CN110015390A - 一种金属件与玻璃钢的连接结构及船体 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种金属件与玻璃钢的连接结构及船体，属件与玻璃钢的连接结构，金属件上设有穿孔，穿孔贯穿金属件；玻璃钢包括连接纤维束和树脂，连接纤维束穿过穿孔，金属件沿着穿孔的轴向设有第一侧和第二侧，连接纤维束穿过穿孔，连接纤维束的两端分别位于金属件的第一侧和金属件的第二侧处，树脂包裹在金属件的表面和连接纤维束外，树脂填充于穿孔中，使得连接纤维束的两端可分别对金属件第一侧和金属件第二侧上的树脂施加相互拉紧的作用力，使得树脂不易从金属件上剥离，以保证金属件不被腐蚀。
Description
技术领域
本发明涉及金属防腐技术领域，特别涉及一种金属件与玻璃钢的连接结构及船体。
背景技术
大多数船舶都采用金属外壳。而金属在海洋环境中，受海水温度、海水含盐度、海洋大气温度、海洋大气湿度的影响，船舶很容易被腐蚀，特别是连接螺旋桨的艉轴架，由于长期浸泡于水中，且位于水流猛击处，腐蚀程度更是严重。腐蚀不仅降低了船舶钢结构和强度，缩短了船舶的使用寿命，同时还会使航行阻力增加，航速降低，影响使用性能。更为严重的是，一旦出现穿孔或开裂，还会导致海损事故的发生，造成惊人的损失。
而目前常采用玻璃钢敷裹于船体金属表面的方式以防腐，玻璃钢比重小、表面光滑，可有效降低阻力、增大航速，且具有良好的抗磁、隔音、电绝缘性能等特点，然而由于玻璃钢与金属是不相溶的两种材质，故当使用时间稍长时，玻璃钢就会裂开甚至从金属表面剥落，失去防锈效果，只能再于金属表面重新再敷裹过玻璃钢，可见的敷裹玻璃钢的方式维护成本高，且减少了出船的时间，降低了生产效益。
发明内容
本发明的第一目的是提供一种结合方式紧固的金属件与玻璃钢的连接结构。
本发明的第二目的是提供一种具有上述的金属件与玻璃钢的连接结构的船体。
为了实现本发明的第一目的，本发明提供一种金属件与玻璃钢的连接结构，金属件上设有穿孔，穿孔贯穿金属件；玻璃钢包括连接纤维束和树脂，连接纤维束穿过穿孔，金属件沿着穿孔的轴向设有第一侧和第二侧，连接纤维束穿过穿孔，连接纤维束的两端分别位于金属件的第一侧和金属件的第二侧处，树脂包裹在金属件的表面和连接纤维束外，树脂填充于穿孔中。
一个具体的方案是，金属件于穿孔的周围设有边缘；连接纤维束的第一端自穿孔绕边缘引至金属件的第二侧，连接纤维束的第二端自穿孔绕边缘引至金属件的第一侧。
由以上方案可见，连接纤维束除了穿过穿孔使得两端位于两侧，且还可以连接纤维束的第一端自穿孔绕边缘引至金属件的第二侧，连接纤维束的第二端自穿孔绕边缘引至金属件的第二侧，通过连接纤维束两端分别对金属件的相互缠绕，也即连接纤维束自金属件的第一侧引至金属件的第二侧或者自金属件的第二侧引至金属件的第一侧，增大了连接纤维束的覆盖面。并且通过于金属件的表面涂覆树脂，于穿孔中填充树脂，利用树脂与连接纤维束之间的相互粘结作用，使得连接纤维束于金属件的第一侧和金属件的第二侧上的位置固定化，使得位于金属件的第一侧和金属件的第二侧的连接纤维束的两端可分别对涂覆于金属件的第一侧和金属件的第二侧上的树脂加纤维施加相互拉紧的作用力，使得树脂不易从金属件的第一侧和金属件的第二侧上剥离和脱落，以更好地保证金属件不易被腐蚀。
一个具体的方案是，连接纤维束包括多条连接纤维，多条连接纤维的第一端自穿孔呈放射状绕边缘引至金属件的第二侧，多条连接纤维的第二端自穿孔呈放射状绕边缘引至金属件的第一侧。
由以上方案可见，由于多条连接纤维的第一端自穿孔呈放射状绕边缘引至金属件的第二侧，多条连接纤维的第二端自穿孔呈放射状绕边缘引至金属件的第一侧，使得连接纤维的覆盖面积能最大化地覆盖到金属件的第一侧和第二侧上，以最大化地对位于金属件第一侧和金属件第二侧上的树脂纤维进行拉紧，以最大化地保证位于金属件第一侧和金属件第二侧上的树脂不被剥离和脱落。
