CN209781364U - 一种带波浪形加强环的铝合金法兰 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及铝合金法兰技术领域，公开了一种带波浪形加强环的铝合金法兰，包括法兰盘和法兰盘相连接的杆体，杆体连接在法兰盘内，法兰盘的一侧固定连接有加强环，加强环远离法兰盘一端设置为波浪形，且法兰盘与加强环一体成型设计，杆体与加强环的内环壁相连接，法兰盘和加强环均采用铝合金材料低压铸造。本实用新型大幅减少焊接工作量，同时减少人工成本和焊接造成的环境污染，并且美观，在不改变原设计的情况下，可以大幅增加连接部位的安全余量，从而在面对变幻莫测的外部自然环境下，提高了连接部位的安全可靠性，在面对意外冲击荷载，如汽车冲撞或遭遇其他设备打击，可以在一定程度上保证连接部位的安全性。

Description

一种带波浪形加强环的铝合金法兰

技术领域

本实用新型涉及铝合金法兰技术领域，尤其涉及一种带波浪形加强环的铝合金法兰。

背景技术

目前，铝合金杆体与法兰通过插入底法兰，但是由于铝合金熔点较低，在焊接后，焊接热影响区对母材的强度影响巨大，根据《GB/T50429铝合金结构设计规范》，铝合金在焊接后应考虑热影响区的折减，且折减系数应取0.5，铝合金杆体与法兰焊接连接处，目前通常下列三种方式进行加强：加强方式一：为焊接加筋板，焊接加筋板可有效提高杆体与法兰焊接处的抗弯强度、抗剪强度和轴向拉伸强度，但是根据美国《Standard Specificationsfor structural Supports forHighway Signs,Luminaires and Traffic Signals》认为加筋板提高焊接处的抗疲劳荷载效果不明显，同时加筋板影响人行道砖的铺装，且不美观，同时大幅增加加工成本，尤其是人工焊接成本；加强方式二：采取靴套方式，将杆体插入靴套中，然后上下两道圈焊，以此提升杆体根部强度，根据EN40(欧洲规范)认为，焊接方式的力学作用为：上部焊缝为结构焊缝，用以承受所有的荷载，底部焊缝仅起密封作用。然而，靴套这种增加杆体底部强度的形式由于缺乏实验数据或者实测数据，真正的焊接强度提高效果无有效数据，同时，这种焊接方式可以明确认为不提高抗剪强度，因为焊缝的横截面积无任何增加；加强方式三：为外衬底法兰加强环，将环套入杆体底部，再将杆体插入底法兰，先进行底法兰与杆体的点焊，然后再进行环与杆体之间的点焊，最后满焊，该加强方式可杆体底板进行局部加强，同时提高抵抗动力荷载和疲劳荷载，但是其仅仅只能起到补强作用，而无法兰的连接功能，同时焊接工序增加，焊接要求高。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了解决现有技术中铝合金法兰使用效果不佳的问题，而提出的一种带波浪形加强环的铝合金法兰。

为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：

一种带波浪形加强环的铝合金法兰，包括法兰盘和法兰盘相连接的杆体，所述杆体连接在法兰盘内，所述法兰盘的一侧固定连接有加强环，所述加强环远离法兰盘一端设置为波浪形，且所述法兰盘与加强环一体成型设计，所述杆体与加强环的内环壁相连接。

