CN111089103B - 一种玻璃钢拉杆的防脱抗拉端头结构 - Google Patents

一种玻璃钢拉杆的防脱抗拉端头结构 Download PDF

Info

Publication number
CN111089103B
CN111089103B CN201911318519.3A CN201911318519A CN111089103B CN 111089103 B CN111089103 B CN 111089103B CN 201911318519 A CN201911318519 A CN 201911318519A CN 111089103 B CN111089103 B CN 111089103B
Authority
CN
China
Prior art keywords
pull rod
fiber reinforced
glass fiber
reinforced plastic
fastening hoop
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201911318519.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111089103A (zh
Inventor
贾伟
陈志强
郭帆
程永平
李尧尧
祁宇航
汤俊萍
费国强
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Northwest Institute of Nuclear Technology
Original Assignee
Northwest Institute of Nuclear Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Northwest Institute of Nuclear Technology filed Critical Northwest Institute of Nuclear Technology
Priority to CN201911318519.3A priority Critical patent/CN111089103B/zh
Publication of CN111089103A publication Critical patent/CN111089103A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111089103B publication Critical patent/CN111089103B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • 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
    • F16B—DEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
    • F16B9/00—Connections of rods or tubular parts to flat surfaces at an angle
    • F16B9/05—Connections of rods or tubular parts to flat surfaces at an angle by way of an intermediate member
    • 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
    • F16B—DEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
    • F16B9/00—Connections of rods or tubular parts to flat surfaces at an angle
    • F16B9/05—Connections of rods or tubular parts to flat surfaces at an angle by way of an intermediate member
    • F16B9/054—Connections of rods or tubular parts to flat surfaces at an angle by way of an intermediate member the intermediate member being threaded

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Moulding By Coating Moulds (AREA)

Abstract

为解决现有的玻璃钢拉杆端头结构在承受较高压力和反复拆卸时螺纹极易粉碎破坏，以及在承受较大拉力时端头与拉杆间易发生相对滑动或直接拉脱的技术问题，本发明提供了一种玻璃钢拉杆的防脱抗拉端头结构，包括将所述玻璃钢拉杆两端部切削加工而构成的圆台，以及设置在所述圆台上的防脱抗拉组件；所述圆台的下底面为所述玻璃钢拉杆的端面，下底面的直径等于玻璃钢拉杆的直径；所述圆台的锥角为1‑5°；所述防脱抗拉组件包括内紧固套箍和外紧固套箍；内紧固套箍套设在所述圆台外，用于包裹和抱紧所述圆台的侧面；外紧固套箍套设在所述内紧固套箍外，用于包裹和抱紧所述内紧固套箍的外侧壁。

