CN116730636B - 一种腕臂支撑管 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种腕臂支撑管，涉及腕臂的技术领域，其由内至外依次包括内管、强化层和外层，内管内部填充设置有多根第一玻璃纤维丝，多根第一玻璃纤维丝沿内管的长度方向设置；强化层的内部填充有多根第二玻璃纤维丝，多根第二玻璃纤维丝呈螺旋状沿强化层的周向设置。玻璃纤维丝具备机械强度高的优点，通过将第一玻璃纤维丝沿内管的长度方向设置，使得腕臂支撑管能够在受到使其弯曲的力时，能够有更好的抵抗效果和相应的韧性，从而降低其断裂的概率。而第二玻璃纤维丝呈螺旋状沿强化层的周向设置，则使得腕臂支撑管在受到径向的挤压力时，不易出现从内部向外侧产生爆裂。通过以上两个方面对结构强度的改善，从而有效提高腕臂支撑管的使用寿命。
Description
技术领域
本申请涉及腕臂的领域，尤其是涉及一种腕臂支撑管。
背景技术
腕臂是一种电气设备，一般对电气化铁路、城铁及有轨电车的电线线索起支持和定位作用，安装在支柱(电线杆)上，将线索的重力及张力和风负荷传送给支柱。以旅客的视角看就是动车和电力机车上方固定电线的结构。
公告号为216783308U的专利公开了一种折弯型腕臂与定位装置，腕臂系统包括直腕臂、折弯腕臂及腕臂支撑；折弯腕臂包括第一水平段、第二水平段以及连接第一水平段和第二水平段的连接段，第二水平段位于第一水平段的上方，第一水平段远离连接段的一端连接有第一绝缘子，第二水平段上固定有承力索座；直腕臂的一端与第二绝缘子连接，另一端与连接段连接，直腕臂位于第一水平段的上方，直腕臂自第二绝缘子向连接段的方向逐渐朝下倾斜；腕臂支撑一端连接直腕臂的中部，另一端连接第一水平段。
针对上述中的相关技术，腕臂中支撑管的强度起到非常关键的作用，因此如何改善其强度一直是目前不断研究的方向。
发明内容
本申请提供一种腕臂支撑管，具有改善结构强度的优点。
本申请提供的一种腕臂支撑管，采用如下的技术方案：
一种腕臂支撑管，由内至外依次包括内管、强化层和外层，所述内管内部填充设置有多根第一玻璃纤维丝，多根所述第一玻璃纤维丝沿内管的长度方向设置；所述强化层的内部填充有多根第二玻璃纤维丝，多根所述第二玻璃纤维丝呈螺旋状沿强化层的周向设置。
通过采用上述技术方案，玻璃纤维丝是一种性能优异的无机非金属材料，具备机械强度高的优点。通过将第一玻璃纤维丝沿内管的长度方向设置，使得腕臂支撑管能够在受到使其弯曲的力时，能够有更好的抵抗效果和相应的韧性，从而降低其断裂的概率。而第二玻璃纤维丝呈螺旋状沿强化层的周向设置，则使得腕臂支撑管在受到径向的挤压力时，不易出现从内部向外侧产生爆裂。通过以上两个方面对结构强度的改善，从而有效提高腕臂支撑管的使用寿命。
可选的，多根所述第一玻璃纤维丝和第二玻璃纤维丝之间呈60°-90°夹角。
通过采用上述技术方案，第一玻璃纤维丝和第二玻璃纤维丝以60°-90°的夹角交错，能够进一步提高对结构强度的改善。
可选的，所述内管、强化层的主体采用聚氨酯树脂制得。
通过采用上述技术方案，聚氨酯树脂具有高的机械强度和氧化稳定性以及具有较高的柔曲性和回弹性，作为包覆第一玻璃纤维丝和第二玻璃纤维丝的树脂还具备良好的黏合作用，进而使得内管、强化层具备良好结构结构强度的同时，也提供了更加良好的材料稳定性。
可选的，所述外层的主体采用环氧树脂制得。
通过采用上述技术方案，环氧树脂具有附着力强的优点，且具有较好的耐热性和电绝缘性，能够起到良好的防护效果。
可选的，所述外层和强化层之间设置有玻璃纤维布层。
通过采用上述技术方案，通过玻璃纤维布层的设置，一方面进一步提高了结构强度，另一方面能够提高环氧树脂的附着力。
可选的，所述内管的内部呈中空设置，所述内管的内壁设置有至少一根与内管一体成型的支撑条，所述支撑条在使用状态时处于竖直设置。
