起重机、受拉构件及缠绕夹具与芯模组件的连接结构制造技术

本实用新型专利技术涉及工程机械领域，公开了一种起重机、受拉构件及缠绕夹具与芯模组件的连接结构，所述受拉构件包括：芯模组件(1)，该芯模组件(1)包括中间连接部(11)和分别设置于该中间连接部(11)两端的承拉部(12)；螺旋纤维层(2)，该螺旋纤维层(2)绕勾于所述承拉部(12)并以该绕勾位置为折返点连续往复地螺旋缠绕于所述中间连接部(11)的外周面上。本实用新型专利技术的受拉构件及其制造方法通过螺旋缠绕方式，在具有中间连接部的芯模组件上形成螺旋纤维层，可以在缠绕过程中相对容易地控制纤维的缠绕预应力，以便达到精确控制缠绕线型的目的，使得螺旋纤维层中的纤维材料能够相对均匀、充分地发挥抗拉性能，整体承载能力更高。

【技术实现步骤摘要】
起重机、受拉构件及缠绕夹具与芯模组件的连接结构
本技术涉及机械设备领域，具体地，涉及一种受拉构件及具有其的起重机。此外，本技术还涉及一种用于制造所述受拉构件的缠绕夹具与芯模组件的连接结构。
技术介绍
在机械设备中，常常需要使用受拉构件传递、施加拉力。例如，承载拉杆(拉板)作为起重设备中一种常用的受拉构件，用于在如塔式起重机、履带式起重机等工程机械中施加拉力，完成起重功能。拉杆的性能对起重机械的安全性能至关重要。在传统技术中，拉杆主要由钢丝绳、钢板和钢杆等金属材料制成。随着工程机械向着产品智能化、吊载大型化、结构轻量化方向发展，这类传统金属材质的拉杆的缺陷日益显现：为了满足大载荷起吊需求，承载拉杆的重量较大，在拆卸、运输和安装过程中需要更多的人力和机械辅助，使用不便。近年来，人们提出了利用碳纤维复合材料制造承载拉杆或增强其抗拉性能的技术，能够有效改善拉杆的轻便性和承载能力。中国专利技术专利CN102837453B提出了一种受拉构件及其制备方法和工程机械，其受拉构件包括中间部和设置于该中间部两端的连接部。在制备过程中，将两个芯部间隔相对地固定在缠绕机上，继而将浸润后的碳纤维原丝横向缠绕于该两个芯部，预浸的原丝束沿水平方向布置；使用预浸原丝对该横向缠绕的原丝束进行纵向缠绕，以使得碳纤维紧密结合，形成具有芯部、包覆于芯部表面的碳纤维复合材料层以及位于芯部之间的碳纤维复合材料体的中间构件。该中间构件经过加热固化、包覆缓冲层等候，制得质轻、高强度的受拉构件。中国专利技术专利CN103058073B公开了一种碳纤维复合材料拉板的制造方法，利用钛合金铸造的中空薄壁状端部连接件，将碳纤维丝束缠绕在两个端部连接件表面，进而通过在两个端部连接件之间向碳纤维丝束施加横向压力，使得碳纤维丝束紧贴端部连接件。在缠绕过程中，对碳纤维丝束进行张力闭环控制，即初始张力为1KN/m，缠绕过程中控制张力逐级递减，使得拉板成型后内应力均匀，受载时每层碳纤维丝束都能发挥作用。加压固化后，在拉板中部交替缠绕与拉板呈+135°和+45°碳纤维布带，以便抵抗拉板受拉时的横向张力，并能承受一定的扭转载荷。中国专利技术专利申请CN102927117A公开了一种利用碳纤维复合材料制作的工程机械承重拉杆，包括钢芯和包覆在其外表面上的碳纤维复合材料层，钢芯包括设置在首尾两端的钢制拉环，二者之间设有钢制加强连接构件。在制造过程中，通过铺层方式将碳纤维复合材料层包覆在钢芯表面，并在铺层后套气袋、抽真空，以保证树脂分布均匀。上述现有技术大体可以分为两大类：一种以两个端部连接件为基础，首先横向缠绕纤维丝束，进而通过纵向缠绕或施加作用力的方式使得横向缠绕的纤维彼此或与端部连接件紧密贴合；另一种在两个端部连接件之间设有连接件作为纤维层成型基础，通过铺设方式将碳纤维复合材料层包覆于整个钢芯表面。为了提供较为理想的纤维复合拉杆，使得纤维材料能够在承载时相对充分地发挥其抗拉作用，这两类现有技术提供的拉杆和制造方法在制造工艺性和承载能力方面存在缺陷。前者依赖于纵向缠绕的纤维(环向纤维)等施加的外部作用力保证不同的横向碳纤维能够在承载过程中发挥相对一致的拉力作用，这对于不同缠绕层的纤维材料而言仅能够在一定程度上减小其差异，导致拉杆的最大承载能力受限。