专利名称：轻型支撑杆的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种轻型支撑杆，尤其是一种适合用于对机械强度要求高、而对 整体重量有限制的各种骨架结构的支撑杆。
背景技术：
目前许多建筑物或工具设备，例如，仓储大型货架、活动房屋或大棚骨架，以及一 些动力设备的骨架都要求其不仅要重量轻，而且还要具有较强的抗拉、抗压、抗弯剪能力， 以便于其组装，搬动、运输、以及转动时，节省更多的能量，同时还需要降低其生产的成本。 然而，现有许多组成这些骨架的材料，往往不能全面兼顾。就风力发电机的叶片而言，其良 好的设计、可靠的质量和优越的性能是保证机组正常稳定运行的决定因素。恶劣的环境和 长期不停地运转，对叶片的要求有重量轻且具有较佳的抗疲劳强度和机械性能，能经受暴 风等。而叶片骨架部分，为了节约材料和减轻叶片整体的重量，是采用两条并排设置的大 梁以及支撑于大梁中间的支撑杆构成，因此支撑杆在骨架中起到了很重要的作用。为了达 到叶片的设计要求，现有叶片骨架的支撑杆是由PVC塑料空心管及中间穿设的一条拉杆构 成。在该现有支撑杆在安装时，是将支撑杆的两端抵接于两大梁的相对侧面上，并于大梁的 相应位置设有孔，以供拉杆穿过该PVC塑料空心管中间的通孔后，再借助铆合或用螺丝、螺 母、垫片等元件固定于大梁的外侧面。现有叶片骨架支撑杆虽然满足重量较轻，且也具有较 强的机械性能，然后由于该支撑架采用的是PVC塑料空心管，该材料耐高、低温性能差，易 产生脆性断裂。而其与大梁抵接之处的接触面只是一个圈环面，相对于庞大的大梁和强劲 大风的作用，这种支撑强度显然不够。由于作用面积越小，压强越大，因此，采用这样的支 撑杆的叶片，在风力作用下，耐疲劳性很差，在暴风作用时，很有可能使支撑杆折断、大梁破 裂、并造成叶片变形及其他支撑杆的损毁。如为了增大抵接面和牢固度，而不得不增加支撑 杆的横截面或其数量，势必又会增加叶片整体的重量。
实用新型内容本实用新型提供了一种支撑杆，其适合用于构成对机械强度要求高、而对重量有 限制的各种骨架结构。本实用新型的支撑杆一根由硬质共聚物泡沫塑料制成的杆体、以及一根拉杆组 成，该杆体为柱状，中间具有一个通孔，该拉杆穿伸于该通孔。其中，该共聚物泡沫塑料制成的杆体的外部另包覆一个玻璃钢层，且该玻璃钢层 的厚度较佳为2mm，并较佳与该杆体形成一体。其中，该硬质共聚物泡沫塑料选自硬质聚氨 酯(PU)泡沫塑料、聚氯乙烯(PVC)泡沫塑料、聚苯乙烯(PS)泡沫塑料、丙烯腈一苯乙烯共 聚物(SAN)泡沫塑料、聚醚酰亚胺(ΡΕ I)泡沫塑料、聚甲基丙烯酰亚胺(PMI)或甲基丙烯 酸/丙烯晴(MAA/AN)共聚物泡沫塑料，且较佳选择为MAA/AN共聚物泡沫塑料。其中，该拉杆伸出该杆体的两端，且该拉杆的两端形成螺纹部121部。其中，该拉杆两端在该杆体内部，并在该拉杆两端面形成内螺纹部。[0008]其中，所述拉杆为钢筋螺栓。其中，所述杆体与拉杆之间为紧密结合，支撑杆整体为实心体。其中，该杆体是通过在该拉杆的外部包覆的一种共聚物经发泡、热处理最终成型 于该拉杆的外部。其中，所述杆体的通孔内径大于该拉杆的外径，两者之间形成松配合。其中，该杆体的横截面为圆形或正方形。本实用新型的有益技术效果是本实用新型支撑杆是由一种硬质共聚物泡沫塑料 制成的杆体以及穿伸于该杆体中间的拉杆构成。由于该硬质共聚物泡沫塑料具有密度小， 拉伸强度、压缩强度、拉伸弹性模量、剪切强度高，且本实用新型的支撑杆的形状，外径，体 积等均较不受到限制。进一步地，在该硬质共聚物泡沫塑料的外部包覆一个玻璃钢层，并使 之与该硬质共聚物泡沫塑料形成一体。借以，在实际使用中非常适合用于构成那些对机械 强度要求高、而对重量有限制的各种工业设备及建筑物等的骨架结构。由于硬质共聚物泡 沫塑料成本低廉，因而具有较好的经济效益。