Description

一种玻璃钢拉杆的防脱抗拉端头结构
技术领域
本发明属于高电压脉冲设备研制技术领域，具体涉及一种玻璃钢拉杆的防脱抗拉端头结构。
背景技术
在兆伏级全气体绝缘高压脉冲设备中，为使装置输出脉冲电压或电流获得更高幅值与更快前沿，通常将其带电主体部件放置在充有高气压绝缘气体的腔体中。为尽量压缩结构，并利于工程实现，兆伏级脉冲设备内部多采用层层嵌套且气压由外到内逐渐提高的多腔体结构。腔体内部气体压力最高可达十几兆帕，且自身还承担设备内部高压部件的结构支撑作用。为保证设备内部绝缘安全，腔体外壳及其密封紧固件通常要求尽量采用绝缘材料。玻璃纤维增强塑料简称玻璃钢，因具有绝缘性能良好，机械强度高，物理与化学性能稳定等优点，而被广泛应用于上述高压设备中。
因绕制工艺限制，玻璃钢腔体外壳常制成圆筒状，两端用金属端盖封堵，并通过围绕圆周均布的玻璃钢拉杆进行紧固密封，内部构成可充高压气体的腔体。当腔体内径在50至100厘米，内部充气压力在1兆帕左右时，腔体两端端盖受力可达百吨，均匀分摊在每根玻璃钢拉杆上的压力可达2到3吨。工程实践发现，玻璃钢拉杆的受力失效基本发生在端头连接处。
现有的玻璃钢拉杆端头结构主要有两种：
一种是直接在拉杆两端玻璃钢基材上加工螺纹，因其材料较脆且内部增强纤维丝被切断，所以在承受较高压力和反复拆卸时螺纹极易粉碎损坏，从而影响拉杆抗拉强度与使用寿命；
另一种是在拉杆两端增加金属连接端头，但该结构在承受较大拉力时端头与拉杆间易发生相对滑动或直接拉脱。
发明内容
为解决现有的玻璃钢拉杆端头结构在承受较高压力和反复拆卸时螺纹极易粉碎破坏，以及在承受较大拉力时端头与拉杆间易发生相对滑动或直接拉脱的技术问题，本发明提供了一种玻璃钢拉杆的防脱抗拉端头结构。
本发明的技术解决方案是：
一种玻璃钢拉杆的防脱抗拉端头结构，其特殊之处在于：
包括将所述玻璃钢拉杆两端部切削加工而构成的圆台，以及设置在所述圆台上的防脱抗拉组件；
所述圆台的下底面为所述玻璃钢拉杆的端面，下底面的直径等于玻璃钢拉杆的直径；所述圆台的锥角为1-5°；
所述防脱抗拉组件包括内紧固套箍和外紧固套箍；
内紧固套箍套设在所述圆台外，用于包裹和抱紧所述圆台的侧面；
外紧固套箍套设在所述内紧固套箍外，用于包裹和抱紧所述内紧固套箍的外侧壁。
进一步地，所述内紧固套箍整体呈中空圆台状，外侧壁锥度与所述圆台的锥度相等，小端外径等于所述玻璃钢拉杆的直径；所述内紧固套箍的内侧壁为圆柱面，内径比所述玻璃钢拉杆的直径小1-2mm；
所述外紧固套箍呈中空圆柱状，其外侧壁上设置有螺纹，内侧壁为圆台面，圆台面的锥度与所述内紧固套箍的外侧壁锥度相等，圆台面的小端内径等于所述玻璃拉杆的直径；
进一步地，所述内紧固套箍由两个金属瓣状紧固单元相对设置构成。
进一步地，所述两个金属瓣状紧固单元之间具有间隙，所述间隙的长度方向沿所述内紧固套箍的锥面方向延伸。
进一步地，所述间隙的宽度为2mm。
进一步地，所述外紧固套箍由金属材料制成。
本发明的有益效果：
1.本发明将玻璃钢拉杆的两端部加工成下底面向外(相对玻璃钢拉杆而言)的圆台，圆台的侧面由防脱抗拉组件包裹抱紧，其中防脱抗拉组件包括内紧固套箍和外紧固套箍，内紧固套箍包裹抱紧玻璃钢拉杆端部的圆台，外紧固套箍包裹抱紧内紧固套箍，在沿玻璃钢拉杆中部向外方向的拉力作用下，三者彼此自锁紧固，可在承受较高拉力的同时防止防脱抗拉组件与玻璃钢棒体之间产生相对滑动或直接脱落。
2.本发明中内紧固套箍外表面与外紧固套箍内表面均为圆台面，且锥角相同，方向相反，在沿玻璃钢拉杆中部向外方向的拉力作用下二者反扣锁紧，形成一体，防止相对滑动或脱落。
3.本发明中玻璃钢拉杆端部的圆台外侧面与内紧固套箍内侧面沿面形成线接触，并在受到沿玻璃钢拉杆中部向外方向拉力时逐渐变为面接触，二者形成摩擦阻力，防止防脱抗拉组件与玻璃钢拉杆发生相对滑动。
4.本发明中内紧固套箍的内侧壁为圆柱面，正常情况下与玻璃钢拉杆端部的圆台侧面形成线接触，受到外向拉力时形成内端(相对玻璃钢拉杆而言)下压、外端上翘的受力形式，抱紧玻璃钢拉杆端部圆台防止滑动的同时，抑制玻璃钢拉杆端部圆台下底面边缘受压粉碎。
5.本发明用于直径24毫米、长1200毫米单根玻璃钢拉杆上时，发生相对滑动的拉力阈值可达4吨以上，对于进一步提升高压脉冲设备内部腔体气压，进而研制更为紧凑的结构具有重要意义。
6.本发明中的内紧固套箍由两个金属瓣状紧固单元相对设置构成整体呈中空圆台状的结构，更便于扣合安装。
7.本发明中的构成内紧固套箍的两个金属瓣状紧固单元之间存在间隙，可保证两个金属瓣状紧固单元扣合构成的中空圆台内径略小于玻璃钢拉杆直径，从而更好的抱紧杆件。
