CN113775616A - 一种固定复材面板的紧固件结构及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种固定复材面板的紧固件结构，用于将复材夹芯板固定至结构件表面，其包括头部设置有注胶孔的螺栓、密封垫片、垫片以及螺母。密封垫片包括通孔，可套接于螺栓的螺纹部，且可设置于螺栓头部与复材夹芯板之间，其通孔的内表面与螺纹部贴合。垫片可套接于螺栓的螺纹部，且可设置于结构件与自锁螺母之间。螺母适配于螺栓的螺纹部。

Description

一种固定复材面板的紧固件结构及方法

技术领域

本发明涉及紧固件技术领域，特别涉及一种固定复材面板的紧固件结构及安装方法。

背景技术

由于能够在保持各组分材料性能的优点的同时，通过各组分性能的互补和关联进一步获得单一组成材料所不能达到的综合性能，复合材料(简称复材)已被广泛应用与各行各业。复材面板是指采用复合材料制作得到的板材，其包括夹芯板、纤维板等。

在风力发电领域，风力发电机的外壳多采用复材夹芯板，所述复材夹芯板可通过例如螺栓等紧固件与结构件连接。但是，普通螺栓在安装在复合材料中后容易产生松动或漏水，进而导致风力发电机结构的腐蚀或损坏。

发明内容

针对现有技术中的部分或全部问题，本发明一方面提供一种固定复材面板的紧固件结构，用于将复材夹芯板固定至结构件表面，所述紧固件结构包括：

螺栓，其头部设置有注胶孔及出胶孔；

密封垫片，包括通孔，所述密封垫片套接于所述螺栓的螺纹部，且设置于所述螺栓头部与所述复材夹芯板之间，所述通孔的内表面与所述螺纹部贴合；

垫片，其套接于所述螺栓的螺纹部，且设置于所述结构件与自锁螺母之间；以及

自锁螺母，适配于所述螺栓的螺纹部的尾部。

进一步地，所述紧固件结构还包括减震垫，其设置于所述复材夹芯板与所述密封垫片之间。

进一步地，所述螺栓的螺纹部为阶梯状，包括第一部及第二部，其中，所述第一部直径大于所述第二部的直径，且所述第一部的长度等于或小于所述复材夹芯板的厚度。

进一步地，所述密封垫片的中心部向上弯折，且与所述第一部的下边沿贴合。

进一步地，所述螺栓的螺纹部为阶梯状，包括第二部及第三部，所述第三部对应于所述自锁螺母的安装位置，所述第三部直径小于所述第二部的直径，且适配于所述自锁螺母。

进一步地，所述螺纹部的底部包括六角形凹槽。

进一步地，所述减震垫的材料为橡胶。

本发明另一方面提供一种采用如上所述紧固件结构进行复材面板安装的方法，包括：

在结构件的表面依次放置密封垫片及减震垫，所述密封垫片及减震垫与所述结构件的安装孔同轴；

放置复材夹芯板；

放入螺栓，安装垫片及自锁螺母，并按照预设力矩拧紧自锁螺母；以及

从注胶孔灌注密封胶，直至所述密封胶从出胶孔溢出。

进一步地，所述预设力矩满足：使得所述减震垫压缩20％至40％。

进一步地，所述密封胶材料为环氧胶。

本发明提供的一种固定复材面板的紧固件结构及方法，通过在螺栓顶部设置注胶孔及出胶孔，在安装完成后，注入灌封胶，使得螺栓与复材夹芯板之间完全密封，有效解决了螺栓孔漏水的问题。所述紧固件结构通过螺栓-密封垫片-结构件-垫片-螺母的刚性传力结构，解决了在复材面板安装螺栓后，由于复材面板老化导致螺栓力矩丢失，进而产生的螺栓松动的问题。此外，减震垫的设置还能够有效减少由于复材面板及骨架的振动所导致的面板容易破损的问题。

