專利名稱：輕型支撐桿的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種輕型支撐桿，尤其是一種適合用于對機械強度要求高、而對 整體重量有限制的各種骨架結(jié)構(gòu)的支撐桿。
背景技術(shù)：
目前許多建筑物或工具設(shè)備，例如，倉儲大型貨架、活動房屋或大棚骨架，以及一 些動力設(shè)備的骨架都要求其不僅要重量輕，而且還要具有較強的抗拉、抗壓、抗彎剪能力， 以便于其組裝，搬動、運輸、以及轉(zhuǎn)動時，節(jié)省更多的能量，同時還需要降低其生產(chǎn)的成本。 然而，現(xiàn)有許多組成這些骨架的材料，往往不能全面兼顧。就風(fēng)力發(fā)電機的葉片而言，其良 好的設(shè)計、可靠的質(zhì)量和優(yōu)越的性能是保證機組正常穩(wěn)定運行的決定因素。惡劣的環(huán)境和 長期不停地運轉(zhuǎn)，對葉片的要求有重量輕且具有較佳的抗疲勞強度和機械性能，能經(jīng)受暴 風(fēng)等。而葉片骨架部分，為了節(jié)約材料和減輕葉片整體的重量，是采用兩條并排設(shè)置的大 梁以及支撐于大梁中間的支撐桿構(gòu)成，因此支撐桿在骨架中起到了很重要的作用。為了達(dá) 到葉片的設(shè)計要求，現(xiàn)有葉片骨架的支撐桿是由PVC塑料空心管及中間穿設(shè)的一條拉桿構(gòu) 成。在該現(xiàn)有支撐桿在安裝時，是將支撐桿的兩端抵接于兩大梁的相對側(cè)面上，并于大梁的 相應(yīng)位置設(shè)有孔，以供拉桿穿過該PVC塑料空心管中間的通孔后，再借助鉚合或用螺絲、螺 母、墊片等元件固定于大梁的外側(cè)面。現(xiàn)有葉片骨架支撐桿雖然滿足重量較輕，且也具有較 強的機械性能，然后由于該支撐架采用的是PVC塑料空心管，該材料耐高、低溫性能差，易 產(chǎn)生脆性斷裂。而其與大梁抵接之處的接觸面只是一個圈環(huán)面，相對于龐大的大梁和強勁 大風(fēng)的作用，這種支撐強度顯然不夠。由于作用面積越小，壓強越大，因此，采用這樣的支 撐桿的葉片，在風(fēng)力作用下，耐疲勞性很差，在暴風(fēng)作用時，很有可能使支撐桿折斷、大梁破 裂、并造成葉片變形及其他支撐桿的損毀。如為了增大抵接面和牢固度，而不得不增加支撐 桿的橫截面或其數(shù)量，勢必又會增加葉片整體的重量。

實用新型內(nèi)容本實用新型提供了一種支撐桿，其適合用于構(gòu)成對機械強度要求高、而對重量有 限制的各種骨架結(jié)構(gòu)。本實用新型的支撐桿一根由硬質(zhì)共聚物泡沫塑料制成的桿體、以及一根拉桿組 成，該桿體為柱狀，中間具有一個通孔，該拉桿穿伸于該通孔。其中，該共聚物泡沫塑料制成的桿體的外部另包覆一個玻璃鋼層，且該玻璃鋼層 的厚度較佳為2mm，并較佳與該桿體形成一體。其中，該硬質(zhì)共聚物泡沫塑料選自硬質(zhì)聚氨 酯(PU)泡沫塑料、聚氯乙烯(PVC)泡沫塑料、聚苯乙烯(PS)泡沫塑料、丙烯腈一苯乙烯共 聚物(SAN)泡沫塑料、聚醚酰亞胺(ΡΕ I)泡沫塑料、聚甲基丙烯酰亞胺(PMI)或甲基丙烯 酸/丙烯晴(MAA/AN)共聚物泡沫塑料，且較佳選擇為MAA/AN共聚物泡沫塑料。其中，該拉桿伸出該桿體的兩端，且該拉桿的兩端形成螺紋部121部。