CN106678531A - 一种薄壁空心管加强装置 - Google Patents

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杨万理
胡俊杰
吴龙望
杜文风
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    • F16S—CONSTRUCTIONAL ELEMENTS IN GENERAL; STRUCTURES BUILT-UP FROM SUCH ELEMENTS, IN GENERAL
    • F16S3/00—Elongated members, e.g. profiled members; Assemblies thereof; Gratings or grilles
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F1/00—Springs
    • F16F1/36—Springs made of rubber or other material having high internal friction, e.g. thermoplastic elastomers
    • F16F1/373—Springs made of rubber or other material having high internal friction, e.g. thermoplastic elastomers characterised by having a particular shape
    • F16F1/377—Springs made of rubber or other material having high internal friction, e.g. thermoplastic elastomers characterised by having a particular shape having holes or openings

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Abstract

本发明公开了一种薄壁空心管加强装置，属于仿生机械设备技术领域，包括圆柱体，圆柱体的内部沿其轴向设有6个通孔；通孔沿圆柱体的圆周方向均匀分布。圆柱体的半径为R，通孔的半径为r，通孔的圆心与圆柱体的圆心之间的距离为d；R、r、d之间比例关系为R：r：d＝1:0.175:0.5。圆柱体采用橡胶材料制成，橡胶的性能参数为：密度0.9g/cm3，弹性模量7.84Mpa，泊松比0.47。通过本装置，可以较好地约束薄壁空心管管壁的局部变形，提高局部承载能力；同时由于该装置采用弹性的橡胶材料制备而成，因而具有较好的缓冲减震效果，便于薄壁空心管的运输、安装及使用；该装置制作工序简单、成本低廉、安装使用方便，且可循环利用，具有较好的推广应用价值。

Description

一种薄壁空心管加强装置
技术领域
本发明涉及仿生机械设备技术领域，具体涉及到一种薄壁空心管加强装置。
背景技术
薄壁空心管目前应用十分广泛。据不完全统计，我国现在约有无缝管生产企业240家，无缝钢管机组约250套，年生产能力约450万吨。薄壁空心管外径仅有5mm，壁厚一般小于0.25mm，由于厚度太小造成薄壁空心管在运输和使用过程中可能发生极大的变形，从而对应用造成不便。为防止薄壁空心管在运送过程中被压瘪或折弯，现有处理方法通常是在运输过程中在薄壁空心管间垫上稻草以减少碰撞和积压。但这种表面做法无法改变产品本身易变形的特性，而且该方法在薄壁空心管大量运输时操作过于复杂，提高了运输成本，不适于广泛推广，因此需找到合适的方法来解决此类问题，使其既方便装卸又能保护空心管。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种薄壁空心管加强装置，解决薄壁空心管在运输过程中易变形的缺点，提高薄壁空心管的局部承载能力，从而便于薄壁空心管的生产、运输及安装。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为：
一种薄壁空心管加强装置，包括圆柱体，圆柱体的内部沿其轴向设有通孔。
根据上述方案，所述通孔的数量为2个，通孔沿圆柱体的圆周方向均匀分布。
根据上述方案，所述圆柱体的半径为R，通孔的半径为r，通孔的圆心与圆柱体的圆心之间的距离为d；R、r、d之间的比例关系为R：r：d＝1:0.175:0.5。
根据上述方案，所述圆柱体采用弹性材料制成。
根据上述方案，所述弹性材料为橡胶，橡胶的性能参数为：密度0.9g/cm3，弹性模量7.84Mpa，泊松比0.47。
根据上述方案，所述通孔的数量为6个。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：通过该装置，可以较好地约束薄壁空心管管壁的局部变形，提高局部承载能力；同时由于该装置采用弹性的橡胶材料制备而成，因而具有较好的缓冲减震效果，便于薄壁空心管的运输、安装及使用；该装置制作工序简单、成本低廉、安装使用方便，且可循环利用，具有较好的推广应用价值。
附图说明
下面结合附图对本发明一种薄壁空心管加强装置的具体实施方式作进一步说明，其中：
图1是本发明的结构示意图。
图中各标号的释义为：1-圆柱体，2-通孔。
具体实施方式
本发明通过对自然莲藕杆的结构进行测量和分析，设计了一种薄壁空心管加强装置。其外观为一个长圆柱体1，圆柱体1内部沿长轴方向设有6个小圆柱通孔2，通孔2沿圆柱体1的圆周方向均匀对称环绕分布。圆柱体1的半径为R，通孔2的半径为r，通孔2的圆心与圆柱体1的圆心之间的距离为d，R、r、d之间的比例关系为R：r：d＝1:0.175:0.5。
以某工厂生产的一批内径为100mm，壁厚为2mm，长度为6m的薄壁空心管为例，制作时先按比例换算出R＝50mm，r＝8.75mm，d＝25mm。然后通过模具整体铸造本加强装置，首先制作一个与上述加强装置尺寸互补的钢制模具，然后提前在模具中刷脱模剂，最后在模具中浇注橡胶，待冷却成型后取出加强装置即可。其中浇注橡胶的性能参数为：密度0.9g/cm3，弹性模量7.84Mpa，泊松比0.47。然后将本加强装置塞入薄壁空心管中，不使用时将加强装置从薄壁空心管中取出即可，该加强装置可重复利用。
综上所述，本发明所提供的薄壁空心管加强装置的技术优势体现在以下几个方面：1、材料成本方面，制作工序简单，材料成本低廉，可批量生产，而且材料环保可回收，可循环利用。2、抗振、抗冲击方面，由于采用弹性材料，例如橡胶材料，在薄壁管受到冲击时可以起到缓冲减震的效果。3、力学性能方面，特殊的仿莲藕杆结构，较好的约束了管壁局部变形，提高了其局部承载能力，因此可进一步适当降低薄壁管管壁厚度，降低薄壁管生产成本。4、施工效果方面，该装置便于安装和拆卸，施工简单，采用该装置后，便于薄壁空心管的运输和安装，具有较好的生产应用价值。总体而言，本发明借鉴莲藕杆的结构组成和受力规律，通过电脑软件模拟优化相关参数设计，并最终通过实际产品验证了本发明所提供的仿莲藕杆的薄壁空心管加强装置实际应用的可行性。
需要强调的是，上述技术方案仅是本发明的较佳实施例，在此基础上所做改进，例如调整通孔2的数量及排布方式，相关孔径尺寸的调整等，均应视作与本发明的技术构思相同。

Claims (6)

1.一种薄壁空心管加强装置，其特征在于：包括圆柱体(1)，圆柱体(1)的内部沿其轴向设有通孔(2)。
2.根据权利要求1所述的一种薄壁空心管加强装置，其特征在于：所述通孔(2)的数量为2个以上，通孔(2)沿圆柱体(1)的圆周方向均匀分布。
3.根据权利要求2所述的一种薄壁空心管加强装置，其特征在于：所述圆柱体(1)的半径为R，通孔(2)的半径为r，通孔(2)的圆心与圆柱体(1)的圆心之间的距离为d；R、r、d之间的比例关系为R：r：d＝1:0.175:0.5。
4.根据权利要求1所述的一种薄壁空心管加强装置，其特征在于：所述圆柱体(1)采用弹性材料制成。
5.根据权利要求4所述的一种薄壁空心管加强装置，其特征在于：所述弹性材料为橡胶，橡胶的性能参数为：密度0.9g/cm3，弹性模量7.84Mpa，泊松比0.47。
6.根据权利要求1所述的一种薄壁空心管加强装置，其特征在于：所述通孔(2)的数量为6个。
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