图Ia为本实用新型轻型支撑杆的正面示意图。图Ib为本实用新型轻型支撑杆的侧面示意图。图2为本实用新型轻型支撑杆的使用示意图。符号说明1支撑杆11杆体111通孔12拉杆121螺纹部13玻璃钢层 2风轮叶片骨架21大梁22大梁对侧面 23固定孔 24垫片或螺母具体实施方式
为了使实用新型的特征，优点能被进一步了解，
以下结合附图做详细说明如图Ia及图Ib所示，本发明支撑杆1包括外部的硬质共聚物泡沫塑料杆体11 和一根拉杆12构成，该杆体11为柱状体，中间设有一个通孔111，该拉杆12穿伸于该通孔 111。其中，拉杆12主要承受拉应力作用，而外部的杆体11主要承受压应力作用。如图Ia 所示，拉杆12的两端可伸出该硬质共聚物泡沫塑料的杆体11，且伸出的部分可形成螺纹部 121，以便于在其他骨架和板材结合时，只需要在相应的位置上设置螺孔，即可稳固结合。其 中该拉杆较佳选择为一个钢筋螺栓。拉杆12的两端也可不伸出该硬质共聚物泡沫塑料的杆体11，而处于该杆体11的 内部，且在拉杆12的两端面形成内凹的螺纹部121部，以便于其与其他骨架或板材结合时， 借助在相应的位置上设有螺丝等固定元件而稳固结合。其中，该硬质共聚物泡沫塑料选自硬质聚氨酯(PU)泡沫塑料、聚氯乙烯(PVC) 泡沫塑料、聚苯乙烯(PS)泡沫塑料、丙烯腈一苯乙烯共聚物(SAN)泡沫塑料、聚醚酰亚胺 (PEI)泡沫塑料、聚甲基丙烯酰亚胺(PMI)泡沫塑料、甲基丙烯酸/丙烯晴(MAA/AN)共聚物 泡沫塑料，其中，较佳选择为MAA/AN共聚物泡沫塑料(申请号为200610091394. 1的中国专 利所述产品)。原因是，在相同密度情况下，MAA/AN共聚物泡沫塑料具有较佳的机械强度， 和具有较低的生产成本。例如，MAA/AN共聚物泡沫塑料与市面上常用的PEI、PVC、XPVC, PMI泡沫塑料在密
4度为70kg*m-3时的力学性能对比如下表所示 根据上表的数据可知，在同一密度70kg*m_3下，MAA/AN共聚物泡沫塑料的拉伸强 度、压缩强度、拉伸弹性模量、剪切强度等力学性能优于目前市面上常用的PEI、XPVC、PVC 泡沫塑料，接近市面上的PMI泡沫塑料，但其成本远低于PMI泡沫塑料。目前，MAA/AN共聚物泡沫塑料的制备方法为一项现有技术，很多材料科研所及高 等院校都在这方面作了研究，一般来说MAA/AN共聚物泡沫塑料的制备方法包括将组分配 料、聚合形成共聚物、发泡制成共聚物泡沫塑料、热处理等过程。因此，在制作本实用新型的 支撑杆1时，将制备共聚物泡沫塑料的过程中得到的共聚物包覆于拉杆12的外部，外部再 覆玻璃布，并一体成型，以制造出本实用新型的支撑杆1。这样形成的支撑杆1的外部杆体 11与拉杆12之间形成紧密结合，支撑杆1整体为实心体，其端面的面积较大，在与其他支撑 架或板材抵接时，接触面更大，可较好分散所承受的抗弯剪应力。由于所采用的共聚物泡沫塑料杆体11比重轻，机械强度高，因此，本实用新型支 撑杆1的外径及形状较不受限制。其中，该共聚物泡沫塑料杆体11的通孔111可与拉杆12 之间形成紧密配合，也可形成松配合，即支撑杆1整体为空心，以进一步减轻支撑杆1的重 量。支撑杆1外部的杆体11具有圆形横截面或方形横截面。其中，如图Ia所示，为了进一步增加本实用新型支撑杆1的机械强度，以及同时对 该共聚物泡沫塑料制成的杆体11起到有效的保护的作用，可另于该共聚物泡沫塑料制成 的杆体11的外部另包覆一个玻璃钢层13，且该玻璃钢层13的厚度较佳为2mm，并较佳与该 杆体11形成一体。玻璃钢层13与共聚物泡沫塑料制成的杆体11的结合方式为相粘合、或 采用玻璃钢围成一个空间，并于中间预先放置一拉杆12，在拉杆12与玻璃钢之间的空间内 直接将共聚物发泡、热处理等步骤，而一体成型该共聚物泡沫塑料杆体11。