一種增韌frp螺旋連接件的制作方法
【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桿，在螺桿上設(shè)置有外螺紋；在螺帽上設(shè)置有內(nèi)螺紋；外螺紋和內(nèi)螺紋互為適配；墊片套在螺桿上，螺帽擰緊在螺桿上。本方法以環(huán)氧樹脂基質(zhì)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連接件采用機械化、半自動化塑模成型，因此可大規(guī)模生產(chǎn)；用于連接FRP構(gòu)件，發(fā)揮了整體不銹蝕、無磁性、電絕緣、沒有渦流損失和無渦流干擾等功能；使用本FRP連接件，使大型FRP結(jié)構(gòu)件可以分解成許多小型FRP結(jié)構(gòu)件，具有節(jié)能和減排效果。
【專利說明】一種増韌FRP螺旋連接件

【技術(shù)領(lǐng)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(shù)】
[0002]為了提高結(jié)構(gòu)耐久性、構(gòu)筑無磁環(huán)境和實現(xiàn)電氣絕緣等目的，非金屬材料在工程上已經(jīng)有了很廣范的應(yīng)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(gòu)件往往需要連接件加以連結(jié)。如果采用傳統(tǒng)的金屬連接件(金屬制的螺栓、鉚釘、插銷和燕尾槽等)，則因本身的銹蝕、磁性和導(dǎo)電性，影響整體的功能；因此，需要相應(yīng)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，以樹脂為輔助材料制成的FRP連接件，成了具有廣闊發(fā)展前景的替代產(chǎn)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，具有不銹蝕、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干擾等優(yōu)點，是一種高強、質(zhì)輕、具有優(yōu)越電磁特性的新型工程連接件。
[0004]但是，由于現(xiàn)有FRP連接件成型縮脹和溫度、濕度變化以及成型周期長短等原因?qū)е缕涑叽缯`差很大，不能適應(yīng)連接FRP構(gòu)件的情況。
[0005]美國OCF公司憑借其在玻璃纖維領(lǐng)域的優(yōu)勢，研發(fā)了輕型的玻璃纖維等新型建筑復(fù)合材料；21世紀(jì)初，日本的專家又研宄出用基于碳纖維增強樹脂的高強碳纖維復(fù)合材料等新材料，并應(yīng)用于實際工程，發(fā)揮了復(fù)合筋重量輕、強度高、耐腐蝕性強諸優(yōu)點。但是只能直接成型，而無法采用連接件連接。
[0006]近幾年來，碳纖維復(fù)合筋在我國也有小規(guī)模的生產(chǎn)和應(yīng)用試驗，并且經(jīng)過國家建材局產(chǎn)品質(zhì)檢中心和中冶研宄院等對FRP復(fù)合材料的安全使用性能進(jìn)行了試驗和研宄。本 申請人:經(jīng)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(nèi)第一跨完全由FRP筋材、FRP預(yù)應(yīng)力筋材以及FRP錨具組成的混凝土簡支梁。該橋梁屬于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(guān)鍵技術(shù)研宄”的依托工程。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(yīng)用，具有一定的示范作用和開拓意義。但是仍只能采用整體成型而未使用FRP連接件。
[0007]由于FRP材料與鋼鐵材料物理性質(zhì)有一些差異，因此需要開發(fā)特殊的技術(shù)和工藝，揚長避短，充分發(fā)揮新材料在節(jié)能、減少污染和開發(fā)新資源方面的作用。
[0008]目前，迫切需要開發(fā)一種FRP連接件，以能方便地安裝和安全地連接不同的FRP構(gòu)件，完全保持結(jié)構(gòu)整體無銹蝕、無磁性、電絕緣、沒有渦流損失和不產(chǎn)生渦流干擾等優(yōu)點。
[0009]經(jīng)檢索，未見FRP連接件的報道，亦未見關(guān)于FRP連接件的專利技術(shù)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本實用新型的目的就在于適應(yīng)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(xiàn)的:
[0012]一、增韌FRP螺旋連接件的結(jié)構(gòu)
[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桿，在螺桿上設(shè)置有外螺紋；
[0015]在螺帽上設(shè)置有內(nèi)螺紋；
[0016]外螺紋和內(nèi)螺紋互為適配；
[0017]墊片套在螺桿上，螺帽擰緊在螺桿上。
[0018]二、增韌FRP螺旋連接件的組分及制備方法
