CN104786514B - 连续纤维增强管加工装置及加工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及复合高压管道制造领域，目的是提供一种加工方便，增强层与内层和外层能充分熔合力学性能较好的连续纤维增强管加工装置及加工方法。一种连续纤维增强管加工装置，包括芯模，设有两个挤塑口的挤塑机，设有步进电机并与挤塑机下端连接的电动单向滑台，与挤塑机相对设置并设有加热器的芯模支承驱动装置，与挤塑机连接的连续纤维浸渍带放带盘和PP衬管放管盘，设有与第一个挤塑口连通的矩形挤带孔并与挤塑机连接的挤带模，设有与第二个挤塑口连通的挤管孔和衬管通孔并与挤塑机连接的加强筋挤管模。该连续纤维增强管加工装置加工连续纤维增强管方便，增强层与内层和外层能充分熔合力学性能较好。

Description

连续纤维增强管加工装置及加工方法
技术领域
本发明涉及复合高压管道制造领域，尤其是一种连续纤维增强管加工装置及加工方法。
背景技术
附图6所示为一种两端分别设有插口93和内径与插口外径匹配的承口94的连续纤维增强管9；连续纤维增强管9包括由热塑性塑料固化构成的内层91和外层92，位于内层91和外层92之间且在插口93和承口94处加厚的增强层95；插口93外侧围设有胶圈环槽96；增强层95由往复螺旋缠绕的连续纤维浸渍带构成；连续纤维增强管除承口94和插口93外的其它部分的外侧围螺旋缠绕有加强筋，加强筋由PP衬管97和包覆在PP衬管97外的塑料外管98构成；该连续纤维增强管具有连接方便且连接时密封好，轴向力不会对管道连接处产生破坏，插口和承口处端部增强效果明显抗内压和外压能力较好的优点；用传统的加工装置和加工方法加工该连续纤维增强管，存在加工困难，增强层与内层和外层不能充分熔合影响力学性能的不足；因此，设计一种加工方便，增强层与内层和外层能充分熔合力学性能较好的连续纤维增强管加工装置及加工方法，成为亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的是为了克服用目前的加工装置和加工方法加工连续纤维增强管，存在加工困难，增强层与内层和外层不能充分熔合影响力学性能的不足，提供一种加工方便，增强层与内层和外层能充分熔合力学性能较好的连续纤维增强管加工装置及加工方法。
本发明的具体技术方案是：
一种连续纤维增强管加工装置，包括芯模，挤塑机；所述的挤塑机设有两个挤塑口；连续纤维增强管加工装置还包括设有步进电机并与挤塑机下端连接的电动单向滑台，与挤塑机相对设置并设有加热器的芯模支承驱动装置，与挤塑机连接的连续纤维浸渍带放带盘和PP衬管放管盘，设有与第一个挤塑口连通的矩形挤带孔并与挤塑机连接的挤带模，设有与第二个挤塑口连通的挤管孔和衬管通孔并与挤塑机连接的加强筋挤管模。该连续纤维增强管加工装置加工连续纤维增强管方便，增强层与内层和外层能充分熔合力学性能较好；芯模支承驱动装置带动芯模转动，电动单向滑台带动挤塑机运动，使从矩形挤带孔挤出的带状熔融塑料螺旋缠绕熔接构成内层和外层；电动单向滑台带动挤塑机往复运动，把连续纤维浸渍带往复螺旋缠绕并在插口和承口处加厚，熔接构成增强层；电动单向滑台带动挤塑机运动，使从挤管孔挤出的塑料外管包覆在由衬管通孔拉出的PP衬管外并螺旋缠绕在外层外构成加强筋；在加热器作用下，内层、增强层、外层、加强筋依次熔接。
作为优选，所述的芯模支承驱动装置包括底座，两个轴线方向与电动单向滑台的运动方向相同并分别与底座枢接的芯模支承转辊，输出轴与一个芯模支承转辊的一端连接并与底座连接的驱动电机；加热器位于一个芯模支承转辊外侧；加热器为红外加热器。芯模支承驱动装置结构简单实用。