其中，該拉桿兩端在該桿體內(nèi)部，并在該拉桿兩端面形成內(nèi)螺紋部。[0008]其中，所述拉桿為鋼筋螺栓。其中，所述桿體與拉桿之間為緊密結(jié)合，支撐桿整體為實心體。其中，該桿體是通過在該拉桿的外部包覆的一種共聚物經(jīng)發(fā)泡、熱處理最終成型 于該拉桿的外部。其中，所述桿體的通孔內(nèi)徑大于該拉桿的外徑，兩者之間形成松配合。其中，該桿體的橫截面為圓形或正方形。本實用新型的有益技術(shù)效果是本實用新型支撐桿是由一種硬質(zhì)共聚物泡沫塑料 制成的桿體以及穿伸于該桿體中間的拉桿構(gòu)成。由于該硬質(zhì)共聚物泡沫塑料具有密度小， 拉伸強度、壓縮強度、拉伸彈性模量、剪切強度高，且本實用新型的支撐桿的形狀，外徑，體 積等均較不受到限制。進一步地，在該硬質(zhì)共聚物泡沫塑料的外部包覆一個玻璃鋼層，并使 之與該硬質(zhì)共聚物泡沫塑料形成一體。借以，在實際使用中非常適合用于構(gòu)成那些對機械 強度要求高、而對重量有限制的各種工業(yè)設(shè)備及建筑物等的骨架結(jié)構(gòu)。由于硬質(zhì)共聚物泡 沫塑料成本低廉，因而具有較好的經(jīng)濟效益。
圖Ia為本實用新型輕型支撐桿的正面示意圖。圖Ib為本實用新型輕型支撐桿的側(cè)面示意圖。圖2為本實用新型輕型支撐桿的使用示意圖。符號說明1支撐桿11桿體111通孔12拉桿121螺紋部13玻璃鋼層 2風(fēng)輪葉片骨架21大梁22大梁對側(cè)面 23固定孔 24墊片或螺母具體實施方式
為了使實用新型的特征，優(yōu)點能被進一步了解，
以下結(jié)合附圖做詳細(xì)說明如圖Ia及圖Ib所示，本發(fā)明支撐桿1包括外部的硬質(zhì)共聚物泡沫塑料桿體11 和一根拉桿12構(gòu)成，該桿體11為柱狀體，中間設(shè)有一個通孔111，該拉桿12穿伸于該通孔 111。其中，拉桿12主要承受拉應(yīng)力作用，而外部的桿體11主要承受壓應(yīng)力作用。如圖Ia 所示，拉桿12的兩端可伸出該硬質(zhì)共聚物泡沫塑料的桿體11，且伸出的部分可形成螺紋部 121，以便于在其他骨架和板材結(jié)合時，只需要在相應(yīng)的位置上設(shè)置螺孔，即可穩(wěn)固結(jié)合。其 中該拉桿較佳選擇為一個鋼筋螺栓。拉桿12的兩端也可不伸出該硬質(zhì)共聚物泡沫塑料的桿體11，而處于該桿體11的 內(nèi)部，且在拉桿12的兩端面形成內(nèi)凹的螺紋部121部，以便于其與其他骨架或板材結(jié)合時， 借助在相應(yīng)的位置上設(shè)有螺絲等固定元件而穩(wěn)固結(jié)合。其中，該硬質(zhì)共聚物泡沫塑料選自硬質(zhì)聚氨酯(PU)泡沫塑料、聚氯乙烯(PVC) 泡沫塑料、聚苯乙烯(PS)泡沫塑料、丙烯腈一苯乙烯共聚物(SAN)泡沫塑料、聚醚酰亞胺 (PEI)泡沫塑料、聚甲基丙烯酰亞胺(PMI)泡沫塑料、甲基丙烯酸/丙烯晴(MAA/AN)共聚物 泡沫塑料，其中，較佳選擇為MAA/AN共聚物泡沫塑料(申請?zhí)枮?00610091394. 1的中國專 利所述產(chǎn)品)。原因是，在相同密度情況下，MAA/AN共聚物泡沫塑料具有較佳的機械強度， 和具有較低的生產(chǎn)成本。例如，MAA/AN共聚物泡沫塑料與市面上常用的PEI、PVC、XPVC, PMI泡沫塑料在密