通过采用上述技术方案，内管的中空设置，为内管提供了一定的形变空间及形变能力，从而降低其发生断裂的情况。而竖直设置的支撑条，则又在一定程度上降低了其形变量，并提高其结构强度。
可选的，所述第一玻璃纤维丝和第二玻璃纤维丝在相应内管和强化层中的质量占比为75-80％。
通过采用上述技术方案，通过上述质量占比，能够最大化得提供结构强度和保证聚氨酯树脂的黏合效果。
可选的，所述第一玻璃纤维丝和第二玻璃纤维丝的数量为800-1000根。
可选的，所述腕臂支撑管的制备方法包括以下步骤：
S1，将多根所述第一玻璃纤维丝进行牵拉绷紧，多根所述第一玻璃纤维丝沿内管的轴向分布并使得最外侧的多根第一玻璃纤维丝形成圆形轮廓；
S2，在上述圆形轮廓的基础上缠绕多根第二玻璃纤维丝，使得所述第二玻璃纤维丝均匀分布于圆形轮廓的外侧，且所述第二玻璃纤维丝和第一玻璃纤维丝之间呈60°-90°夹角；
S3，将所述第一玻璃纤维丝、第二玻璃纤维丝浸入装有熔融聚氨酯树脂的模具中，冷却成型获得内管和强化层的组合；
S4，在所述强化层的外侧缠绕包覆玻璃纤维布层，并浸入装有熔融环氧树脂的模具中，冷却成型获得腕臂支撑管。
综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：
1.玻璃纤维丝是一种性能优异的无机非金属材料，具备机械强度高的优点。通过将第一玻璃纤维丝沿内管的长度方向设置，使得腕臂支撑管能够在受到使其弯曲的力时，能够有更好的抵抗效果和相应的韧性，从而降低其断裂的概率。而第二玻璃纤维丝呈螺旋状沿强化层的周向设置，则使得腕臂支撑管在受到径向的挤压力时，不易出现从内部向外侧产生爆裂。通过以上两个方面对结构强度的改善，从而有效提高腕臂支撑管的使用寿命；
2.聚氨酯树脂具有高的机械强度和氧化稳定性以及具有较高的柔曲性和回弹性，作为包覆第一玻璃纤维丝和第二玻璃纤维丝的树脂还具备良好的黏合作用，进而使得内管、强化层具备良好结构结构强度的同时，也提供了更加良好的材料稳定性；
3.环氧树脂具有附着力强的优点，且具有较好的耐热性和电绝缘性，能够起到良好的防护效果，通过玻璃纤维布层的设置，一方面进一步提高了结构强度，另一方面能够提高环氧树脂的附着力。
附图说明
图1是本申请实施例的截面结构示意图。
图2是本申请实施例中内管及第一玻璃纤维丝的结构示意图。
图3是本申请实施例中强化层及第二玻璃纤维丝的结构示意图。
附图标记说明：1、内管；2、强化层；3、玻璃纤维布层；4、外层；5、支撑条；6、第一玻璃纤维丝；7、第二玻璃纤维丝。
具体实施方式
以下结合附图1-3对本申请作进一步详细说明。
实施例1
本申请实施例公开一种腕臂支撑管。参照图1，腕臂支撑管由内至外依次包括内管1、强化层2、玻璃纤维布层3和外层4。其中，内管1和强化层2为一体成型设置。内管1的内部呈中空设置，内管1的内壁一体成型有两根支撑条5，两根支撑条5在使用状态时处于竖直状态。
参照图2、图3，内管1的内部填充有多根第一玻璃纤维丝6，强化层2的内部填充有多根第二玻璃纤维丝7。
腕臂支撑管的制备方法包括以下步骤：
S1，第一玻璃纤维丝6定位：将800根第一玻璃纤维丝6进行牵拉绷紧，且牵拉绷紧的第一玻璃纤维丝6位于内管1和支撑条5相应位置的内部，多根第一玻璃纤维丝6沿内管1的轴向分布，且位于最外侧的第一玻璃纤维丝6形成有圆形轮廓；
S2，第二玻璃纤维丝7定位：在上述第一玻璃纤维丝6形成的圆形轮廓外侧缠绕800根第二玻璃纤维丝7，使得第二玻璃纤维丝7均匀分布于圆形轮廓外侧，且第二玻璃纤维丝7和第一玻璃纤维丝6之间呈60°夹角；
S3，制备内管1和强化层2的组合：将定位后的第一玻璃纤维丝6、第二玻璃纤维丝7进入装有熔融聚氨酯树脂的模具中，冷却成型获得内管1和强化层2的组合，支撑条5也一并成型于内管1中；