因此，需要在缠绕过程中使得碳纤维丝束的“张力逐级递减”，不仅控制难度高，还严重制约了生产效率。此外，由于仅以两个端部连接件为成型纤维层(纤维体)的基础，在缠绕过程中很难保证纤维丝束的尺寸和精度，进一步加大了缠绕控制难度。后者虽然提供了具有中间连接件的钢芯，但其碳纤维复合材料层通过铺设方式形成，经过后续抽真空、升温固化等工艺步骤之后，基本无法保证纤维丝线的均匀分布，影响制得的拉杆的承载能力。有鉴于此，本技术旨在至少部分地克服上述现有技术存在的缺陷。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种受拉构件及其制造方法，该受拉构件具有良好的承载能力且制造工艺性较好，能够应用于如起重机等机械设备中作为承载拉杆。为了实现上述目的，本技术的第一方面提供一种受拉构件，包括：芯模组件，该芯模组件包括中间连接部和分别设置于该中间连接部两端的承拉部；螺旋纤维层，该螺旋纤维层绕勾于所述承拉部并以该绕勾位置为折返点连续往复地螺旋缠绕于所述中间连接部的外周面上。优选地，所述承拉部的外缘形成有容纳所述螺旋纤维层的凹槽，所述螺旋纤维层绕勾于所述承拉部的外缘并在该绕勾位置容纳于所述凹槽内。优选地，所述凹槽包括背离所述中间连接部的圆弧部分和从该圆弧部分向所述中间连接部倾斜地线性过渡的收缩部分，该收缩部分与所述圆弧部分相切，且相对于所述中间连接部的中心轴线的倾斜角度等于所述螺旋纤维层缠绕在所述中间连接部上的螺旋角α。优选地，所述承拉部上形成有连接部安装孔和螺纹固定件安装孔，所述中间连接部插入该连接部安装孔中并被安装至所述螺纹固定件安装孔中的螺纹固定件固定。优选地，所述螺旋纤维层中埋设有光纤光栅传感器，该光纤光栅传感器的布置角度等于所述螺旋纤维层缠绕在所述中间连接部上的螺旋角α。优选地，所述承拉部设有减重孔和从该减重孔贯穿延伸的过线孔，所述光纤光栅传感器通过该过线孔将光纤接头引出至所述减重孔。优选地，所述承拉部形成有承载通孔，所述减重孔的靠近所述承载通孔的一端两侧形成有彼此对称的用于定位缠绕夹具的圆弧凹部。优选地，所述中间连接部形成为圆柱状的中空金属杆，该中空金属杆的外径为12mm～50mm，壁厚为2mm～10mm。优选地，所述螺旋纤维层缠绕在所述中间连接部上的螺旋角α设置为使得对应于所述中间连接部的位于所述承拉部之间的长度部分的纤维螺旋数量n为正整数。优选地，所述螺旋纤维层外缠绕有环向纤维层。优选地，所述受拉构件的位于两个所述承拉部之间的延伸部分缠绕有螺旋扰流线束，所述螺旋扰流线束由纤维丝线缠绕而成，并且/或者，所述螺旋扰流线束的径向凸出高度为2mm～5mm。优选地，所述受拉构件为用于起重设备中的承载拉杆，所述承拉部包括分别连接至所述中间连接部两端的一对拉环，所述螺旋纤维层绕勾于该拉环上。本技术的第二方面提供一种包括上述受拉构件的起重机。本技术的第三方面提供一种缠绕夹具与芯模组件的连接结构，所述芯模组件包括中间连接部和分别连接至该中间连接部两端的承拉部，该承拉部形成有承载通孔，所述缠绕夹具设有与所述承载通孔配合的销柱，以能够带动所述芯模组件转动为将纤维丝线螺旋缠绕于所述中间连接部的外周面上。用于例如工程机械的承载拉杆通常为具有较大长径比的细长结构，为了充分发挥纤维材料的高强特性，需要对缠绕线型进行精确控制。本技术的受拉构件及其制造方法通过螺旋缠绕方式，在具有中间连接部的芯模组件上形成螺旋纤维层，可以在缠绕过程中相对容易地控制纤维的缠绕预应力，以便达到精确控制缠绕线型的目的，使得螺旋纤维层中的纤维材料能够相对均匀、充分地发挥抗拉性能，整体承载能力更高。本技术的其它特征和优点将在随后的具本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种受拉构件，其特征在于，包括：/n芯模组件(1)，该芯模组件(1)包括中间连接部(11)和分别设置于该中间连接部(11)两端的承拉部(12)；/n螺旋纤维层(2)，该螺旋纤维层(2)绕勾于所述承拉部(12)并以该绕勾位置为折返点连续往复地螺旋缠绕于所述中间连接部(11)的外周面上。/n