作为优选，所述的加强筋挤管模包括挡板，同轴设置且后端分别与挡板连接的外模和内模，挤管孔包括由挡板、外模和内模合围构成的环形孔，两端分别与第二个挤塑口和环形孔侧围连通的连接孔；衬管通孔穿设于内模和挡板中。加强筋挤管模结构简单实用。
作为优选，所述的芯模包括设有螺孔的端座，设有承口凸环的模管，模管由活动圆弧板、连接圆弧板、一端与端座连接的固定圆弧板合围构成，设置于模管中的设有与螺孔螺纹连接的螺纹段的拉轴、一端与端座连接的铰接轴、定位轴，若干个模管开合支承组件；模管开合支承组件包括与固定圆弧板内侧连接且一端与铰接轴铰接的固定圆弧筋板，与活动圆弧板内侧连接且一端与铰接轴铰接的活动圆弧筋板，一端与固定圆弧筋板的另一端铰接并与连接圆弧板内侧连接的连接圆弧筋板，一端与活动圆弧筋板的另一端铰接的V形拉条，拉杆，与拉杆一端铰接并与拉轴连接的拉轴连接套，与拉杆另一端铰接并与定位轴连接的定位轴连接套，设有拉轴支承板并与固定圆弧筋板连接的拉轴支承架，套设在拉轴外并与拉轴支承板连接的导套，设有限位板并与活动圆弧筋板连接的限位架；连接圆弧筋板的另一端和V形拉条的另一端分别与定位轴铰接；拉轴的一端设有扳手柄。芯模脱模时，转动扳手柄带动拉轴转动，拉轴推动拉轴连接套并带动拉杆一端轴向运动，拉杆另一端拉动定位轴、圆弧筋板的另一端和V形拉条的另一端，经活动圆弧筋板和连接圆弧筋板分别带动活动圆弧板和连接圆弧板向内侧运动，然后完成脱模；反向转动扳手柄带动拉轴反向转动，拉轴拉动拉轴连接套并带动拉杆一端轴向运动，拉杆另一端推动定位轴、圆弧筋板的另一端和V形拉条的另一端，经活动圆弧筋板和连接圆弧筋板分别带动活动圆弧板和连接圆弧板向外侧运动复位，使活动圆弧板和连接圆弧板与固定圆弧板一起构成模管；芯模脱模方便。
一种连续纤维增强管加工方法，包括步骤：（1）把芯模放在预热温度为80℃至180℃的连续纤维增强管加工装置的芯模支承驱动装置的两个芯模支承转辊上，芯模支承转辊带动芯模转动；连续纤维增强管加工装置包括芯模，设有两个挤塑口的挤塑机，与挤塑机下端连接的电动单向滑台，电动单向滑台设有步进电机，与挤塑机相对设置并设有加热器的芯模支承驱动装置，与挤塑机连接的连续纤维浸渍带放带盘和PP衬管放管盘，与挤塑机连接的挤带模，挤带模设有与第一个挤塑口连通的矩形挤带孔，与挤塑机连接的加强筋挤管模，加强筋挤管模设有与第二个挤塑口连通的挤管孔和衬管通孔；芯模支承驱动装置包括底座，两个轴线方向与电动单向滑台的运动方向相同并分别与底座枢接的芯模支承转辊，与底座连接的驱动电机，驱动电机的输出轴与一个芯模支承转辊的一端连接；加热器位于一个芯模支承转辊外侧；加热器为红外加热器；（2）电动单向滑台带动挤塑机运动，与第一个挤塑口连通的矩形挤带孔挤出带状熔融塑料并以带宽的45%至55%宽度搭边螺旋缠绕在芯模外熔接构成内层，在加热器作用下加热到100℃至220℃并保温；（3）电动单向滑台带动挤塑机往复运动，把连续纤维浸渍带以1度至75度的螺旋角往复螺旋缠绕在内层外并在插口和承口处加厚，熔接构成增强层且增强层与内层熔接，在加热器作用下加热到100℃至220℃并保温；（4）电动单向滑台带动挤塑机运动，矩形挤带孔挤出带状熔融塑料并以带宽的45%至55%宽度搭边螺旋缠绕在增强层外熔接构成外层且外层与增强层熔接，在加热器作用下加热到100℃至220℃并保温；（5）电动单向滑台带动挤塑机运动，与第二个挤塑口连通的挤管孔挤出的塑料外管包覆在由衬管通孔拉出的PP衬管外并螺旋缠绕在外层外构成加强筋，且加强筋与外层熔接，制成连续纤维增强管的注塑坯件；（6）连续纤维增强管的注塑坯件经冷却定型后，进行连续纤维增强管的两端端面加工和插口外侧围设有的胶圈环槽加工；（7）芯模脱模，完成连续纤维增强管加工。