4度為70kg*m-3時的力學(xué)性能對比如下表所示 根據(jù)上表的數(shù)據(jù)可知，在同一密度70kg*m_3下，MAA/AN共聚物泡沫塑料的拉伸強 度、壓縮強度、拉伸彈性模量、剪切強度等力學(xué)性能優(yōu)于目前市面上常用的PEI、XPVC、PVC 泡沫塑料，接近市面上的PMI泡沫塑料，但其成本遠(yuǎn)低于PMI泡沫塑料。目前，MAA/AN共聚物泡沫塑料的制備方法為一項現(xiàn)有技術(shù)，很多材料科研所及高 等院校都在這方面作了研究，一般來說MAA/AN共聚物泡沫塑料的制備方法包括將組分配 料、聚合形成共聚物、發(fā)泡制成共聚物泡沫塑料、熱處理等過程。因此，在制作本實用新型的 支撐桿1時，將制備共聚物泡沫塑料的過程中得到的共聚物包覆于拉桿12的外部，外部再 覆玻璃布，并一體成型，以制造出本實用新型的支撐桿1。這樣形成的支撐桿1的外部桿體 11與拉桿12之間形成緊密結(jié)合，支撐桿1整體為實心體，其端面的面積較大，在與其他支撐 架或板材抵接時，接觸面更大，可較好分散所承受的抗彎剪應(yīng)力。由于所采用的共聚物泡沫塑料桿體11比重輕，機械強度高，因此，本實用新型支 撐桿1的外徑及形狀較不受限制。其中，該共聚物泡沫塑料桿體11的通孔111可與拉桿12 之間形成緊密配合，也可形成松配合，即支撐桿1整體為空心，以進一步減輕支撐桿1的重 量。支撐桿1外部的桿體11具有圓形橫截面或方形橫截面。其中，如圖Ia所示，為了進一步增加本實用新型支撐桿1的機械強度，以及同時對 該共聚物泡沫塑料制成的桿體11起到有效的保護的作用，可另于該共聚物泡沫塑料制成 的桿體11的外部另包覆一個玻璃鋼層13，且該玻璃鋼層13的厚度較佳為2mm，并較佳與該 桿體11形成一體。玻璃鋼層13與共聚物泡沫塑料制成的桿體11的結(jié)合方式為相粘合、或 采用玻璃鋼圍成一個空間，并于中間預(yù)先放置一拉桿12，在拉桿12與玻璃鋼之間的空間內(nèi) 直接將共聚物發(fā)泡、熱處理等步驟，而一體成型該共聚物泡沫塑料桿體11。如圖2所示，為本實用新型輕型支撐桿1使用于風(fēng)輪葉片骨架2的示意圖。葉片 骨架2具有兩個相對設(shè)置的大梁21，在大梁中間設(shè)有數(shù)個支撐桿1，支撐桿1的兩端抵接于 兩個大梁21的相對側(cè)面22，以構(gòu)成葉片的骨架2。葉片骨架2的兩條大梁21上，在需要安 裝所述支撐桿1的位置上對應(yīng)設(shè)置兩個固定孔23，將支撐桿1兩端伸出的拉桿12穿過大梁 21上的固定孔23，借助墊片或螺母24等元件形成固定，支撐桿1外層的硬質(zhì)共聚物泡沫塑 料桿體11的兩端端面抵接于大梁21上。據(jù)以上可知，本實用新型支撐桿1外部的硬質(zhì)共聚物泡沫塑料桿體11，不僅比重 輕，且具有良好的拉伸性能、壓縮性能、剪切強度、彎曲強度，耐候性、耐疲勞性強。借此，不 僅保證了傳統(tǒng)PVC塑料支撐桿的機械強度，而且由于其密度較小，有較佳的彈性，可將支撐 桿1整體做成一個實心體。如此，使本實用新型的支撐桿1與大梁21的接觸面積更大，在 承受壓應(yīng)力時，相對減小和分散了支撐桿1所承受的應(yīng)力，可避免風(fēng)輪葉片受強風(fēng)時造成 的大梁21斷裂及損毀；且，相對傳統(tǒng)的風(fēng)輪葉片骨架，可減少支撐桿的數(shù)量，從而進一步減輕葉片整體重量。 