再一个具体的方案是，连接纤维束采用玻璃纤维、碳纤维、硼纤维、芳纶纤维、氧化铝纤维或碳化硅纤维。
再一个具体的方案是，树脂采用环氧树脂或不饱和树脂。
再一个具体的方案是，金属件上设有多个穿孔，穿孔呈圆孔设置，穿孔的直径大小为D，相邻的两个穿孔圆心之间的直线距离大小为A，A为0.5D至30D。
再一个具体的方案是，金属件上设有多个穿孔，穿孔呈圆孔设置，穿孔的直径大小为D，穿孔的圆心到边缘的直线距离大小为B，B为0.5D至30D。
再一个具体的方案是，金属件上设有多个穿孔，穿孔呈圆孔设置，穿孔的直径大小为D，穿孔的孔深大小为C，D大于等于0.2C，D小于等于30C。
为实现本发明的第二目的，本发明还提供了一种船体，船体上设有上述任一项所述的金属件与玻璃钢的连接结构。
一个具体的方案是，金属件与玻璃钢的连接结构中的金属件为舵叶或艉轴架。
由以上方案可见，由于舵叶和艉轴架在船舶运作过程中需要浸泡于水中，且舵叶和艉轴架靠近螺旋桨设置，所以经过舵叶和艉轴架的水流较为湍急，水流易对舵叶和艉轴架上的玻璃钢进行冲击，易造成舵叶和艉轴架上的玻璃钢剥离，使得舵叶和艉轴架受到腐蚀，所以将该金属件与玻璃钢的连接结构应用于舵叶和艉轴架上，有助于保证舵叶和艉轴架不被腐蚀，增长舵叶和艉轴架的使用寿命。
附图说明
图1是本发明的金属件与玻璃钢的连接结构实施例一的正视图。
图2是图1中E-E方向的剖视图。
图3是本发明的金属件与玻璃钢的连接结构实施例二的侧视图。
图4是图3中的F-F方向的剖视图。
图5是本发明的金属件与玻璃钢的连接结构实施例三的正视图。
图6是本发明的金属件与玻璃钢的连接结构实施例四的剖视图。
以下结合附图及实施例对本发明作进一步说明。
具体实施方式
实施例一：
参见图1和图2，本实施例的金属件与玻璃钢的连接结构中的金属件呈长条形板11设置，长条形板11的周围围设有第一边缘12，其中长条形板11的两侧边缘沿竖直方向延伸，沿着长条形板11的延伸方向，长条形板11的两端边缘分别呈圆弧设置，也即第一边缘12由两侧的竖直边缘121和两端的圆弧边缘122连接而成。
长条形板11包括相对设置的第一侧面111和第二侧面112，第一侧面111和第二侧面112分别于长条形板11四周的第一边缘12处相互连接。长条形板11中设有三个第一穿孔13，三个第一穿孔13分别呈圆形设置，三个第一穿孔13分别沿长条形板11的延伸方向依次排列。可见，每个第一穿孔13均被第一边缘12所围绕。每个第一穿孔13分别自第一侧面111贯通至第二侧面112。沿着长条形板11的延伸方向，三个第一穿孔13圆心之间的间隔相等。沿着垂直于长条形板11延伸方向的方向，三个第一穿孔13的圆心到两侧的竖直边缘121的距离相等。沿着长条形板11的延伸方向，位于两端的第一穿孔13的圆心到长条形板11两端的圆弧边缘122的距离分别相等。
其中第一穿孔13的直径为D1,相邻的两个第一穿孔13圆心之间的直线距离大小为A1，第一穿孔13的圆心到第一边缘12的直线距离大小为B1，第一穿孔13的孔深大小为C1。其中A1为0.5D1至30D1,优选地，A1为D1至3D1。B1为0.5D1至30D1,优选地，B1为D1至3D1。D1大于等于0.2C1,D1小于等于30C1，优选地，D1大于等于C1,D1小于等于10C1。
参见图1和图2，本实施例的金属件与玻璃钢的连接结构中的玻璃钢包括第一连接纤维束和第一树脂14。每个第一穿孔13中分别穿插设有第一连接纤维束。第一连接纤维束包括多条第一连接纤维15，第一连接纤维15的第一端151设于长条形板11的第一侧面111的侧方，第一连接纤维15的第二端152设于长条形板11的第二侧面112的侧方。多条第一连接纤维15的第一端151自第一穿孔13呈放射状绕四周的第一边缘12引至长条形板11的第二侧面112的侧方，多条第一连接纤维15的第二端152自第一穿孔13呈放射状绕四周的第一边缘12引至长条形板11的第一侧面111的侧方。第一树脂14涂覆于长条形板11的表面，第一树脂14填充于每个第一穿孔13中，第一树脂14与第一连接纤维15之间相互粘结。其中第一连接纤维15可采用玻璃纤维、碳纤维、硼纤维、芳纶纤维、氧化铝纤维或碳化硅纤维。第一树脂14可采用环氧树脂或不饱和树脂。