连续纤维增强管加工方法能满足加工连续纤维增强管需要。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：该连续纤维增强管加工装置加工连续纤维增强管方便，增强层与内层和外层能充分熔合力学性能较好；芯模支承驱动装置带动芯模转动，电动单向滑台带动挤塑机运动，使从矩形挤带孔挤出的带状熔融塑料螺旋缠绕熔接构成内层和外层；电动单向滑台带动挤塑机往复运动，把连续纤维浸渍带往复螺旋缠绕并在插口和承口处加厚，熔接构成增强层；电动单向滑台带动挤塑机运动，使从挤管孔挤出的塑料外管包覆在由衬管通孔拉出的PP衬管外并螺旋缠绕在外层外构成加强筋；在加热器作用下，内层、增强层、外层、加强筋依次熔接。芯模支承驱动装置结构简单实用。加强筋挤管模结构简单实用。芯模脱模方便。连续纤维增强管加工方法能满足加工连续纤维增强管需要。
附图说明
图1是连续纤维增强管加工装置的一种结构示意图；
图2是加强筋挤管模的结构示意图；
图3是芯模的结构示意图；
图4是图3的A-A视图；
图5是芯模脱模状态的示意图；
图6是连续纤维增强管的结构示意图。
图中：连续纤维浸渍带放带盘-1、PP衬管放管盘-2、芯模-3、螺孔-31、端座-32、承口凸环-33、活动圆弧板-34、连接圆弧板-35、固定圆弧板-36、螺纹段-37、拉轴-38、铰接轴-39、定位轴-310、固定圆弧筋板-311、活动圆弧筋板-312、连接圆弧筋板-313、V形拉条-314、拉杆-315、拉轴连接套-316、定位轴连接套-317、拉轴支承板-318、拉轴支承架-319、限位板-320、限位架-321、扳手柄-322、导套-323、挤塑机-4、第一个挤塑口-41、第二个挤塑口-42、电动单向滑台-5、步进电机-51、芯模支承驱动装置-6、加热器-61、底座-62、芯模支承转辊-63、驱动电机-64、挤带模-7、矩形挤带孔-71、加强筋挤管模-8、衬管通孔-81、挡板-82、外模-83、内模-84、环形孔-85、连接孔-86、连续纤维增强管-9、内层-91、外层-92、插口-93、承口-94、增强层-95、胶圈环槽-96、PP衬管-97、塑料外管-98。
具体实施方式
下面结合附图所示对本发明进行进一步描述。
如附图1至附图5所示：一种连续纤维增强管加工装置，包括芯模3，设有两个挤塑口的挤塑机4，设有步进电机51并与挤塑机4下端螺钉连接的电动单向滑台5，与挤塑机4相对设置并设有加热器61的芯模支承驱动装置6，与挤塑机4螺钉连接的连续纤维浸渍带放带盘1和PP衬管放管盘2，设有与第一个挤塑口41连通的矩形挤带孔71并与挤塑机4螺钉连接的挤带模7，设有与第二个挤塑口42连通的挤管孔和衬管通孔81并与挤塑机4螺钉连接的加强筋挤管模8。
所述的芯模支承驱动装置6包括底座62，两个轴线方向与电动单向滑台5的运动方向相同并分别与底座62通过轴承枢接的芯模支承转辊63，输出轴与一个芯模支承转辊63的一端键连接并与底座62螺钉连接的驱动电机64；加热器61位于一个芯模支承转辊63外侧；加热器61为红外加热器。
所述的加强筋挤管模8包括挡板82，同轴设置且后端分别与挡板螺钉连接的外模83和84内模，挤管孔包括由挡板82、外模83和内模84合围构成的环形孔85，两端分别与第二个挤塑口42和环形孔85侧围连通的连接孔86；衬管通孔81穿设于内模84和挡板82中。