附图说明
图1为本发明在玻璃钢拉杆端部加工的圆台的结构示意图。
图2为本发明中内紧固套箍的结构示意图，其中，图(a)为右视图，(b)为轴向剖视图。
图3为本发明外紧固套箍的轴向剖视图。
图4为本发明端头结构应用于玻璃钢拉杆的装配图。
图5为GT2019-11-014-001试验件的载荷-位移曲线。
图6为GT2019-11-014-002试验件的载荷-位移曲线。
图7为试验件试验后的照片。
附图标记说明：
1-内紧固套箍，2-外紧固套箍，3-圆台，31-侧面，32-下底面，33-上底面，4-玻璃钢拉杆，11-瓣状紧固单元。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进一步描述。
如图1-4所示，本发明所提供的玻璃钢拉杆4的防脱抗拉端头结构，包括将玻璃钢拉杆4两端部切削加工而构成的圆台3，以及设置在圆台3上的防脱抗拉组件。
如图1、4所示，圆台3的下底面32为玻璃钢拉杆4的端面，圆台3的上底面33较之下底面32更靠近玻璃钢拉杆4的中部；下底面32的直径等于玻璃钢拉杆4的直径；圆台3的锥角为1-5°。
防脱抗拉组件包括内紧固套箍1和外紧固套箍2；
内紧固套箍1套设在圆台3外，用于包裹和抱紧圆台3的侧面31；
外紧固套箍2套设在内紧固套箍1外，用于包裹和抱紧内紧固套箍1的外侧壁。
本实施例中：
内紧固套箍1和外紧固套箍2均由金属材料制成。
内紧固套箍1呈中空圆台状，其外侧壁的锥度与圆台3的锥度相等，小端外径等于玻璃钢拉杆4的直径；内紧固套箍1的内侧壁为圆柱面，内径比玻璃钢拉杆4的直径略小，最好比玻璃钢拉杆4的直径小1-2mm；内紧固套箍1由两个瓣状紧固单元11相对拼接构成。
外紧固套箍2呈中空圆柱状，其外侧壁上设置有用于将玻璃钢拉杆4紧固于端盖螺孔上的螺纹，其内侧壁为圆台面，圆台面的锥度与内紧固套箍1的外侧壁锥度相等，圆台面的小端内径等于或者略大于(一般取0-0.5mm)玻璃钢拉杆4的直径。
使用时，先将外紧固套箍2套在玻璃钢拉杆4上，再将内紧固套箍1扣合在玻璃钢杆拉杆4端部的圆台3上，然后将外紧固套箍2沿玻璃钢杆拉杆4外拉，使外紧固套箍2的内锥面与内紧固套箍1的外锥面咬合，从而三者彼此受力形成一体，如图4所示。装配完成后，玻璃钢拉杆4端部的圆台3的侧面31与内紧固套箍1的内表面，内紧固套箍1的外侧面(为圆台面)与外紧固套箍2的内侧面(为圆台面)，两两彼此交错咬合，在外拉力作用下自锁紧固，构成一个整体的抗拉防脱端头结构。
本发明的原理：
外紧固套箍2内表面与内紧固套箍1外表面在受到沿玻璃钢拉杆4中部向外方向的拉力时紧密贴合，达到使内紧固套箍1的两个瓣状紧固单元11紧密合抱并箍紧玻璃钢拉杆4端部圆台3的目的；同时，对内紧固套箍1形成内端相对玻璃钢拉杆4而言下压、外端上翘的受力形式，抱紧圆台3防止滑动的同时，抑制圆台3的下底面32边缘受压粉碎。
当本发明的防脱抗拉端头结构中的防脱抗拉组件受到沿玻璃钢拉杆4中部向外方向拉力时，内紧固套箍1与圆台3形成线接触，起到阻止防脱抗拉组件与玻璃钢拉杆4相对滑动的作用。
当拉力进一步增大时，内紧固套箍1与圆台3的接触逐渐变为面接触，形成更大摩擦阻力，进一步防止防脱抗拉组件与玻璃钢拉杆4发生相对滑动。
当外紧固套箍2受到沿玻璃钢拉杆4中部向外的拉力时，外紧固套箍2内侧壁的小径端边缘对内紧固套箍1的圆台面形成指向玻璃钢拉杆4径向中部的下压力，使内紧固套箍1与圆台3的接触由线接触转变为面接触，增大阻力，阻止防脱抗拉组件与玻璃钢拉杆4间的相对滑动；同时，使内紧固套箍1的大径端处产生一个远离玻璃钢拉杆4径向中部的上翘力，从而减轻内紧固套箍1内表面对圆台3下底面32边缘薄弱处的压迫，使圆台3可耐受更高拉力而不发生破碎损坏。
本发明玻璃钢拉杆的防脱抗拉端头结构拉伸试验验证：
1、试验方法：将玻璃钢拉杆固定于拉力试验机上，以2mm/min的加速度进行拉伸加载，直到被试件两端端头结构有目视可见的明显破坏位置，记录拉力值。
2、试验条件：UTM5205电子万能试验机；环境：室温17.4℃，相对湿度30％。
3、试验件：玻璃钢拉杆直径24mm，2根。
4、试验结果：
Figure BDA0002326508910000071
从上表试验结果以及附图5-7可以看出，本发明端头结构下拉杆承受拉力最小可达6.49吨。在该极限拉力下，玻璃钢拉杆台面开始发生拉伸变形，但端头结构未脱落。当拉力达到13.6吨时，端头发生脱落。可见，本发明端头结构可以耐受极大拉力，安全阈值内不会发生滑脱与损坏。