附图说明

为进一步阐明本发明的各实施例的以上和其它优点和特征，将参考附图来呈现本发明的各实施例的更具体的描述。可以理解，这些附图只描绘本发明的典型实施例，因此将不被认为是对其范围的限制。在附图中，为了清楚明了，相同或相应的部件将用相同或类似的标记表示。

图1示出本发明一个实施例的一种固定复材面板的紧固件结构的结构示意图；

图2示出本发明一个实施例的一种固定复材面板的紧固件结构的结构示意图；

图3示出本发明一个实施例的一种固定复材面板的方法的流程示意图；以及

图4示出本发明一个实施例的一种复材面板固定完成的效果示意图。

具体实施方式

以下的描述中，参考各实施例对本发明进行描述。然而，本领域的技术人员将认识到可在没有一个或多个特定细节的情况下或者与其它替换和/或附加方法、材料或组件一起实施各实施例。在其它情形中，未示出或未详细描述公知的结构、材料或操作以免模糊本发明的发明点。类似地，为了解释的目的，阐述了特定数量、材料和配置，以便提供对本发明的实施例的全面理解。然而，本发明并不限于这些特定细节。此外，应理解附图中示出的各实施例是说明性表示且不一定按正确比例绘制。

在本说明书中，对“一个实施例”或“该实施例”的引用意味着结合该实施例描述的特定特征、结构或特性被包括在本发明的至少一个实施例中。在本说明书各处中出现的短语“在一个实施例中”并不一定全部指代同一实施例。

在本说明书中，除非特别指出，“布置在…上”、“布置在…上方”以及“布置在…之上”并未排除二者之间存在中间物的情况。此外，“布置在…上或上方”仅仅表示两个部件之间的相对位置关系，而在一定情况下、如在颠倒产品方向后，也可以转换为“布置在…下或下方”，反之亦然。

在本说明书中，除非特别指出，量词“一个”、“一”并未排除多个元素的场景。

在此还应当指出，在本说明书的实施例中，为清楚、简单起见，可能示出了仅仅一部分部件或组件，但是本领域的普通技术人员能够理解，在本说明书的教导下，可根据具体场景需要添加所需的部件或组件。

在此还应当指出，在本说明书的范围内，“相同”、“相等”、“等于”等措辞并不意味着二者数值绝对相等，而是允许一定的合理误差，也就是说，所述措辞也涵盖了“基本上相同”、“基本上相等”、“基本上等于”。以此类推，在本说明书中，表方向的术语“垂直于”、“平行于”等等同样涵盖了“基本上垂直于”、“基本上平行于”的含义。

本发明基于发明人的如下洞察：现有复合材料安装完成后易出现破损问题，其根本原因在于普通螺栓安装在复合材料后容易渗水，渗水后复材面板容易老化，使得螺栓连接后预紧力丢失，预紧力丢失后，螺栓松动，进而使得复材面板松动，一旦发生振动，就会使得所述复材面板破损。因此，若能减少螺栓渗水，则能有效降低复材面板的破损率。基于此，本发明提供一种固定复材面板的紧固件结构及方法，其通过在螺栓与复材面板之间灌注密封胶解决漏水问题，可应用于例如风力发电机等领域。下面结合实施例附图，对本发明的方案作进一步描述。

图1示出本发明一个实施例的一种固定复材面板的紧固件结构的结构示意图。如图1所示，一种固定复材面板的紧固件结构，其可用于将复材夹芯板001固定于结构件002表面，所述紧固件结构包括：螺栓101、密封垫片102、垫片104以及自锁螺母105。在本发明的实施例中，为保证稳定性，所述螺栓101、密封垫片102、垫片104应当与所述复材夹芯板001及结构件002上的安装孔同轴。