【技术特征摘要】
1.一种受拉构件，其特征在于，包括：
芯模组件(1)，该芯模组件(1)包括中间连接部(11)和分别设置于该中间连接部(11)两端的承拉部(12)；
螺旋纤维层(2)，该螺旋纤维层(2)绕勾于所述承拉部(12)并以该绕勾位置为折返点连续往复地螺旋缠绕于所述中间连接部(11)的外周面上。


2.根据权利要求1所述的受拉构件，其特征在于，所述承拉部(12)的外缘形成有容纳所述螺旋纤维层(2)的凹槽(121)，所述螺旋纤维层(2)绕勾于所述承拉部(12)的外缘并在该绕勾位置容纳于所述凹槽(121)内。


3.根据权利要求2所述的受拉构件，其特征在于，所述凹槽(121)包括背离所述中间连接部(11)的圆弧部分和从该圆弧部分向所述中间连接部(11)倾斜地线性过渡的收缩部分，该收缩部分与所述圆弧部分相切，且相对于所述中间连接部(11)的中心轴线的倾斜角度等于所述螺旋纤维层(2)缠绕在所述中间连接部(11)上的螺旋角α。


4.根据权利要求1所述的受拉构件，其特征在于，所述承拉部(12)形成有连接部安装孔(122)和螺纹固定件安装孔(123)，所述中间连接部(11)插入该连接部安装孔(122)中并被安装至所述螺纹固定件安装孔(123)中的螺纹固定件固定。


5.根据权利要求1所述的受拉构件，其特征在于，所述螺旋纤维层(2)中埋设有光纤光栅传感器(3)，该光纤光栅传感器(3)的布置角度等于所述螺旋纤维层(2)缠绕在所述中间连接部(11)上的螺旋角α。


6.根据权利要求5所述的受拉构件，其特征在于，所述承拉部(12)设有减重孔(124)和从该减重孔(124)贯穿延伸的过线孔(125)，所述光纤光栅传感器(3)通过该过线孔(125)将光纤接头(31)引出至所述减重孔(124)。

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【专利技术属性】
技术研发人员：刘延斌，郭伦文，付玲，王霄腾，文杰，
申请(专利权)人：中联重科股份有限公司，
类型：新型
国别省市：湖南;43