受拉構件及其制備方法和工程機械技術

本發明專利技術公開了一種受拉構件及其制備方法和工程機械，該受拉構件包括：中間部，中間部包括碳纖維復合材料體；設置于中間部兩端的連接部，連接部包括：芯部，和包覆于芯部面的碳纖維復合材料層。該受拉構件以碳纖維復合材料作為主體材料，碳纖維復合材料具有密度低，軸向強度和模量高以及耐疲勞性好的優點，由此在降低受拉構件重量的同時提高其抗拉強度，提升承載性能。其具有以下優點：重量輕，便于進行拆卸、安裝和運輸；將其應用于起重機，可以保證起重機在大半徑工況下的起重能力；強度和模量高，承載能力強高于現有的鋼絲繩、鋼板或鋼管。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及工程機械領域，特別涉及一種受拉構件及其制備方法和工程機械。
技術介紹
受拉構件是工程機械的重要部件之一，其用于傳遞作用力。尤其是起重機領域，如履帶起重機、海洋工程起重機等，受拉構件更是不可缺少。現有技術中，常用的受拉構件主要為鋼絲繩、鋼板和鋼管等。近年來，隨著工程建設的快速發展，工程的大型化日趨加速，這使得工程機械也朝著大型化發展。工程機械的大型化也對受拉構件的負載能力提出了更高的要求。現有的受拉構件為了能夠提供與之匹配的承載能力，通常需要増加自身尺寸，相應的受拉構件的重量也隨之上升。而受カ固件的重量越大，其拆裝和運輸的難度也越大。此外，對于作業半徑 較大的起重機而言，重型受拉構件，如鋼絲繩、鋼板、鋼管結構的自身重力會在大半徑范圍很大程度的消耗起重能力，使起重機的大半徑能力受到制約。因此，現有的受拉構件具有負載能力低和重量大的缺陷。
技術實現思路
有鑒于此，本專利技術提出ー種受拉構件，包括中間部，所述中間部包括碳纖維復合材料體；設置于所述中間部兩端的連接部，所述連接部包括芯部，和包覆于所述芯部表面的碳纖維復合材料層。進ー步地，所述芯部為金屬材料，所述連接部還包括設置于所述芯部和所述碳纖維復合材料層之間的絕緣層。進ー步地，所述受拉構件還包括包覆于所述碳纖維復合材料體表面的第一緩沖層，和/或包覆于所述芯部表面的第二緩沖層。進ー步地，所述第一緩沖層和/或所述第二緩沖層為聚氨酯層。進ー步地，所述受拉構件還包括導電層，所述導電層設置于所述碳纖維復合材料層表面，以及所述碳纖維復合材料體表面。進ー步地，所述導電層為銅絲繞組。進ー步地，所述芯部的橫截面為楔形，且所述楔形圓弧半徑較小的一端指向所述中間部。進ー步地，所述碳纖維復合材料層和所述碳纖維復合材料體為一體成型。本專利技術還提供ー種工程機械，設置有上述任一所述的受拉構件。本專利技術還提供ー種受拉構件的制備方法，包括如下步驟a、取兩個芯部，將所述兩個芯部固定且使所述兩個芯部之間預留一定距離；將碳纖維復合材料置于所述兩個芯部表面以及兩個芯部之間，得到中間構件，所述中間構件包括碳纖維復合材料體和連接于所述碳纖維復合材料體兩端的第一連接部，所述第一連接部包括芯部和覆于所述芯部表面的碳纖維復合材料層；b、將步驟a得到的構件加熱固化。進ー步地，上述方法還包括如下步驟C、在步驟b得到的構件的碳纖維復合材料體表面制備第一緩沖層；和/或在步驟b得到的構件的碳纖維復合材料層表面制備第二緩沖層。進ー步地，所述步驟a在將碳纖維復合材料置于所述兩個芯部表面以及兩個芯部之間之前還包括在所述芯部表面制備絕緣層的步驟。進ー步地，所述步驟a在得到中間構件之后還包括在所述碳纖維復合材料層及所述碳纖維復合材料體表面制備導電層的步驟。本專利技術提供ー種受拉構件，該受拉構件以碳纖維復合材料作為主體材料，受拉構件吊載時，外部作用力通過連接部件傳到連接部的芯部，芯部承受カ通過圍繞在周圍的碳纖維復合材料傳遞到中間部的碳纖維復合材料體上，從而使力得到傳遞。碳纖維復合材料 具有密度低，軸向強度和模量高以及耐疲勞性好的優點，由此在降低受拉構件重量的同時提高其抗拉強度，提升承載性能。因此該受拉構件具有如下優點I、重量輕，便于進行拆卸、安裝和運輸；將其應用于起重機，可以保證起重機在大半徑エ況下的起重能力。2、強度和模量高，承載能力高于現有的鋼絲繩、鋼板或鋼管。本專利技術還提供ー種工程機械，該工程機械設有上述受拉構件，由于上述任ー種受拉構件具有上述技術效果，因此，設有該受拉構件的工程機械也應具備相應的技術效果。本專利技術還提供ー種上述受拉構件的制備方法，由該方法可制備出質輕，抗拉強度高的受拉構件。附圖說明構成本專利技術的一部分的附圖用來提供對本專利技術的進ー步理解，本專利技術的示意性實施例及其說明用于解釋本專利技術，并不構成對本專利技術的不當限定。在附圖中圖I為本專利技術實施例I提供的受拉構件的結構示意圖；圖2為受拉構件中碳纖維復合材料體和碳纖維復合材料層一體纏繞成型過程示意圖；圖3為本專利技術實施例2提供的受拉構件的結構示意圖；圖4為本專利技術實施例3提供的受拉構件的結構示意圖。附圖標記說明I中間部11碳纖維復合材料體Ila預浸原絲束12第一緩沖層2 連接部21芯部22絕緣層23碳纖維復合材料層23a預浸原絲層3導電層25第二緩沖層具體實施例方式需要說明的是，在不沖突的情況下，本專利技術中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。本專利技術的基本思想在于以碳纖維復合材料作為受拉構件的主體材料，由于碳纖維復合材料具有質輕、抗拉強度高的優點，由此來降低受拉構件的重量，且提高其抗拉性倉^:。下面結合附圖，對本專利技術的各優選實施例作進ー步說明圖I示出了本專利技術實施例I提供的受拉構件，該受拉構件包括中間部I,其包括碳纖維復合材料體11和包覆于碳纖維復合材料體11表面的第一緩沖層12 ； 設置于中間部I兩端的連接部2，連接部包括芯部21，以及依次包覆于芯部21表面的碳纖維復合材料層23和第二緩沖層25。本實施例提供的受拉構件中間部I的基體材料為碳纖維復合材料(Carbon FiberReinforced Polymer/Plastic, CFRP)。碳纖維復合材料是由碳纖維和基體樹脂形成的復合材料。其中，碳纖維是含碳量高于90%的無機高分子纖維，其可用聚丙烯腈纖維、浙青纖維、粘膠絲或酚醛纖維經碳化制得。碳纖維具有密度低、軸向強度和模量高等優點，但其屬于脆性材料，將其與基體樹脂牢固的結合在一起后能夠發揮碳纖維優異的力學性能。碳纖維復合材料具有密度小、比剛度及比模量高、耐疲勞、抗蠕變和線性膨脹系數小等優點，其比模量是鋼和鋁合金的五倍，其比強度是鋼和鋁合金的三至四倍。因此，采用碳纖維復合材料作為中間部的主體材料可在大大降低受拉構件的重量的同時提升受拉構件的抗拉性能，提高其承載負載的能力。上述碳纖維復合材料中的基體樹脂優選為熱固性樹脂，熱固性樹脂具有較高的熱穩定性，在高溫環境也不易發生熱塑性變形，因此采用碳纖維/熱固性樹脂作為碳纖維復合材料的基體樹脂可使得該受拉構件能夠應用于作業溫度較高的環境。進ー步地，上述碳纖維復合材料優選為碳纖維/環氧樹脂材料。碳纖維復合材料中的基體樹脂雖在一定程度上有利于提高碳纖維的抗沖擊性能，但是基體樹脂含量若過高則會造成碳纖維抗拉性能的損失，降低受拉構件的負載性能。由此，碳纖維復合材料中的基體樹脂的含量優選為30°/Γ40%。本實施例提供的受拉構件中，在中間部的碳纖維復合材料體11的表面還覆有第一緩沖層12。該緩沖層用于緩沖外界沖擊，降低碳纖維復合材料體11在作業過程中受到的沖擊力，對碳纖維復合材料體11起到保護作用。第一緩沖層12優選為聚氨酯層，聚氨酯柔性較高，其在碳纖維復合材料體11受拉而產生變形的情況下能夠隨之變形。因此，采用聚氨酯作為第一緩沖層12可以保證在即使在負載較大的情況下，第一緩沖層12也不易發生開裂。該受拉構件中的連接部2用于與其它構件相連，其由內至外依次包括芯部21、碳纖維復合材料層23和第二緩沖層25。其中碳纖維復合材料層23與中間部I的碳纖維復合材料體11作用類似，用以提高受拉構件連接部2的抗拉性能，同時降低連接部2的重量；碳纖維復合材料層23中關于碳纖維復合材料層的優選方案與上述碳纖維復合材料體11相同，在此茲不贅述。第二緩沖層25的作本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種受拉構件，其特征在于，包括：中間部（1），所述中間部（1）包括碳纖維復合材料體（11）；設置于所述中間部（1）兩端的連接部（2），所述連接部（2）包括：芯部（21），和包覆于所述芯部（21）表面的碳纖維復合材料層（23）。

