一種預(yù)應(yīng)力碳纖維云梯車臂架的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及專用車領(lǐng)域，具體是涉及一種預(yù)應(yīng)力碳纖維材料云梯車臂架的結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，中國(guó)大陸經(jīng)濟(jì)迅猛發(fā)展，高層建筑數(shù)目猛烈的擴(kuò)張，建筑物高度越來越高給救援提高了很大的難度，所以，在城市消防和危險(xiǎn)救援方面，云梯車是最高效的救援方式。云梯消防車中被公認(rèn)的最重要的部分就是臂架伸縮結(jié)構(gòu)。臂架結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)優(yōu)化和制造水平，決定了云梯車的產(chǎn)品高新科技含量。云梯車的臂架結(jié)構(gòu)，因?yàn)樾枰惺芊浅６嗟妮d荷，其中有梯架的重力、風(fēng)的載荷、工作斗重力等等，關(guān)乎救援質(zhì)量、效率的最重要因素就是臂架的性能。
[0003]目前，我國(guó)自主設(shè)計(jì)的產(chǎn)品整體技術(shù)水平與國(guó)外相比有較大差距。這些差距主要體現(xiàn)在:云梯消防車的整體工作高度不高，沒有實(shí)現(xiàn)車輛的輕量化研究，在智能控制方面設(shè)置研究不夠深入，無法保證車輛在極端情況下具有較好的穩(wěn)定性和安全性，零件配套水平和制造水平不高等。尤其是對(duì)于車輛的關(guān)鍵部件臂架機(jī)構(gòu)的開發(fā)能力較差，主要依靠進(jìn)口。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實(shí)用新型的目的是設(shè)計(jì)一種高強(qiáng)度、輕量化的云梯車臂架結(jié)構(gòu)。
[0005]為實(shí)現(xiàn)以上目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)。
[0006]本實(shí)用新型所述的預(yù)應(yīng)力碳纖維云梯車臂架結(jié)構(gòu)，主要由梯弦I，支柱2，梯蹬3，側(cè)面斜梁4，碳纖維材料5組成，梯弦I與側(cè)面斜梁4連接，側(cè)面斜梁4與支柱2相連，支柱2為承重之用，梯蹬3將左右兩個(gè)支柱相連。
[0007]進(jìn)一步地，支柱2主梁截面形式為C型結(jié)構(gòu)，讓兩節(jié)臂架之間的組合形式為嵌套形式。
[0008]進(jìn)一步地，將碳纖維材料5進(jìn)行張拉預(yù)處理，使碳纖維材料5具有預(yù)應(yīng)力的效果，然后通過環(huán)氧樹脂將預(yù)應(yīng)力碳纖維材料5與臂架支柱2內(nèi)側(cè)底面粘合在一起。
[0009]通過上述技術(shù)方案，該新型臂架在非工作狀態(tài)時(shí)亦受到反向預(yù)應(yīng)力作用，在工作狀態(tài)時(shí)，能有效的改善臂架受力和變形情況，因此效率高、性能好且安全性高。
[0010]本實(shí)用新型的其他特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的【具體實(shí)施方式】部分予以詳細(xì)說明。
[0011 ]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下好處:
[0012]1、本實(shí)用新型利用預(yù)應(yīng)力碳纖維技術(shù)，能在鋼結(jié)構(gòu)臂架小變形的前提下依然有效的發(fā)揮碳纖維材料強(qiáng)度、高彈性模量的特性，避免了因碳纖維材料的彈性模量和鋼材料趨同而無法發(fā)揮材料高強(qiáng)特性的缺點(diǎn)。該方法比傳統(tǒng)的碳纖維加固技術(shù)，能更高效的發(fā)揮高強(qiáng)度性能。
[0013]2、本實(shí)用新型通過碳纖維材料和鋼材料的結(jié)合，減少了鋼材料的使用比例，減輕了臂架結(jié)構(gòu)的整體重量，達(dá)到了輕量化的效果。
[0014]3、本實(shí)用新型利用碳纖維的預(yù)應(yīng)力，加強(qiáng)鋼結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度。在支柱的截面拉伸區(qū)域的應(yīng)力，產(chǎn)生壓力，能夠有效的讓加載之下的臂架的裂縫寬度減小;對(duì)臂架結(jié)構(gòu)施加反向作用力，可以有效的使臂架的變形量降低。
[0015]4、本實(shí)用新型的新型臂架支柱截面形式，使得兩節(jié)臂架之間嵌套更加貼合，增加了兩節(jié)臂架之間的約束，提高了臂架拉伸和變幅運(yùn)動(dòng)時(shí)的安全性和問的穩(wěn)定性。
[0016]5、本實(shí)用新型的新型臂架在靜力學(xué)上，與傳統(tǒng)臂架相比，在相同工況和載荷條件下，臂架結(jié)構(gòu)的變形有明顯的改善，強(qiáng)度得到了提升，同時(shí)在模態(tài)特性上，系統(tǒng)的剛度也得到了提高。