优选的，所述法兰盘和加强环均采用铝合金材料低压铸造。

优选的，所述杆体与法兰盘和加强环的内环壁均通过角焊相连接。

优选的，所述法兰盘上以加强环为圆心呈环形均匀等距的开设有若干个通孔。

与现有技术相比，本实用新型提供了一种带波浪形加强环的铝合金法兰，具备以下有益效果：

1、该带波浪形加强环的铝合金法兰，通过设置法兰盘、加强环和波浪形，通过波浪形的方式，焊接将沿着波浪形的加强环进行实现，从而避免焊接热影响在同一平面上，降低焊接热影响区对同一平面上母材本身强度的影响；相对于同一平面的圈焊缝，该波浪形焊缝的截面惯性矩将大幅提升，极大的提高了该焊缝的极限抗弯性能；通过波浪形截面的形式延长焊缝的长度，同时由于热影响区相互错开而提升的母材强度，可提高焊缝处的截面抗剪能力，承受更大的冲击荷载；改变法兰与杆体连接处力学模型，同时焊缝的延长及焊缝波浪形位置状态，将大幅提升连接处的抵抗长期疲劳荷载作用的能力；法兰的整体浇筑将大幅提升法兰的刚度；取消用以保障垂直度的工装；采用该部件后，将不再使用加筋板，大幅减少焊接工作量，同时减少人工成本和焊接造成的环境污染，并且美观，在不改变原设计的情况下，可以大幅增加连接部位的安全余量，从而在面对变幻莫测的外部自然环境下，提高了连接部位的安全可靠性，在面对意外冲击荷载，如汽车冲撞或遭遇其他设备打击，可以在一定程度上保证连接部位的安全性。

该装置中未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现，本实用新型大幅减少焊接工作量，同时减少人工成本和焊接造成的环境污染，并且美观，在不改变原设计的情况下，可以大幅增加连接部位的安全余量，从而在面对变幻莫测的外部自然环境下，提高了连接部位的安全可靠性，在面对意外冲击荷载，如汽车冲撞或遭遇其他设备打击，可以在一定程度上保证连接部位的安全性。

附图说明

图1为本实用新型提出的一种带波浪形加强环的铝合金法兰的示意图；

图2为本实用新型提出的一种带波浪形加强环的铝合金法兰的俯视图。

图中：1法兰盘、2杆体、3加强环、4波浪形、5通孔。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

参照图1-2，一种带波浪形加强环的铝合金法兰，包括法兰盘1和法兰盘1相连接的杆体2，杆体2连接在法兰盘1内，法兰盘1的一侧固定连接有加强环3，加强环3远离法兰盘1一端设置为波浪形4，且法兰盘1与加强环3一体成型设计，杆体2与加强环3的内环壁相连接，通过波浪形4的方式，焊接将沿着波浪形4的加强环3进行实现，从而避免焊接热影响在同一平面上，降低焊接热影响区对同一平面上母材本身强度的影响；相对于同一平面的圈焊缝，该波浪形焊缝的截面惯性矩将大幅提升，极大的提高了该焊缝的极限抗弯性能；通过波浪形4截面的形式延长焊缝的长度，同时由于热影响区相互错开而提升的母材强度，可提高焊缝处的截面抗剪能力，承受更大的冲击荷载；改变法兰与杆体2连接处力学模型，同时焊缝的延长及焊缝波浪形4位置状态，将大幅提升连接处的抵抗长期疲劳荷载作用的能力；法兰的整体浇筑将大幅提升法兰的刚度；取消用以保障垂直度的工装；采用该部件后，将不再使用加筋板，大幅减少焊接工作量，同时减少人工成本和焊接造成的环境污染，并且美观，在不改变原设计的情况下，可以大幅增加连接部位的安全余量，从而在面对变幻莫测的外部自然环境下，提高了连接部位的安全可靠性，在面对意外冲击荷载，如汽车冲撞或遭遇其他设备打击，可以在一定程度上保证连接部位的安全性。

法兰盘1和加强环3均采用铝合金材料低压铸造。

杆体2与法兰盘1和加强环3的内环壁均通过角焊相连接，围绕杆体2焊满一圈或多圈，达到设计焊接要求。

法兰盘1上以加强环3为圆心呈环形均匀等距的开设有若干个通孔5。

本实用新型与其余加强方式区别：

与加强方式一的区别：

1.功能区别，本实用新型具备法兰连接功能，可替代原法兰，且具有对焊接薄弱处具有明显补强作用，同时可以抵抗疲劳荷载；

2.外观区别，本实用新型为具有波浪形加强环的法兰，而非加筋板；

3.操作方式区别，本实用新型仅需2道环向焊缝即可满足连接效果；

与加强方式二的区别：

1.功能区别，焊缝延长，可以同时提高焊接截面处焊缝的抗剪强度和抗弯强度；

σf＝N/helw+M/Iz*(d/2)