实施例二：
参见图3和图4，将本发明的金属件与玻璃钢的连接结构应用到艉轴架上，也即本实施例中的金属件为船体上的艉轴架21。此艉轴架21为双臂艉轴架，也即艉轴架21上设有第一支撑臂211和第二支撑臂212，第一支撑臂211和第二支撑臂212分别沿斜向延伸，沿着第一支撑臂211和第二支撑臂212的延伸方向，第一支撑臂211和第二支撑臂212的一端分别与船体连接，第一支撑臂211和第二支撑臂212的另一端相互汇聚于轴毂22上。沿着第一支撑臂211和第二支撑臂212的延伸方向，第一支撑臂211和第二支撑臂212的两侧分别设有第二边缘23，位于第一支撑臂211两侧的第二边缘23分别被第一支撑臂211的连接端部所隔断，位于第二支撑臂212两侧的第二边缘23分别被第二支撑臂212的连接端部所隔断。第一支撑臂211和第二支撑臂212的表面分别设有相对设置的第一臂面和第二臂面。以第一支撑臂211为例，第一臂面2111和第二臂面2112分别于第一支撑臂211两侧的第二边缘23处相互连接。于第一支撑臂211上设有多个第二穿孔24，第二穿孔24呈圆形设置，每个第二穿孔24分别自第一臂面2111贯穿至第二臂面2112。
其中第二穿孔24的直径为D2,相邻的两个第二穿孔24圆心之间的直线距离大小为A2，第二穿孔24的圆心到第二边缘23的直线距离大小为B2，第二穿孔24的孔深大小为C2。其中A2为0.5D2至30D2,优选地，A2为D2至3D2。B2为0.5D2至30D2,优选地，B2为D2至3D2。D2大于等于0.2C2,D2小于等于30C2，优选地，D2大于等于C2,D2小于等于10C2。
本实施例中的玻璃钢包括第二连接纤维束和第二树脂25，于每个第二穿孔24中分别穿插设有第二连接纤维束，第二连接纤维束包括多条第二连接纤维26，第二连接纤维26的第一端位于第一臂面2111的侧方，第二连接纤维26的第二端位于第二臂面2112的侧方。多条第二连接纤维26的第一端分别自第二穿孔24呈放射状绕第一支撑臂211两侧的第二边缘23引至第二臂面2112的侧方，多条第二连接纤维26的第二端261分别自第二穿孔24呈放射状绕第一支撑臂211两侧的第二边缘23引至第一臂面2111的侧方，再于支撑臂表面涂覆第二树脂25，于第二穿孔24中填充第二树脂25，其中第二树脂25与第二连接纤维26之间相互粘结。其中第二连接纤维26可采用玻璃纤维、碳纤维、硼纤维、芳纶纤维、氧化铝纤维或碳化硅纤维。第二树脂25可采用环氧树脂或不饱和树脂。参见图3，沿H-H方向对第一支撑臂211进行剖面，第一支撑臂211的剖视图也如图2所示。
实施例三：
同理地，参见图5，将本发明的金属件与玻璃钢的连接结构应用到舵叶上时，也即本实施例中的金属件为船体上的舵叶31。由于舵叶31只有一端与船体连接，围绕舵叶31连接端设有第三边缘32。舵叶31包括相对设置的第三侧面311和第四侧面(图中未示出)，舵叶31上设有第三穿孔33，第三穿孔33呈圆形设置，第三穿孔33自第三侧面311贯穿至第四侧面。第三侧面311和第四侧面于第三边缘32处相互连接。
其中第三穿孔33的直径为D3,相邻的两个第三穿孔33圆心之间的直线距离大小为A3，第三穿孔33的圆心到第三边缘32的直线距离大小为B3，第三穿孔33的孔深大小为C3。其中A3为0.5D3至30D3,优选地，A3为D3至3D3。B3为0.5D3至30D3,优选地，B3为D3至3D3。D3大于等于0.2C3,D3小于等于30C3，优选地，D3大于等于C3,D3小于等于10C3。