【技術特征摘要】
1.ー種受拉構件，其特征在于，包括 中間部(I )，所述中間部(I)包括碳纖維復合材料體(11); 設置于所述中間部(I)兩端的連接部(2)，所述連接部(2)包括芯部(21)，和包覆于所述芯部(21)表面的碳纖維復合材料層(23)。2.根據權利要求I所述的受拉構件，其特征在于，所述芯部(21)為金屬材料，所述連接部(2)還包括設置于所述芯部(21)和所述碳纖維復合材料層(23)之間的絕緣層(22)。3.根據權利要求I所述的受拉構件，其特征在于，所述受拉構件還包括 包覆于所述碳纖維復合材料體(11)表面的第一緩沖層(12)，和/或包覆于所述芯部表面的第二緩沖層(25)。4.根據權利要求3所述的受拉構件，其特征在于，所述第一緩沖層(12)和/或所述第ニ緩沖層(25)為聚氨酯層。5.根據權利要求I所述的受拉構件，其特征在于，所述受拉構件還包括導電層(3)，所述導電層(3 )設置于所述碳纖維復合材料層(23 )表面，以及所述碳纖維復合材料體(11)表面。6.根據權利要求5所述的受拉構件，其特征在于，所述導電層(3)為銅絲繞組。7.根據權利要求I所述的受拉構件，其特征在于，所述芯部(21)的橫截面為楔形，且所述楔形圓弧半徑較小的一端指向所述中間部(I)。8.根...

【專利技術屬性】
技術研發人員：耿濤濤，白剛，張嘯飛，
申請(專利權)人：三一重工股份有限公司，
類型：發明
國別省市：