并置于立柱的凹槽內(nèi)；托臂通過(guò)貫穿立柱、增強(qiáng)套筒和托臂的 螺栓固定在立柱上。
[0021] 上述連接件均可實(shí)現(xiàn)任意調(diào)節(jié)托臂水平高度;緊固插接件可以采用金屬件也可以 通過(guò)模壓成型制作，該緊固插接件設(shè)計(jì)為兩個(gè)部分，通過(guò)螺栓與立柱或托臂相對(duì)固定，通過(guò) 調(diào)節(jié)螺栓松緊及上下移動(dòng)緊固插接件可自由調(diào)節(jié)托臂的水平高度位置或左右轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)節(jié)托 臂的方向。
[0022] 為了進(jìn)一步保證立柱和托臂之間的連接強(qiáng)度，優(yōu)選，增強(qiáng)套筒和托臂之間為緊配 合，增強(qiáng)套筒和立柱之間為緊配合。
[0023] 增強(qiáng)連接件、支撐連接件、緊固插接件或增強(qiáng)套筒可采用模壓、注塑成型制作的非 金屬件或訂制的金屬件等。
[0024] 本發(fā)明未提及的技術(shù)均參照現(xiàn)有技術(shù)。
[0025] 本發(fā)明專利公開了一種采用連續(xù)長(zhǎng)纖維增強(qiáng)熱固性樹脂及拉擠工藝制作的組合 式復(fù)合材料承重支架，可廣泛應(yīng)用于電力隧道、地鐵、共同溝、鐵路、橋梁、水利等領(lǐng)域的電 纜線、管道的承重和支撐;具有耐腐蝕性強(qiáng)、抗老化性能優(yōu)、強(qiáng)度高、韌性好、自重輕、不導(dǎo) 電、施工效率高、環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)，在實(shí)際工作環(huán)境中能夠滿足較高承重、耐腐蝕、阻燃及潮 濕等工況環(huán)境要求，避免了金屬件易銹蝕及后期維護(hù)量大等缺點(diǎn);本申請(qǐng)結(jié)構(gòu)為組合式，可 根據(jù)需要靈活拆裝，無(wú)需焊接;本申請(qǐng)采用拉擠工藝生產(chǎn)各部件，拉擠工藝生產(chǎn)效率高，產(chǎn) 品的纖維含量高，可達(dá)80%及以上，產(chǎn)品的縱向強(qiáng)度高，并可以通過(guò)在表面加氈來(lái)提高橫向 強(qiáng)度，可設(shè)計(jì)性及可加工性強(qiáng)。
【附圖說(shuō)明】
[0026]圖1為實(shí)施例1組合式復(fù)合材料承重支架結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖2為實(shí)施例1所用立柱立體圖；
[0028] 圖3為實(shí)施例1所用托臂立體圖；
[0029] 圖4為增強(qiáng)套筒立體圖；
[0030] 圖5為實(shí)施例2組合式復(fù)合材料承重支架結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031]圖6為實(shí)施例2所用立柱立體圖；
[0032]圖7為實(shí)施例2所用托臂立體圖；
[0033]圖8為增強(qiáng)連接件立體圖；
[0034]圖9為連接板立體圖；
[0035] 圖10為實(shí)施例3組合式復(fù)合材料承重支架結(jié)構(gòu)示意圖；
[0036] 圖11為實(shí)施例4組合式復(fù)合材料承重支架結(jié)構(gòu)示意圖；
[0037] 圖12為實(shí)施例4中雙面設(shè)有內(nèi)凹卡槽的托臂的立體圖；
[0038]圖13為緊固插接件立體圖；
[0039]圖14為支撐連接件立體圖；
[0040] 圖中，1為立柱，2為托臂，3為增強(qiáng)套筒，4為增強(qiáng)連接件，5為緊固插接件，6為支撐 連接件，7為卡箍，8為重物。
【具體實(shí)施方式】
[0041] 為了更好地理解本發(fā)明，下面結(jié)合實(shí)施例進(jìn)一步闡明本發(fā)明的內(nèi)容，但本發(fā)明的 內(nèi)容不僅僅局限于下面的實(shí)施例。
[0042]立柱和托臂的制備：
[0043] 立柱和托臂均由熱固性樹脂和連續(xù)纖維經(jīng)拉擠工藝制備而成。
[0044] 立柱和托臂中連續(xù)纖維的體積含量為50%-85%。
[0045] 熱固性樹脂包括聚氨酯、環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂、乙烯基樹脂或不飽和聚酯樹脂;連 續(xù)纖維包括玻璃纖維、碳纖維、芳綸纖維、玄武巖纖維或混雜纖維;連續(xù)纖維的形式可為連 續(xù)纖維紗線、氈、布或帶。
[0046] 實(shí)施例1
[0047] -種組合式復(fù)合材料