本实施例中的玻璃钢包括第三纤维束和第三树脂(图中未示出)，第三穿孔33中设有第三连接纤维束，第三连接纤维束包括多条第三连接纤维34，第三连接纤维34的第一端位于第三侧面311的侧方，第三连接纤维34的第二端位于第四侧面的侧方。多条第三连接纤维34的第一端分别自第三穿孔33呈放射状绕舵叶31周围的第三边缘32引至第四侧面的侧方，多条第三连接纤维34的第二端341分别自第三穿孔33呈放射状绕舵叶31周围的第三边缘32引至第三侧面311的侧方。再于舵叶31表面涂覆第三树脂，于第三穿孔33中填充第三树脂，其中第三树脂与第三连接纤维34之间相互粘结。其中第三连接纤维34可采用玻璃纤维、碳纤维、硼纤维、芳纶纤维、氧化铝纤维或碳化硅纤维。第三树脂可采用环氧树脂或不饱和树脂。参见图5，沿I-I方向对舵叶31进行剖面，舵叶31的剖视图也如图2所示。
实施例四：
连接纤维束除了可以卷绕在金属件的边缘外，还可以如图6所示的，金属件41设置有多个穿孔43，多个连接纤维束44除了穿过不同的穿孔43外，连接纤维束44的两端分别位于金属件的第一侧第二侧，由于金属件的长度较长，故可以不卷绕在金属件的边缘外，再将树脂44包裹在金属件的表面和连接纤维束外，树脂44填充于多个穿孔43中。这样是也是能够实现本发明的目的的。
以上所述实施例，只是本发明的较佳实例，并非来限制本发明实施范围，故凡依本发明申请专利范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均应包括于本发明专利申请范围内。
Claims (10)
1.一种金属件与玻璃钢的连接结构，其特征在于：
所述金属件上设有穿孔，所述穿孔贯穿所述金属件；
所述玻璃钢包括连接纤维束和树脂，所述连接纤维束穿过所述穿孔，所述金属件沿着所述穿孔的轴向设有第一侧和第二侧，所述连接纤维束穿过所述穿孔，所述连接纤维束的两端分别位于所述金属件的第一侧和所述所述金属件的第二侧处，所述树脂包裹在所述金属件的表面和所述连接纤维束外，所述树脂填充于所述穿孔中。
2.根据权利要求1所述的金属件与玻璃钢的连接结构，其特征在于：
所述金属件于所述穿孔的周围设有边缘；
所述连接纤维束的第一端自所述穿孔绕所述边缘引至所述金属件的第二侧，所述连接纤维束的第二端自所述穿孔绕所述边缘引至所述金属件的第一侧。
3.根据权利要求2所述的金属件与玻璃钢的连接结构，其特征在于：
所述连接纤维束包括多条连接纤维，多条所述连接纤维的第一端自所述穿孔呈放射状绕所述边缘引至所述金属件的第二侧，多条所述连接纤维的第二端自所述穿孔呈放射状绕所述边缘引至所述金属件的第一侧。
4.根据权利要求1或2所述的金属件与玻璃钢的连接结构，其特征在于：
所述连接纤维束采用玻璃纤维、碳纤维、硼纤维、芳纶纤维、氧化铝纤维或碳化硅纤维。
5.根据权利要求1或2所述的金属件与玻璃钢的连接结构，其特征在于：
所述树脂采用环氧树脂或不饱和树脂。
6.根据权利要求1或2所述的金属件与玻璃钢的连接结构，其特征在于：
所述金属件上设有多个所述穿孔，所述穿孔呈圆孔设置，所述穿孔的直径大小为D，相邻的两个所述穿孔圆心之间的直线距离大小为A，所述A为0.5D至30D。
7.根据权利要求1或2所述的金属件与玻璃钢的连接结构，其特征在于：
所述金属件上设有多个所述穿孔，所述穿孔呈圆孔设置，所述穿孔的直径大小为D，所述穿孔的圆心到所述边缘的直线距离大小为B，所述B为0.5D至30D。
8.根据权利要求1或2所述的金属件与玻璃钢的连接结构，其特征在于：
所述金属件上设有多个所述穿孔，所述穿孔呈圆孔设置，所述穿孔的直径大小为D，所述穿孔的孔深大小为C，所述D大于等于0.2C，所述D小于等于30C。
9.一种船体，其特征在于：
所述船体设有如权利要求1至8任一项所述的金属件与玻璃钢的连接结构。
10.根据权利要求9所述的船体，其特征在于：
所述金属件与玻璃钢的连接结构中的所述金属件为舵叶或艉轴架。
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