如图2所示，为本实用新型轻型支撑杆1使用于风轮叶片骨架2的示意图。叶片 骨架2具有两个相对设置的大梁21，在大梁中间设有数个支撑杆1，支撑杆1的两端抵接于 两个大梁21的相对侧面22，以构成叶片的骨架2。叶片骨架2的两条大梁21上，在需要安 装所述支撑杆1的位置上对应设置两个固定孔23，将支撑杆1两端伸出的拉杆12穿过大梁 21上的固定孔23，借助垫片或螺母24等元件形成固定，支撑杆1外层的硬质共聚物泡沫塑 料杆体11的两端端面抵接于大梁21上。据以上可知，本实用新型支撑杆1外部的硬质共聚物泡沫塑料杆体11，不仅比重 轻，且具有良好的拉伸性能、压缩性能、剪切强度、弯曲强度，耐候性、耐疲劳性强。借此，不 仅保证了传统PVC塑料支撑杆的机械强度，而且由于其密度较小，有较佳的弹性，可将支撑 杆1整体做成一个实心体。如此，使本实用新型的支撑杆1与大梁21的接触面积更大，在 承受压应力时，相对减小和分散了支撑杆1所承受的应力，可避免风轮叶片受强风时造成 的大梁21断裂及损毁；且，相对传统的风轮叶片骨架，可减少支撑杆的数量，从而进一步减轻叶片整体重量。 综上所述，本实用新型的轻型支撑杆1，具有良好的拉伸性能、压缩性能、剪切强 度、弯曲强度，非常适合使用于各种建筑物，或其他工具设备的中对机械强度要求高、而对 整体重量有限制的骨架结构中，使该些建筑物及设备等在重量不增加或，甚至减轻的同时， 结构稳定性也得到了保障和加强。
权利要求一种轻型支撑杆，用于构成工具设备或建筑物的轻型骨架结构，其特征在于所述支撑由一根由硬质共聚物泡沫塑料制成的杆体、以及一根拉杆组成，该杆体为柱状，中间具有一个通孔，该拉杆穿伸于该通孔。
2.依权利要求1所述的支撑杆，其特征在于，该共聚物泡沫塑料制成的杆体的外部另包覆一个玻璃钢层。
3.依权利要求1所述的支撑杆，其特征在于，该硬质共聚物泡沫塑料选自聚氨酯泡沫 塑料、聚氯乙烯泡沫塑料、聚苯乙烯泡沫塑料、丙烯腈一苯乙烯共聚物泡沫塑料、聚醚酰亚 胺泡沫塑料、聚甲基丙烯酰亚胺泡沫塑料或甲基丙烯酸/丙烯晴共聚物泡沫塑料。
4.依权利要求1所述的支撑杆，其特征在于，该拉杆伸出该杆体的两端，且该拉杆的两 端形成螺纹部。
5.依权利要求1所述的支撑杆，其特征在于，该拉杆两端在该杆体内部，并在该拉杆的 两端端面形成内螺纹部。
6.依权利要求4所述的支撑杆，其特征在于，所述拉杆为钢筋螺栓。
7.依权利要求1所述支撑杆，其特征在于，所述杆体与拉杆之间为紧密结合，支撑杆整 体为实心体。
8.依权利要求7所述的支撑杆，其特征在于，该杆体是通过一种共聚物经发泡、热处理 一体成型并包覆于该拉杆的外部所形成的。
9.依权利要求1所述的支撑杆，其特征在于，所述杆体的通孔内径大于该拉杆的外径， 两者之间形成松配合。
10.依权利要求1、2、3、4、6、7、8或9所述的支撑杆，其特征在于，该杆体的横截面为圆 形或正方形。
专利摘要本实用新型涉及一种轻型支撑杆，该支撑杆是由一根由硬质共聚物泡沫塑料制成的杆体、以及一根拉杆组成，该杆体为柱状，中间具有一个通孔，该拉杆穿伸于该通孔。借此，本实用新型的支撑杆不仅具有较强的机械强度，且由于其比重小，其杆体的形状、外径和厚度较不受限制，在保证能承受较大的压应力的同时，而不增加支撑杆整体的重量。其非常适合用于对机械强度要求高，而对重量有限制的各种骨架结构中，同时还能降低设备整体制造成本。
文档编号E04B1/30GK201665913SQ20102016702
公开日2010年12月8日 申请日期2010年4月22日 优先权日2010年4月22日
发明者张自国, 李晓波, 王逸波, 王静, 苑初明, 高凤羽 申请人:保定美沃科技开发有限公司;中航惠腾风电设备股份有限公司