Claims (3)

1.一种玻璃钢拉杆的防脱抗拉端头结构，包括将所述玻璃钢拉杆(4)两端部切削加工而构成的圆台(3)，以及设置在所述圆台(3)上的防脱抗拉组件；所述防脱抗拉组件包括内紧固套箍(1)和外紧固套箍(2)；
内紧固套箍(1)套设在所述圆台(3)外，用于包裹和抱紧所述圆台(3)的侧面(31)；
外紧固套箍(2)套设在所述内紧固套箍(1)外，用于包裹和抱紧所述内紧固套箍(1)的外侧壁；
其特征在于：
所述圆台(3)的下底面(32)为所述玻璃钢拉杆(4)的端面，下底面(32)的直径等于玻璃钢拉杆(4)的直径；所述圆台(3)的锥角为1-5°；
所述内紧固套箍(1)整体呈中空圆台状，外侧壁锥度与所述圆台(3)的锥度相等，小端外径等于所述玻璃钢拉杆(4)的直径；所述内紧固套箍(1)的内侧壁为圆柱面，内径比所述玻璃钢拉杆(4)的直径小1-2mm；所述内紧固套箍(1)由两个金属瓣状紧固单元(11)相对设置构成；所述外紧固套箍(2)呈中空圆柱状，其外侧壁上设置有螺纹，内侧壁为圆台面，圆台面的锥度与所述内紧固套箍(1)的外侧壁锥度相等，圆台面的小端内径等于或大于所述玻璃钢拉杆(4)的直径；所述外紧固套箍(2)由金属材料制成；
玻璃钢拉杆端部的圆台外侧面与内紧固套箍内侧面沿面形成线接触，在受到沿玻璃钢拉杆中部向外方向拉力时逐渐变为面接触，同时，内紧固套箍的内侧面形成内端下压、外端上翘的受力形式，抱紧玻璃钢拉杆端部圆台防止滑动的同时，抑制玻璃钢拉杆端部圆台下底面边缘受压粉碎。
2.根据权利要求1所述的玻璃钢拉杆的防脱抗拉端头结构，其特征在于：所述两个金属瓣状紧固单元(11)之间具有间隙，所述间隙的长度方向沿所述内紧固套箍(1)的锥面方向延伸。
3.根据权利要求2所述的玻璃钢拉杆的防脱抗拉端头结构，其特征在于：所述间隙的宽度为2mm。
CN201911318519.3A 2019-12-19 2019-12-19 一种玻璃钢拉杆的防脱抗拉端头结构 Active CN111089103B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911318519.3A CN111089103B (zh) 2019-12-19 2019-12-19 一种玻璃钢拉杆的防脱抗拉端头结构

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911318519.3A CN111089103B (zh) 2019-12-19 2019-12-19 一种玻璃钢拉杆的防脱抗拉端头结构

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111089103A CN111089103A (zh) 2020-05-01
CN111089103B true CN111089103B (zh) 2022-06-07