为便于密封胶的灌注，所述螺栓101的头部设置有注胶孔111及出胶孔112，所述注胶孔111及出胶孔112的位置对应于所述复材夹芯板001上的安装孔011，使得密封胶能够由所述注胶孔111注入至所述安装孔011内，然后经过所述出胶孔112溢出。

所述密封垫片102包括通孔，使得其能够套接于所述螺栓的螺纹部，所述密封垫片102设置于所述螺栓头部与所述复材夹芯板001之间，所述通孔的内表面与所述螺纹部贴合，使得所述密封垫片102与所述复材夹芯板001上的安装孔011及所述螺栓的头部之间形成密封空间。为了保证密封效果，在本发明的一个实施例中，所述螺栓101的螺纹部设置为阶梯状，包括第一部121及第二部122，其中，所述第一部121的直径大于所述第二部122的直径，且所述第一部121的长度等于或略小于所述复材夹芯板001的厚度，所述密封垫片102的通孔内径与所述第二部的直径适配，使得所述密封垫片102与所述第一部121的下表面能够贴合。在本发明的又一个实施例中，所述密封垫片102的中心部，及靠近通孔的一侧向上弯折，使得通孔的内表面与所述第一部的下表面贴合，为了更好的满足密封需求，所述密封垫片102的厚度优选等于或接近所述第一部121与所述第二部122的直径差值的一半。

所述螺栓通过自锁螺母105固定，所述自锁螺母105与所述螺栓101伸出所述结构件002的部分适配。为了增大接触面积,减小压力,进而防止螺栓松动,在所述自锁螺母105与结构件002之间，可设置有垫片104。为了更好地防止所述自锁螺母105松动，在本发明的一个实施例中，所述螺栓101的螺纹部还可包括第三部123，具体而言，是在所述第二部122的尾部对应于自锁螺母105的位置，进一步减小螺纹部的直径，形成第三部123，所述第三部123的直径适配于所述自锁螺母105的内径。

为了进一步地减小振动对于所述复材面板的影响，在本发明的一个实施例中，在所述复材夹芯板001与所述密封垫片102之间，还可设置减震垫103。图2示出本发明又一个实施例的一种固定复材面板的紧固件结构的结构示意图，如图2所示，所述减震垫103中心具有通孔，使得其可套接于所述螺栓101的螺纹部。安装时，所述减震垫103与所述密封垫片102同轴。在本发明的一个实施例中，所述减震垫的材料为硅脂胶等橡胶材料。为保证密封效果，所述减震垫103上通孔的直径等于或略大于所述复材夹芯板001上的安装孔011的直径。

为便于操作，所述螺栓101的底部还可设置有六角性凹槽124，即六角头，其可适配于现有的六角扳手等操作工具。

图3示出本发明一个实施例的一种固定复材面板的方法的流程示意图。如图3所示，采用如上所述紧固件结构进行复材面板安装的方法，包括：

首先，在步骤301，预安装。在结构件的表面依次放置密封垫片及减震垫，使得所述密封垫片及减震垫与结构件上安装孔共轴线，然后放置复材夹芯板，所述复材夹芯板的安装孔应与所述结构件上安装孔共轴线，放入螺栓，使得其依次贯穿所述复材夹芯板的安装孔、减震垫、密封垫片及结构件上安装孔；

接下来，在步骤302，打力矩。在螺栓尾部套接垫片，然后暗爽自锁螺母，通过电动或手动方式按照预设力矩拧紧自锁螺母，在本发明的一个实施例中，所述预设力矩满足：使得所述减震垫压缩20％至40％，优选为30％；以及

最后，在步骤303，灌注密封胶。从所述螺栓头部的注胶孔灌注密封胶，直至所述密封胶从出胶孔溢出，此时，密封胶灌满所述密封垫片与所述复材夹芯板上的安装孔及所述螺栓的头部之间形成的密封空间，如图4所示，能够有效解决螺栓孔漏水的问题。在本发明的一个实施例中，所述密封胶可采用例如环氧胶等常见的密封胶材料。