所述的芯模3包括设有螺孔31的端座32，设有承口凸环33的模管，模管由活动圆弧板34、连接圆弧板35、一端与端座32焊接的固定圆弧板36合围构成，设置于模管中的设有与螺孔31螺纹连接的螺纹段37的拉轴38、一端与端座32螺纹连接的铰接轴39、定位轴310，六个模管开合支承组件；模管开合支承组件包括与固定圆弧板36内侧焊接且一端与铰接轴39铰接的固定圆弧筋板311，与活动圆弧板34内侧焊接且一端与铰接轴39铰接的活动圆弧筋板312，一端与固定圆弧筋板311的另一端铰接并与连接圆弧板35内侧焊接的连接圆弧筋板313，一端与活动圆弧筋板312的另一端铰接的V形拉条314，拉杆315，与拉杆315一端铰接并与拉轴38螺钉连接的拉轴连接套316，与拉杆315另一端铰接并与定位轴310螺钉连接的定位轴连接套317，设有拉轴支承板318并与固定圆弧筋板311焊接的拉轴支承架319，套设在拉轴38外并与拉轴支承板318焊接的导套323，设有限位板320并与活动圆弧筋板312焊接的限位架321；连接圆弧筋板313的另一端和V形拉条314的另一端分别与定位轴310铰接；拉轴38的一端设有扳手柄322。
该连续纤维增强管加工装置使用时，芯模支承驱动装置6带动芯模3转动，电动单向滑台5带动挤塑机4运动，使从矩形挤带孔71挤出的带状熔融塑料螺旋缠绕熔接构成内层和外层；电动单向滑台5带动挤塑机4往复运动，把连续纤维浸渍带往复螺旋缠绕并在插口和承口处加厚，熔接构成增强层；电动单向滑台5带动挤塑机4运动，使从挤管孔挤出的塑料外管包覆在由衬管通孔81拉出的PP衬管外并螺旋缠绕在外层外构成加强筋；在加热器61作用下，内层、增强层、外层、加强筋依次熔接；芯模3脱模时，转动扳手柄322带动拉轴38转动，拉轴38推动拉轴连接套316并带动拉杆315一端轴向运动，拉杆315另一端拉动定位轴310、圆弧筋板的另一端和V形拉条314的另一端，经活动圆弧筋板312和连接圆弧筋板313分别带动活动圆弧板34和连接圆弧板35向内侧运动，然后完成脱模；反向转动扳手柄322带动拉轴38反向转动，拉轴38拉动拉轴连接套316并带动拉杆315一端轴向运动，拉杆315另一端推动定位轴310、圆弧筋板的另一端和V形拉条314的另一端，经活动圆弧筋板312和连接圆弧筋板313分别带动活动圆弧板34和连接圆弧板35向外侧运动复位，使活动圆弧板34和连接圆弧板35与固定圆弧板36一起构成模管。
如附图1至附图6所示：一种连续纤维增强管加工方法，所述的连续纤维增强管9包括由热塑性塑料固化构成的内层91和外层92，位于内层91和外层92之间且在两端分别设有的插口93和承口94处加厚的增强层95；插口93外侧围设有胶圈环槽96；增强层95由往复螺旋缠绕的连续纤维浸渍带构成；连续纤维增强管除承口94和插口93外的其它部分的外侧围螺旋缠绕有加强筋，加强筋由PP衬管97和包覆在PP衬管97外的塑料外管98构成；连续纤维增强管的加工方法包括步骤：（1）把芯模3放在预热温度为120℃的连续纤维增强管加工装置的芯模支承驱动装置6的两个芯模支承转辊63上，芯模支承转辊63带动芯模3转动；连续纤维增强管加工装置包括芯模3，设有两个挤塑口的挤塑机4，与挤塑机4下端螺钉连接的电动单向滑台5，电动单向滑台5设有步进电机51，与挤塑机4相对设置并设有加热器61的芯模支承驱动装置6，与挤塑机4螺钉连接的连续纤维浸渍带放带盘1和PP衬管放管盘2，与挤塑机4螺钉连接的挤带模7，挤带模7设有与第一个挤塑口41连通的矩形挤带孔71，与挤塑机4螺钉连接的加强筋挤管模8，加强筋挤管模8设有与第二个挤塑口42连通的挤管孔和衬管通孔81；芯模支承驱动装置6包括底