【附圖說明】
[0017]圖1是實(shí)用新型的總體設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖2是臂架支柱截面配合示意圖。
[0019]圖中:1-梯弦，2-支柱，3-梯蹬，4-側(cè)面斜梁，5-碳纖維材料。
【具體實(shí)施方式】
[0020]以下結(jié)合【附圖說明】和【具體實(shí)施方式】對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說明，結(jié)合【附圖說明】，以下實(shí)例是對(duì)本【實(shí)用新型內(nèi)容】的一個(gè)詳細(xì)說明，但不應(yīng)理解為本實(shí)用新型涉及的主題范圍僅限于此，其他凡是根據(jù)該領(lǐng)域的通用技術(shù)及常用方法所做的各種修改、替換和變更，都應(yīng)包含在本實(shí)用新型的范圍之內(nèi)。
[0021]如圖1、圖2所示，本實(shí)用新型所述預(yù)應(yīng)力云梯車臂架結(jié)構(gòu)，主要由梯弦I，支柱2，梯蹬3，側(cè)面斜梁4，碳纖維材料5組成，支柱2主梁截面形式為C型，支柱2內(nèi)側(cè)貼有預(yù)應(yīng)力碳纖維材料5。
[0022]支柱2為承重之用，梯蹬3將左右兩個(gè)支柱相連，工作人員可以通過梯蹬3在臂架上行走，行走時(shí)需要梯弦I來保證安全。臂架預(yù)應(yīng)力施加后，支柱2內(nèi)側(cè)底面受到拉應(yīng)力的作用，臂架整體會(huì)產(chǎn)生與工作狀態(tài)變形方向相反的彎曲。實(shí)際工作過程中，由于反向作用力，能極大減少整體臂架的變形量，同時(shí)臂架上整體的應(yīng)力分布也得到了改善，而且臂架整體的剛度得到了提升，低階的固有頻率得到了提升。
[0023]本實(shí)用新型所述碳纖維材料5使用張拉機(jī)以較慢的勻速?gòu)埨幚?，張拉完畢后，用環(huán)氧樹脂將臂架支柱2內(nèi)側(cè)與碳纖維材料粘合，待環(huán)氧樹脂凝固硬化后張拉機(jī)再逐步釋放碳纖維材料，使臂架具有一定預(yù)應(yīng)力。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種預(yù)應(yīng)力碳纖維云梯車臂架，包括梯弦(1)，支柱(2)，梯蹬(3)，側(cè)面斜梁(4)，碳纖維材料(5)，其特征在于:梯弦(I)與側(cè)面斜梁(4)連接，側(cè)面斜梁(4)與支柱(2)相連，支柱(2)為承重之用，梯蹬(3)將左右兩個(gè)支柱相連。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種預(yù)應(yīng)力碳纖維云梯車臂架，其特征在于支柱(2)主梁截面形式為C型結(jié)構(gòu)，讓兩節(jié)臂架之間的組合形式為嵌套形式。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種預(yù)應(yīng)力碳纖維云梯車臂架，其特征在于，將碳纖維材料(5)進(jìn)行張拉預(yù)處理，使碳纖維材料(5)具有預(yù)應(yīng)力的效果，然后通過環(huán)氧樹脂將預(yù)應(yīng)力碳纖維材料(5)與臂架支柱(2)內(nèi)側(cè)底面粘合在一起。
【專利摘要】一種預(yù)應(yīng)力碳纖維云梯車臂架，主要由梯弦，梯蹬，支柱，側(cè)面斜梁組成，梯弦與側(cè)面斜梁連接，側(cè)面斜梁與支柱相連，支柱為承重之用，梯蹬將左右兩個(gè)支柱相連，工作人員可以通過梯蹬在臂架上行走。本實(shí)用新型改進(jìn)了支柱截面的結(jié)構(gòu)形式，將碳纖維材料進(jìn)行預(yù)處理，使碳纖維材料具有預(yù)應(yīng)力的效果，然后將預(yù)應(yīng)力碳纖維材料與臂架支柱進(jìn)行連接。本實(shí)用新型提供了一種云梯消防車臂架結(jié)構(gòu)，臂架支柱截面采用新型C字型結(jié)構(gòu)，讓兩節(jié)臂架之間的組合形式為嵌套形式。同時(shí)將碳纖維材料預(yù)先進(jìn)行張拉加工，并結(jié)合臂架支柱截面采用新型C字型結(jié)構(gòu)，在支柱內(nèi)下側(cè)與預(yù)應(yīng)力碳纖維材料進(jìn)行錨栓。該新型臂架在非工作狀態(tài)時(shí)亦受到反向預(yù)應(yīng)力作用，在工作狀態(tài)時(shí)，能有效的改善臂架受力和變形情況，因此效率高、性能好且安全性高。
【IPC分類】E06C5/04, B29C70/40, E06C7/08, E06C7/18
【公開號(hào)】CN205370430
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520911316
【發(fā)明人】李善德, 黃其柏, 鄭偉光, 黃清華
【申請(qǐng)人】湖北省專用汽車研究院
【公開日】2016年7月6日
【申請(qǐng)日】2015年11月16日