S4，制备腕臂支撑管：在强化层2的外侧缠绕包覆玻璃纤维布形成玻璃纤维布层3，再浸入熔融环氧树脂的模具中，冷却成型获得腕臂支撑管。
S4中玻璃纤维布呈长条状，以绕包的形式缠绕在强化层2外侧，其缠绕方式为上一层盖住下一层的一半，相互重叠。
其中，第一玻璃纤维丝6和第二玻璃纤维丝7在相应内管1和强化层2中的质量占比均为75％。
实施例2
和实施例1的区别在于，第二玻璃纤维丝7和第一玻璃纤维丝6之间呈85°夹角。
实施例3
与实施例1的区别在于，第二玻璃纤维丝7和第一玻璃纤维丝6之间呈50°夹角。
实施例4
与实施例1的区别在于，第一玻璃纤维丝6和第二玻璃纤维丝7的数量均为1000根。
实施例5
与实施例1的区别在于，第一玻璃纤维丝6和第二玻璃纤维丝7的数量均为750根。
实施例6
与实施例1的区别在于，第一玻璃纤维丝6和第二玻璃纤维丝7的数量均为1050根。
实施例7
与实施例1的区别在于，第一玻璃纤维丝6和第二玻璃纤维丝7在相应内管1和强化层2中的质量占比均为80％。
实施例8
与实施例1的区别在于，第一玻璃纤维丝6和第二玻璃纤维丝7在相应内管1和强化层2中的质量占比均为70％。
实施例9
与实施例1的区别在于，第一玻璃纤维丝6和第二玻璃纤维丝7在相应内管1和强化层2中的质量占比均为85％。
检测例
针对实施例1-9中的样品制备腕臂，参照《TB/T 2074-2010电气化铁路接触网零部件试验方法》对工作负荷下腕臂挠度进行检测，检测结果如表1所示。
表1、检测结果
以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种腕臂支撑管，其特征在于：由内至外依次包括内管(1)、强化层(2)和外层(4)，所述内管(1)内部填充设置有多根第一玻璃纤维丝(6)，多根所述第一玻璃纤维丝(6)沿内管(1)的长度方向设置；所述强化层(2)的内部填充有多根第二玻璃纤维丝(7)，多根所述第二玻璃纤维丝(7)呈螺旋状沿强化层(2)的周向设置，所述第一玻璃纤维丝(6)和第二玻璃纤维丝(7)在相应内管(1)和强化层(2)中的质量占比为75-80%，多根所述第一玻璃纤维丝(6)和第二玻璃纤维丝(7)之间呈60°-90°夹角。
2.根据权利要求1所述的一种腕臂支撑管，其特征在于：所述内管(1)、强化层(2)的主体采用聚氨酯树脂制得。
3.根据权利要求2所述的一种腕臂支撑管，其特征在于：所述外层(4)的主体采用环氧树脂制得。
4.根据权利要求3所述的一种腕臂支撑管，其特征在于：所述外层(4)和强化层(2)之间设置有玻璃纤维布层(3)。
5.根据权利要求1所述的一种腕臂支撑管，其特征在于：所述内管(1)的内部呈中空设置，所述内管(1)的内壁设置有至少一根与内管(1)一体成型的支撑条(5)，所述支撑条(5)在使用状态时处于竖直设置。
6.根据权利要求1所述的一种腕臂支撑管，其特征在于：所述第一玻璃纤维丝(6)和第二玻璃纤维丝(7)的数量为800-1000根。
7.根据权利要求1所述的一种腕臂支撑管，其特征在于：所述腕臂支撑管的制备方法包括以下步骤：
S1，将多根所述第一玻璃纤维丝(6)进行牵拉绷紧，多根所述第一玻璃纤维丝(6)沿内管(1)的轴向分布并使得最外侧的多根第一玻璃纤维丝(6)形成圆形轮廓；
S2，在上述圆形轮廓的基础上缠绕多根第二玻璃纤维丝(7)，使得所述第二玻璃纤维丝(7)均匀分布于圆形轮廓的外侧，且所述第二玻璃纤维丝(7)和第一玻璃纤维丝(6)之间呈60°-90°夹角；
S3，将所述第一玻璃纤维丝(6)、第二玻璃纤维丝(7)浸入装有熔融聚氨酯树脂的模具中，冷却成型获得内管(1)和强化层(2)的组合；
S4，在所述强化层(2)的外侧缠绕包覆玻璃纤维布层(3)，并浸入装有熔融环氧树脂的模具中，冷却成型获得腕臂支撑管。
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