座62，两个轴线方向与电动单向滑台5的运动方向相同并分别与底座62通过轴承枢接的芯模支承转辊63，与底座62螺钉连接的驱动电机64，驱动电机64的输出轴与一个芯模支承转辊63的一端键连接；加热器61位于一个芯模支承转辊63外侧；加热器61为红外加热器；（2）电动单向滑台5带动挤塑机4运动，与第一个挤塑口41连通的矩形挤带孔71挤出带状熔融塑料并以带宽的50%宽度搭边螺旋缠绕在芯模3外熔接构成内层，在加热器61作用下加热到180℃并保温；（3）电动单向滑台5带动挤塑机4往复运动，把连续纤维浸渍带以30度的螺旋角往复螺旋缠绕在内层外并在插口和承口处加厚，熔接构成增强层且增强层与内层熔接，在加热器61作用下加热到180℃并保温；（4）电动单向滑台5带动挤塑机4运动，矩形挤带孔71挤出带状熔融塑料并以带宽的50%宽度搭边螺旋缠绕在增强层外熔接构成外层且外层与增强层熔接，在加热器61作用下加热到180℃并保温；（5）电动单向滑台5带动挤塑机4运动，与第二个挤塑口42连通的挤管孔挤出的塑料外管包覆在由衬管通孔81拉出的PP衬管外并螺旋缠绕在外层外构成加强筋，且加强筋与外层熔接，制成连续纤维增强管的注塑坯件；（6）连续纤维增强管的注塑坯件经冷却定型后，进行连续纤维增强管的两端端面加工和插口外侧围设有的胶圈环槽加工；（7）芯模3脱模，完成连续纤维增强管加工。
所述的加强筋挤管模8包括挡板82，同轴设置且后端分别与挡板82螺钉连接的外模83和内模84，挤管孔包括由挡板82、外模83和内模84合围构成的环形孔85，两端分别与第二个挤塑口42和环形孔85侧围连通的连接孔86；衬管通孔81穿设于内模84和挡板82中。
所述的芯模3包括设有螺孔31的端座32，设有承口凸环33的模管，模管由活动圆弧板34、连接圆弧板35、一端与端座32焊接的固定圆弧板36合围构成，设置于模管中的拉轴38、一端与端座32螺纹连接的铰接轴39、定位轴310，拉轴38设有与螺孔31螺纹连接的螺纹段37，六个模管开合支承组件；模管开合支承组件包括与固定圆弧板36内侧焊接且一端与铰接轴39铰接的固定圆弧筋板311，与活动圆弧板34内侧焊接且一端与铰接轴39铰接的活动圆弧筋板312，一端与固定圆弧筋板311的另一端铰接并与连接圆弧板35内侧焊接的连接圆弧筋板313，一端与活动圆弧筋板312的另一端铰接的V形拉条314，拉杆315，与拉杆315一端铰接并与拉轴38螺钉连接的拉轴连接套316，与拉杆315另一端铰接并与定位轴310螺钉连接的定位轴连接套317，设有拉轴支承板318并与固定圆弧筋板311焊接的拉轴支承架319，套设在拉轴38外并与拉轴支承板318焊接的导套323，与活动圆弧筋板312焊接的限位架321，限位架321设有限位板320；连接圆弧筋板313的另一端和V形拉条314的另一端分别与定位轴310铰接；拉轴38的一端设有扳手柄322。
本发明的有益效果是：该连续纤维增强管加工装置加工连续纤维增强管方便，增强层与内层和外层能充分熔合力学性能较好；芯模支承驱动装置带动芯模转动，电动单向滑台带动挤塑机运动，使从矩形挤带孔挤出的带状熔融塑料螺旋缠绕熔接构成内层和外层；电动单向滑台带动挤塑机往复运动，把连续纤维浸渍带往复螺旋缠绕并在插口和承口处加厚，熔接构成增强层；电动单向滑台带动挤塑机运动，使从挤管孔挤出的塑料外管包覆在由衬管通孔拉出的PP衬管外并螺旋缠绕在外层外构成加强筋；在加热器作用下，内层、增强层、外层、加强筋依次熔接。芯模支承驱动装置结构简单实用。加强筋挤管模结构简单实用。芯模脱模方便。连续纤维增强管加工方法能满足加工连续纤维增强管需要。