綜上所述，本實用新型的輕型支撐桿1，具有良好的拉伸性能、壓縮性能、剪切強 度、彎曲強度，非常適合使用于各種建筑物，或其他工具設(shè)備的中對機械強度要求高、而對 整體重量有限制的骨架結(jié)構(gòu)中，使該些建筑物及設(shè)備等在重量不增加或，甚至減輕的同時， 結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性也得到了保障和加強。
權(quán)利要求一種輕型支撐桿，用于構(gòu)成工具設(shè)備或建筑物的輕型骨架結(jié)構(gòu)，其特征在于所述支撐由一根由硬質(zhì)共聚物泡沫塑料制成的桿體、以及一根拉桿組成，該桿體為柱狀，中間具有一個通孔，該拉桿穿伸于該通孔。
2.依權(quán)利要求1所述的支撐桿，其特征在于，該共聚物泡沫塑料制成的桿體的外部另包覆一個玻璃鋼層。
3.依權(quán)利要求1所述的支撐桿，其特征在于，該硬質(zhì)共聚物泡沫塑料選自聚氨酯泡沫 塑料、聚氯乙烯泡沫塑料、聚苯乙烯泡沫塑料、丙烯腈一苯乙烯共聚物泡沫塑料、聚醚酰亞 胺泡沫塑料、聚甲基丙烯酰亞胺泡沫塑料或甲基丙烯酸/丙烯晴共聚物泡沫塑料。
4.依權(quán)利要求1所述的支撐桿，其特征在于，該拉桿伸出該桿體的兩端，且該拉桿的兩 端形成螺紋部。
5.依權(quán)利要求1所述的支撐桿，其特征在于，該拉桿兩端在該桿體內(nèi)部，并在該拉桿的 兩端端面形成內(nèi)螺紋部。
6.依權(quán)利要求4所述的支撐桿，其特征在于，所述拉桿為鋼筋螺栓。
7.依權(quán)利要求1所述支撐桿，其特征在于，所述桿體與拉桿之間為緊密結(jié)合，支撐桿整 體為實心體。
8.依權(quán)利要求7所述的支撐桿，其特征在于，該桿體是通過一種共聚物經(jīng)發(fā)泡、熱處理 一體成型并包覆于該拉桿的外部所形成的。
9.依權(quán)利要求1所述的支撐桿，其特征在于，所述桿體的通孔內(nèi)徑大于該拉桿的外徑， 兩者之間形成松配合。
10.依權(quán)利要求1、2、3、4、6、7、8或9所述的支撐桿，其特征在于，該桿體的橫截面為圓 形或正方形。
專利摘要本實用新型涉及一種輕型支撐桿，該支撐桿是由一根由硬質(zhì)共聚物泡沫塑料制成的桿體、以及一根拉桿組成，該桿體為柱狀，中間具有一個通孔，該拉桿穿伸于該通孔。借此，本實用新型的支撐桿不僅具有較強的機械強度，且由于其比重小，其桿體的形狀、外徑和厚度較不受限制，在保證能承受較大的壓應(yīng)力的同時，而不增加支撐桿整體的重量。其非常適合用于對機械強度要求高，而對重量有限制的各種骨架結(jié)構(gòu)中，同時還能降低設(shè)備整體制造成本。
文檔編號E04B1/30GK201665913SQ20102016702
公開日2010年12月8日 申請日期2010年4月22日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月22日
發(fā)明者張自國, 李曉波, 王逸波, 王靜, 苑初明, 高鳳羽 申請人:保定美沃科技開發(fā)有限公司;中航惠騰風(fēng)電設(shè)備股份有限公司