一种复合型电杆结构的制作方法

本实用新型属于电杆制造领域，更具体地，涉及一种复合型电杆结构。

背景技术：

纤维增强型复合材料是由树脂和纤维增强材料构成的一类复合材料，具有比强度和比刚度高、抗疲劳性能好、耐腐蚀性能优良以及结构重量轻、使用寿命长等优点，是输电杆塔较为理想的材料。复合材料电杆主要承受压力和弯曲，弯曲会在电杆外表面一侧形成拉力，转角导线会产生一定的扭矩。

在实际应用中，钢筋混凝土或钢管整杆的运输难度大、费用高，尤其是在山区，车辆及机械无法使用的区域，只能靠人力搬运，这对技术人员的人身安全有着巨大隐患。

目前，复合材料圆管之间的连接是采用螺栓法兰式连接，螺栓法兰式连接是通过螺栓紧固两个圆管端部的法兰来实现圆管连接，存在开孔等二次机械加工处理，极易对复合材料圆管造成缺陷损伤，降低其力学性能。且由于截面抗弯刚度低，导致电杆顶端挠度较大。

公开号为cn105276310a的专利申请公开了一种用于复合材料薄壁圆管的卡箍式连接结构，避免了对复合材料的开孔机械加工，但复合材料薄壁圆管与法兰之间的相对转动仅仅依靠摩擦力，不足以抵抗外力较大扭矩；且圆管壁厚较小，抗横向变性能力较小。此外，公开号为cn103307121a的专利申请公开了一种复合材料空心轴与金属法兰联接方法，抗扭性能好、联接强度高，但其仍然在复合材料空心轴上进行二次开孔加工，该方式增大了孔边的应力集中，使其抗疲劳性能下降。

因此，如何设计一种连接牢固可靠且具有高横向抗弯能力的电杆是目前亟需解决的技术难题。

技术实现要素：

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本实用新型提供了一种复合型电杆结构，由此解决现有复合材料电杆存在的连接可靠性及横向抗弯能力存在一定局限性的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种复合型电杆结构，包括：所述电杆由内外两层结构组成，内层结构是由第一材料构成的金属支撑框架结构，外层结构是由第二材料构成的圆筒结构，且所述外层结构中的第二材料通过缠绕法包裹在所述金属支撑框架结构表面。

优选地，所述金属支撑框架结构包括：纵向肋条，环向肋板和交叉肋条；

所述交叉肋条焊接在所述环向肋板的内侧，所述纵向肋条通过焊接，固定在所述环向肋板的外侧，形成了锥形的芯模构型。

优选地，所述金属支撑框架结构的两个端部为具有翻边样式的法兰结构，且所述两个端部的法兰结构分别为法兰盘a及法兰盘b。

优选地，各分段电杆采用分段连接，第一电杆的法兰盘a与第二电杆的法兰盘b相连接，第一电杆的法兰盘b与第三电杆的法兰盘a相连。

优选地，所述第一材料为铝合金材料，所述第二材料为玻璃纤维复合材料。

总体而言，通过本实用新型所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：

1、本实用新型电杆结构中的外层玻璃纤维复合材料通过缠绕法包裹在内层金属框架表面，增强了电杆的横向抗弯能力，达到既减轻结构重量又提高结构刚度与强度的目的。

2、本实用新型提供了将以上电杆作为分段杆进行连接的结构形式，即将内层金属框架的端部设计成具有翻边样式的法兰结构。分段电杆之间通过螺栓将翻边法兰进行对接，实现电杆长度的调节，保证连接的牢固可靠。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的一种复合型电杆芯模结构示意图；

其中，1为法兰盘a，2为法兰盘b，3为纵向肋条，4为环向肋板，5为交叉肋条。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

本实用新型提供了一种复合型电杆结构，适用于纤维缠绕复合材料电杆，使用了拓扑优化的轻型芯模，一体缠绕成型，增强了电杆的横向抗弯能力；同时采用分段设计，可以有效保持复合材料电杆的完整性，便于存储、运输和安装。

如图1所示是本实用新型实施例提供的一种复合型电杆结构的结构示意图，该电杆由内外两层结构组成，内层结构是由第一材料构成的金属支撑框架结构，外层结构是由第二材料构成的圆筒结构，且外层结构中的第二材料通过缠绕法包裹在金属支撑框架结构表面。

在本实用新型实施例中，金属支撑框架结构包括：纵向肋条3，环向肋板4和交叉肋条5；

其中，交叉肋条5焊接在环向肋板4的内侧；纵向肋条3通过焊接，固定在环向肋板4的外侧，形成了锥形的芯模构型。

在本实用新型实施例中，金属支撑框架结构的两个端部为具有翻边样式的法兰结构，且两个端部的法兰结构分别为法兰盘a1及法兰盘b2。

在本实用新型实施例中，各分段电杆采用分段连接，第一电杆的法兰盘a与第二电杆的法兰盘b相连接，第一电杆的法兰盘b与第三电杆的法兰盘a相连。

例如，假设分段电杆长度为5m，使用不同分段，可以组装成10m，15m和20m三种类型的电杆，适用范围广。

在本实用新型实施例中，第一材料为铝合金材料，第二材料为玻璃纤维复合材料。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

技术特征：

1.一种复合型电杆结构，其特征在于，包括：所述电杆由内外两层结构组成，内层结构是由第一材料构成的金属支撑框架结构，外层结构是由第二材料构成的圆筒结构，且所述外层结构中的第二材料通过缠绕法包裹在所述金属支撑框架结构表面。

2.根据权利要求1所述的电杆结构，其特征在于，所述金属支撑框架结构包括：纵向肋条，环向肋板和交叉肋条；

所述交叉肋条焊接在所述环向肋板的内侧，所述纵向肋条焊接在所述环向肋板的外侧，形成了锥形的芯模构型。

3.根据权利要求1或2所述的电杆结构，其特征在于，所述金属支撑框架结构的两个端部为具有翻边样式的法兰结构，且所述两个端部的法兰结构分别为法兰盘a及法兰盘b。

4.根据权利要求3所述的电杆结构，其特征在于，各分段电杆采用分段连接，第一电杆的法兰盘a与第二电杆的法兰盘b相连接，第一电杆的法兰盘b与第三电杆的法兰盘a相连。

5.根据权利要求1所述的电杆结构，其特征在于，所述第一材料为铝合金材料，所述第二材料为玻璃纤维复合材料。

技术总结
本实用新型公开了一种复合型电杆结构，属于电杆制造领域，该电杆由内外两层结构组成，内层是由铝合金材料构成的金属支撑框架结构，该框架由肋条与圆筒薄壁结构连接而成；外层是由玻璃纤维复合材料构成的圆筒结构。外层玻璃纤维复合材料通过缠绕法包裹在内层金属框架表面，达到既减轻结构重量又提高结构刚度与强度的目的。本实用新型同时提供了将以上电杆作为分段杆进行连接的结构形式，即将内层金属框架的端部设计成具有翻边样式的法兰结构。分段电杆之间通过螺栓将翻边法兰进行对接，实现电杆长度的调节。通过本实用新型可以有效保持复合材料电杆的完整性，便于运输和安装。

技术研发人员：李仁府;李毅超;曾利建;胡麟;孙嘉冀
受保护的技术使用者：华中科技大学;仁合智航科技(武汉)有限责任公司
技术研发日：2019.09.10
技术公布日：2020.07.14