本发明可改变为多种方式对本领域的技术人员是显而易见的，这样的改变不认为脱离本发明的范围。所有这样的对所述领域的技术人员显而易见的修改，将包括在本权利要求的范围之内。

Claims (3)

1.一种连续纤维增强管加工方法，其特征是，包括步骤：（1）把芯模放在预热温度为80℃至180℃的连续纤维增强管加工装置的芯模支承驱动装置的两个芯模支承转辊上，芯模支承转辊带动芯模转动；连续纤维增强管加工装置包括芯模，设有两个挤塑口的挤塑机，与挤塑机下端连接的电动单向滑台，电动单向滑台设有步进电机，与挤塑机相对设置并设有加热器的芯模支承驱动装置，与挤塑机连接的连续纤维浸渍带放带盘和PP衬管放管盘，与挤塑机连接的挤带模，挤带模设有与第一个挤塑口连通的矩形挤带孔，与挤塑机连接的加强筋挤管模，加强筋挤管模设有与第二个挤塑口连通的挤管孔和衬管通孔；芯模支承驱动装置包括底座，两个轴线方向与电动单向滑台的运动方向相同并分别与底座枢接的芯模支承转辊，与底座连接的驱动电机，驱动电机的输出轴与一个芯模支承转辊的一端连接；加热器位于一个芯模支承转辊外侧；加热器为红外加热器；（2）电动单向滑台带动挤塑机运动，与第一个挤塑口连通的矩形挤带孔挤出带状熔融塑料并以带宽的45%至55%宽度搭边螺旋缠绕在芯模外熔接构成内层，在加热器作用下加热到100℃至220℃并保温；（3）电动单向滑台带动挤塑机往复运动，把连续纤维浸渍带以1度至75度的螺旋角往复螺旋缠绕在内层外并在插口和承口处加厚，熔接构成增强层且增强层与内层熔接，在加热器作用下加热到100℃至220℃并保温；（4）电动单向滑台带动挤塑机运动，矩形挤带孔挤出带状熔融塑料并以带宽的45%至55%宽度搭边螺旋缠绕在增强层外熔接构成外层且外层与增强层熔接，在加热器作用下加热到100℃至220℃并保温；（5）电动单向滑台带动挤塑机运动，与第二个挤塑口连通的挤管孔挤出的塑料外管包覆在由衬管通孔拉出的PP衬管外并螺旋缠绕在外层外构成加强筋，且加强筋与外层熔接，制成连续纤维增强管的注塑坯件；（6）连续纤维增强管的注塑坯件经冷却定型后，进行连续纤维增强管的两端端面加工和插口外侧围设有的胶圈环槽加工；（7）芯模脱模，完成连续纤维增强管加工。
2.根据权利要求1所述的连续纤维增强管加工方法，其特征是，所述的加强筋挤管模包括挡板，同轴设置且后端分别与挡板连接的外模和内模，挤管孔包括由挡板、外模和内模合围构成的环形孔，两端分别与第二个挤塑口和环形孔侧围连通的连接孔；衬管通孔穿设于内模和挡板中。
3.根据权利要求1或2所述的连续纤维增强管加工方法，其特征是，所述的芯模包括设有螺孔的端座，设有承口凸环的模管，模管由活动圆弧板、连接圆弧板、一端与端座连接的固定圆弧板合围构成，设置于模管中的拉轴、一端与端座连接的铰接轴、定位轴，拉轴设有与螺孔螺纹连接的螺纹段，若干个模管开合支承组件；模管开合支承组件包括与固定圆弧板内侧连接且一端与铰接轴铰接的固定圆弧筋板，与活动圆弧板内侧连接且一端与铰接轴铰接的活动圆弧筋板，一端与固定圆弧筋板的另一端铰接并与连接圆弧板内侧连接的连接圆弧筋板，一端与活动圆弧筋板的另一端铰接的V形拉条，拉杆，与拉杆一端铰接并与拉轴连接的拉轴连接套，与拉杆另一端铰接并与定位轴连接的定位轴连接套，设有拉轴支承板并与固定圆弧筋板连接的拉轴支承架，套设在拉轴外并与拉轴支承板连接的导套，与活动圆弧筋板连接的限位架，限位架设有限位板；连接圆弧筋板的另一端和V形拉条的另一端分别与定位轴铰接；拉轴的一端设有扳手柄。
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