Iz*(d/2)与环向焊缝直径或者半径成3次方关系，采用环向波浪形的焊缝等效直径将较加强方式二明显增加，而弯矩不变，则应力σf变小，抗弯强度增加；

τf＝F/A

A＝he*lw

lw较加强方式二增加一倍，剪力不变，则剪应力τf减小一半，抗剪强度增加一倍；

2.外观区别，本实用新型为具有波浪形加强环的法兰，而非上端仅是平面的环状；

与加强方式三的区别：

1.功能区别，本实用新型具备法兰连接功能，可替代原法兰，且具有对焊接薄弱处具有明显补强作用，同时可以抵抗疲劳荷载，而加强方式三仅具备局部加强功能，而无连接功能；

2.生产工艺不同，本实用新型采取低压铸造的生产工艺，法兰与波浪形加强环一体成型，无需焊接，而加强方式三首先需要按照展开图进行下料，然后滚圆，纵向焊接，形成波浪形加强环；

3.应用方式不同，本实用新型仅需上下两道环向焊缝即可完成；而加强方式三需将环套入杆体底部，再将杆体插入底法兰，先进行底法兰与杆体的点焊，然后再进行环与杆体之间的点焊，最后满焊。

实施例1：铝合金路灯杆

路灯杆杆体可以与本部件通过焊接的方式进行连接，连接后直接可以安装在已有的基础上方。该方式的应用可以提高杆体根部的安全性，同时保障在台风天杆体的安全性以及提高抵抗汽车、电瓶车及行人对杆体撞击的能力。

实施例2：铝合金旗杆

旗杆的杆体可以与本部件通过焊接的方式进行连接，连接后直接可以安装在已有的基础上方。由于旗杆在日常使用条件，经常容易受到因旗帜不停摆动而产生的疲劳荷载，本部件在旗杆上的应用可以加强原旗杆底部抗疲劳荷载的效果，从而延长旗杆的使用寿命。

本实用新型中，通过波浪形4的方式，焊接将沿着波浪形4的加强环3进行实现，从而避免焊接热影响在同一平面上，降低焊接热影响区对同一平面上母材本身强度的影响；相对于同一平面的圈焊缝，该波浪形焊缝的截面惯性矩将大幅提升，极大的提高了该焊缝的极限抗弯性能；通过波浪形4截面的形式延长焊缝的长度，同时由于热影响区相互错开而提升的母材强度，可提高焊缝处的截面抗剪能力，承受更大的冲击荷载；改变法兰与杆体2连接处力学模型，同时焊缝的延长及焊缝波浪形4位置状态，将大幅提升连接处的抵抗长期疲劳荷载作用的能力；法兰的整体浇筑将大幅提升法兰的刚度；取消用以保障垂直度的工装；采用该部件后，将不再使用加筋板，大幅减少焊接工作量，同时减少人工成本和焊接造成的环境污染，并且美观，在不改变原设计的情况下，可以大幅增加连接部位的安全余量，从而在面对变幻莫测的外部自然环境下，提高了连接部位的安全可靠性，在面对意外冲击荷载，如汽车冲撞或遭遇其他设备打击，可以在一定程度上保证连接部位的安全性。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种带波浪形加强环的铝合金法兰，包括法兰盘(1)和法兰盘(1)相连接的杆体(2)，其特征在于，所述杆体(2)连接在法兰盘(1)内，所述法兰盘(1)的一侧固定连接有加强环(3)，所述加强环(3)远离法兰盘(1)一端设置为波浪形(4)，且所述法兰盘(1)与加强环(3)一体成型设计，所述杆体(2)与加强环(3)的内环壁相连接。

2.根据权利要求1所述的一种带波浪形加强环的铝合金法兰，其特征在于，所述法兰盘(1)和加强环(3)均采用铝合金材料低压铸造。

3.根据权利要求1所述的一种带波浪形加强环的铝合金法兰，其特征在于，所述杆体(2)与法兰盘(1)和加强环(3)的内环壁均通过角焊相连接。

4.根据权利要求1所述的一种带波浪形加强环的铝合金法兰，其特征在于，所述法兰盘(1)上以加强环(3)为圆心呈环形均匀等距的开设有若干个通孔(5)。