[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(huán)氧樹脂基質(zhì)、固化劑、促進(jìn)劑和增韌劑，基本配比按環(huán)氧樹脂產(chǎn)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、制備方法
[0027]以環(huán)氧樹脂基質(zhì)為主體，按常規(guī)方式加入促進(jìn)劑和固化劑攪拌，再加入增韌劑繼續(xù)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(yīng)用
[0029]I)用于固結(jié)兩塊或多塊FRP構(gòu)件；
[0030]2)作電絕緣用途時，可以在兩個導(dǎo)體上鉆孔，其間加進(jìn)墊片30，用螺栓10緊固即可。
[0031]本實用新型具有下列優(yōu)點和積極效果
[0032]①本FRP連接件采用機械化、半自動化塑模成型，因此可大規(guī)模生產(chǎn)；
[0033]②本FRP連接件用于連接FRP構(gòu)件以及其他非金屬構(gòu)件，發(fā)揮了整體不銹蝕、無磁性、電絕緣、沒有渦流損失和無渦流干擾等功能；
[0034]③使用本FRP連接件，使大型FRP結(jié)構(gòu)件可以分解成許多小型FRP結(jié)構(gòu)件，降低了生產(chǎn)難度，提高了安裝效率，減少了原材料損耗、運輸困難和作業(yè)場地，具有節(jié)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(jié)構(gòu)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—螺桿，13—外螺紋；
[0040]20—螺帽，21—內(nèi)螺紋；
[0041]30—墊片。

【具體實施方式】
[0042]下面結(jié)合附圖和實例詳細(xì)說明:
[0043]一、增韌FRP螺旋連接件的結(jié)構(gòu)
[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和螺桿12，在螺桿12上設(shè)置有外螺紋13 ;
[0046]在螺帽20上設(shè)置有內(nèi)螺紋21 ；
[0047]外螺紋13和內(nèi)螺紋21互為適配；
[0048]墊片30套在螺桿12上，螺帽20擰緊在螺桿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螺旋連接件的制備方法
[0053]I)螺栓的制備方法
[0054]①以拉纏成型的FRP筋材(制備前備用的同類桿形材料)為骨架，經(jīng)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，螺栓外模包括制備螺頭的兩瓣模以及制備螺桿的整體模，再將螺栓外模置于密封的容器中，對容器抽真空，真空度在0.0OlMPa以下；
[0056]③在真空環(huán)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(nèi)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(zhuǎn)方式，得到帶有螺紋的半成品
[0059]⑥經(jīng)過整形得到螺栓成品。
[0060]2 )螺帽的制備方法
[0061]螺帽和螺栓的制備方法一樣；
[0062]螺帽模子包括螺帽外模和螺帽內(nèi)模，螺帽外模為兩瓣模，螺帽內(nèi)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(nèi)模中旋轉(zhuǎn)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、本連接件的制備方法確保螺紋的質(zhì)量:螺栓外模包括制備螺頭的兩瓣模以及制備螺桿的整體模，螺栓取出的方式為旋轉(zhuǎn)方式；螺帽模子包括螺帽外模和螺帽內(nèi)模，螺帽外模為兩瓣模，螺帽內(nèi)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(nèi)模中旋轉(zhuǎn)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(gòu)件的牢固性。
【權(quán)利要求】
1.一種增韌FRP螺旋連接件，其特征在于: 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)和螺桿(12)，在螺桿(12)上設(shè)置有外螺紋(13)； 在螺帽(20)上設(shè)置有內(nèi)螺紋(21); 外螺紋(13)和內(nèi)螺紋(21)互為適配； 墊片(30)套在螺桿(12)上，螺帽(20)擰緊在螺桿(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(nèi)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(yōu)先權(quán)日:2014年5月15日
【發(fā)明者】金文成, 韓斌發(fā), 翟鋒, 鄭文衡 申請人:湖北金力工程復(fù)合材料有限公司