本发明提供的一种固定复材面板的紧固件结构及方法，通过在螺栓顶部设置注胶孔及出胶孔，在安装完成后，注入灌封胶，使得螺栓与复材夹芯板之间完全密封，有效解决了螺栓孔漏水的问题。所述紧固件结构通过螺栓-密封垫片-结构件-垫片-螺母的刚性传力结构，解决了在复材面板安装螺栓后，由于复材面板老化导致螺栓力矩丢失，进而使得螺栓松动的问题。此外，减震垫的设置还能够有效减少由于复材面板及骨架振动所导致的面板容易破损的问题。

尽管上文描述了本发明的各实施例，但是，应该理解，它们只是作为示例来呈现的，而不作为限制。对于相关领域的技术人员显而易见的是，可以对其做出各种组合、变型和改变而不背离本发明的精神和范围。因此，此处所公开的本发明的宽度和范围不应被上述所公开的示例性实施例所限制，而应当仅根据所附权利要求书及其等同替换来定义。

Claims (10)

1.一种固定复材面板的紧固件结构，用于将复材夹芯板固定至结构件表面，其特征在于，所述紧固件结构包括：

螺栓，其头部设置有注胶孔，其中所述注胶孔构造为使得能够从注胶孔将密封胶注入到螺栓与螺栓安装孔之间的缝隙中；

密封垫片，包括通孔，所述密封垫片被构造为能够套接于所述螺栓的螺纹部且能够设置于所述螺栓头部与所述复材夹芯板之间，所述通孔的内表面被构造为能够与所述螺纹部贴合；

垫片，其被构造为能够套接于所述螺栓的螺纹部且能够设置于所述结构件与自锁螺母之间；以及

螺母，被构造为能够与所述螺栓的螺纹部配合。

2.根据权利要求1所述的紧固件结构，其特征在于，所述螺母为自锁螺母；和/或

所述紧固件结构还包括出胶孔，其中所述出胶孔构造为使得被注入到所述缝隙中的密封胶能够从所述出胶孔溢出。

3.如权利要求1所述的紧固件结构，其特征在于，所述螺栓的螺纹部为阶梯状，包括第一部及第二部，其中，所述第一部的直径大于所述第二部的直径，且所述第一部的长度等于或小于所述复材夹芯板的厚度。

4.如权利要求3所述的紧固件结构，其特征在于，所述密封垫片的靠近通孔的一侧向上弯折，使得所述通孔的内表面与所述第一部的下表面贴合。

5.如权利要求1所述的紧固件结构，其特征在于，所述螺栓的螺纹部为阶梯状，包括第二部及第三部，所述第三部的位置对应于所述自锁螺母的安装位置，且所述第三部的直径小于所述第二部的直径，且适配于所述自锁螺母。

6.如权利要求1所述的紧固件结构，其特征在于，所述螺栓的底部包括六角形凹槽。

7.如权利要求1至6任一所述的紧固件结构，其特征在于，还包括减震垫，其设置于所述复材夹芯板与所述密封垫片之间。

8.一种固定复材面板的方法，其特征在于，其采用如权利要求7所述的紧固件结构，且包括步骤：

在结构件的表面依次放置密封垫片及减震垫，使得所述密封垫片及减震垫与结构件上安装孔共轴线；

放置复材夹芯板，所述复材夹芯板的安装孔与所述结构件上安装孔共轴线；

放入螺栓，使得其依次贯穿所述复材夹芯板的安装孔、减震垫、密封垫片及结构件上安装孔放置复材夹芯板；

在所述螺栓的尾部套接垫片及自锁螺母，并按照预设力矩拧紧自锁螺母；以及

从注胶孔灌注密封胶，直至所述密封胶从出胶孔溢出。

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述预设力矩满足：使得所述减震垫压缩20％至40％。

10.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述密封胶材料为环氧胶。

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