Family

ID=70396480

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201911318519.3A Active CN111089103B (zh) 2019-12-19 2019-12-19 一种玻璃钢拉杆的防脱抗拉端头结构

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111089103B (zh)

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1258580A (en) * 1917-01-30 1918-03-05 David J Lassiter Rope-clamp.
DE605155C (de) * 1933-10-30 1934-11-05 Emil Guenther Rohr- oder Stangenverbindung
US2544712A (en) * 1945-11-10 1951-03-13 Albert W Miller Coupling
AU5879265A (en) * 1966-05-02 1967-11-02 Quick release connection for hollow pipes and solid rods
US4367969A (en) * 1979-08-31 1983-01-11 Carmien Joseph A Bushing for attaching fiberglass tool handles
CN2688960Y (zh) * 2004-04-09 2005-03-30 李福山 一种用于固定传动轮和传动轴的固定装置
WO2015019479A1 (ja) * 2013-08-09 2015-02-12 株式会社日立製作所 継手構造体
CN205050616U (zh) * 2015-10-27 2016-02-24 沙玉琢 测井电缆三锥套
CN205533598U (zh) * 2016-01-26 2016-08-31 深圳华瀚城市综合管廊技术研究开发有限公司 一种连接器

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1258580A (en) * 1917-01-30 1918-03-05 David J Lassiter Rope-clamp.
DE605155C (de) * 1933-10-30 1934-11-05 Emil Guenther Rohr- oder Stangenverbindung
US2544712A (en) * 1945-11-10 1951-03-13 Albert W Miller Coupling
AU5879265A (en) * 1966-05-02 1967-11-02 Quick release connection for hollow pipes and solid rods
US4367969A (en) * 1979-08-31 1983-01-11 Carmien Joseph A Bushing for attaching fiberglass tool handles
CN2688960Y (zh) * 2004-04-09 2005-03-30 李福山 一种用于固定传动轮和传动轴的固定装置
WO2015019479A1 (ja) * 2013-08-09 2015-02-12 株式会社日立製作所 継手構造体
CN205050616U (zh) * 2015-10-27 2016-02-24 沙玉琢 测井电缆三锥套
CN205533598U (zh) * 2016-01-26 2016-08-31 深圳华瀚城市综合管廊技术研究开发有限公司 一种连接器

Also Published As

Publication number Publication date
CN111089103A (zh) 2020-05-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111089103B (zh) 一种玻璃钢拉杆的防脱抗拉端头结构
US20090304477A1 (en) Connecting member
CN105864360A (zh) 应用于航天器中柔性压紧释放装置中的张力索组件
CN103364270A (zh) 一种先进材料湿热环境循环拉伸压缩扭转一体化试验夹具
CN111089168B (zh) 玻璃钢拉杆的防脱抗拉端头结构
GB924117A (en) An improved pressure vessel and method of making same
US7530613B2 (en) Apparatus for connecting and disconnecting two objects
EP0413910A1 (en) Method for assembling an annular shear accelerometer
US2859056A (en) Clamping device
CN1975185A (zh) 增强型玻璃纤维全螺纹锚杆用的螺母组合件
CN208153480U (zh) 低温超导磁体拉杆的连接组件
CN103604689A (zh) 一种用于脆性筋材拉伸试验的装置及方法
Bunsell Acoustic emission for proof testing of carbon fibre-reinforced plastics
US11131407B1 (en) Preload apparatus
Li et al. Biaxial-EDC test attempts with pre-cracked zircaloy-4 cladding tubes
Wu et al. Evaluation of the cryogenic mechanical properties of the insulation material for ITER Feeder superconducting joint
CN214579603U (zh) 连接管和涡轮泵
Chiao et al. Filament-wound Kevlar 49/epoxy pressure vessels
CN101995538B (zh) 用于帕邢条件下固定绝缘材料直流耐压性能测试试样
Shindo et al. Numerical and experimental evaluation of cryogenic tensile strength of woven fabric-reinforced glass/epoxy composites using open hole specimens
CN201282038Y (zh) 真空浸渍环氧玻璃布管绝缘拉杆
US9662517B2 (en) Chemical oxygen generator
CN116788525B (zh) 一种柔性压紧释放装置及使用方法
Shpeizman et al. Influence of the sign of the load on deformation instability and fracture of aluminum and its alloys at liquid-helium temperatures
Perin et al. Study of materials and adhesives for superconducting cable feedthroughs

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant