一種用于單面安裝的高強度螺栓組件的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于單面安裝的高強度螺栓組件，屬于緊固件技術(shù)領域，包括螺栓（1）、緊固套筒（2）、撐脹套筒（3）、彈簧墊圈（4）和膨脹螺母（5）。通過扳手右旋螺栓（1），驅(qū)動膨脹螺母（5）相對螺栓（1）右旋并右移，撐脹套筒（3）穿入彈簧墊圈（4），使彈簧墊圈（4）開口（42）張開，卡緊被連接件，可避免空轉(zhuǎn)并防松，單面安裝方便快捷。本發(fā)明通過彈簧墊圈（4）卡緊被連接件實現(xiàn)緊固，不消弱螺栓1的螺栓桿強度，連接強度高。本發(fā)明的螺栓（1）和緊固套筒（2）可重復使用，拆卸方便。本發(fā)明不僅可用于連接并緊固兩個帶有通孔的零件，而且可以代替膨脹螺栓，連接軟質(zhì)材料物體、內(nèi)軟外硬物體、中空薄壁物體或脆性易碎材料物體。
【專利說明】
一種用于單面安裝的高強度螺栓組件
[0001]—、
技術(shù)領域
本發(fā)明涉及一種螺栓組件，屬于緊固件技術(shù)領域。
[0002]二、
【背景技術(shù)】
螺栓是圓柱形帶螺紋的緊固件，由頭部和螺桿組成，需要與螺母配合，以連接并緊固兩個帶有通孔的零件，屬于可拆卸連接。螺栓連接的不足是容易松動，無法單面安裝。
[0003]為了解決無法單面安裝的問題，目前出現(xiàn)了一種單面安裝高強度防松螺栓系統(tǒng)(申請?zhí)枮?01120401025.4)，能夠通過液壓拉力工具拉動螺桿尾部，使得鎖環(huán)變形固定于母材一側(cè)，螺桿最終被拉斷，完成安裝。也出現(xiàn)了盲操作式鉚釘螺栓(申請?zhí)枮?01280020950.X)，帶有能夠變形的插件，可以壓緊固定，并帶有斷裂槽口，可拉斷，可以通過旋擰拆卸。目前市場上也有用于空心幕墻專用的飛機膨脹螺栓，通過膨脹套圈的變形，使得直徑增加固定。這類單面安裝的螺栓都通過變形元件的變形，使其直徑增大固定在不便安裝的一側(cè)，但是變形元件強度低，變形形狀不可控，使得連接強度受限；另外拉斷方式也無法用于脆性材料和易碎材料物體的連接。
[0004]目前也出現(xiàn)了一種多功能膨脹螺栓(申請?zhí)枮?01410331914.6)，螺栓桿帶有膨脹通道和膨脹縫，便于膨脹栓進入使得膨脹縫膨脹，倒鉤件外脹，進行固定。也有一種螺栓(申請?zhí)枮?01210129422.X)，螺桿帶有同軸的導向孔，在垂直于軸線方向帶有通槽，并帶有擋塊；推桿通過導向孔驅(qū)動擋塊滑動，使得螺栓一端固定。還有一種膨脹螺栓(申請?zhí)枮?01410808366.1)，在螺栓座上開有凹槽和螺紋通孔，通過螺紋桿的移動推動膨脹桿轉(zhuǎn)動，使得一端固定。這類單面安裝的螺栓都在螺桿開孔或開槽，連接橫向移動組件，使得螺桿一端固定;螺桿的強度得到較大消弱，也不能太細，連接強度受限。
[0005]目前的膨脹螺栓也可用于單面安裝，不能用于通孔物體的連接，主要用于帶有盲孔的較厚較硬材料物體連接，如混凝土墻體、石材和硬質(zhì)磚墻等。如果遇到軟質(zhì)材料物體、內(nèi)軟外硬物體或者中空薄壁物體，則會空轉(zhuǎn)，無法固定，例如空心磚墻、面包磚和保溫泡沫墻體等。
[0006]本發(fā)明在此基礎上，提出一種用于單面安裝的高強度螺栓組件。
[0007]三、

【發(fā)明內(nèi)容】

本發(fā)明的目的在于提供一種用于單面安裝的高強度螺栓組件，安裝和拆卸方便快捷，連接強度高;也可作為膨脹螺栓使用，能夠避免空轉(zhuǎn);可用于軟質(zhì)材料物體、內(nèi)軟外硬物體、中空薄壁物體或脆性易碎材料物體的螺紋連接。
[0008]—種用于單面安裝的高強度螺栓組件包括螺栓1、緊固套筒2、撐脹套筒3、彈簧墊圈4和膨脹螺母5，如圖1所示。所述膨脹螺母5帶有內(nèi)螺紋，與螺栓I配合，可用扳手驅(qū)動螺栓I相對緊固套筒2右旋，膨脹螺母5右移，使得螺栓1、緊固套筒2、撐脹套筒3、彈簧墊圈4和膨脹螺母5壓緊，能夠單面安裝，可避免空轉(zhuǎn)并防松。所述撐脹套筒3為圓筒形結(jié)構(gòu)，可擠壓并撐脹彈簧墊圈4，使得彈簧墊圈4直徑增大，壓緊被連接件，實現(xiàn)被連接件的螺紋連接。
[0009]所述螺栓I帶有螺栓頭和螺栓桿;所述螺栓頭為正六棱柱結(jié)構(gòu)，可以扳手驅(qū)動旋轉(zhuǎn);所述螺栓桿在右側(cè)與螺栓頭剛性連接，在左側(cè)帶有外螺紋，與膨脹螺母5配合。
[0010]所述緊固套筒2為圓筒形結(jié)構(gòu)，左側(cè)帶有外圓錐面，與撐脹套筒3壓緊，右側(cè)帶有六角頭，與所述螺栓I的螺栓頭壓緊。所述六角頭為正六棱柱結(jié)構(gòu)，在右側(cè)帶有沉孔，使得螺栓I穿過。
[0011]所述撐脹套筒3在左側(cè)帶有外圓錐面31，在外圓周面右側(cè)帶有撐脹槽32，如圖3所示。在圖3中，虛線圓中畫的是箭頭所指部位的剖面圖。所述外圓錐面31可擠壓并撐脹彈簧墊圈4，使得彈簧墊圈4直徑增大。所述撐脹槽32深度小于筒壁厚度，可在緊固套筒2的擠壓下產(chǎn)生應力集中并脹裂，使得緊固套筒2穿入撐脹套筒3，便于緊固。
[0012]所述彈簧墊圈4為圓環(huán)形結(jié)構(gòu)，在左側(cè)帶有外倒角41，帶有相對軸線傾斜的開口42，在右側(cè)帶有內(nèi)倒角43，如圖3所示。所述外倒角41與膨脹螺母5壓緊，確保與膨脹螺母5的連接可靠，防止彈簧墊圈4的直徑增大過多而滑脫。所述開口 42在壓緊撐脹套筒3時張開，便于直徑增大，使得彈簧墊圈4壓緊被連接件。所述內(nèi)倒角43與所述撐脹套筒3的外圓錐面31壓緊，便于撐脹套筒3穿入彈簧墊圈4，使得彈簧墊圈4直徑增大。
[0013]所述膨脹螺母5在外圓周面帶有折彎槽51，在中心處帶有螺紋孔52，與螺栓I的螺栓桿配合，在外圓周面右側(cè)帶有均勻分布的軸向通槽53，如圖3所示。所述螺紋孔52在軸向通槽53左端向右延伸成圓錐光孔。所述折彎槽51與膨脹螺母5的軸線垂直，與軸向通槽53數(shù)量相等，在與彈簧墊圈4的外倒角41壓緊時，產(chǎn)生應力集中，便于膨脹螺母5右側(cè)沿徑向向外彎曲，膨脹。所述螺紋孔52帶有內(nèi)螺紋，與螺栓I在螺栓桿左端的外螺紋配合。所述軸向通槽53的數(shù)量不低于2，便于膨脹螺母5右側(cè)膨脹。
[0014]采用本發(fā)明的安裝過程是:(I)首先在至少兩個被連接件上鉆同心的通孔;調(diào)整被連接件的相對位置，確保被連接件的通孔同心。(2)將本發(fā)明的螺栓組件從右側(cè)插入通孔，確保撐脹套筒3左側(cè)的外圓錐面31露出被連接件長度足夠。然后以扳手右旋所述螺栓I的螺栓頭，驅(qū)動膨脹螺母5相對螺栓I的螺栓桿右旋，使得膨脹螺母5右移。如果螺栓I空轉(zhuǎn)，可以另一個扳手卡住緊固套筒2的六角頭，確保相對轉(zhuǎn)動。(3)由于膨脹螺母5右移，使得膨脹螺母5壓緊彈簧墊圈4，彈簧墊圈4右移，使得撐脹套筒3的外圓錐面31穿入彈簧墊圈4，使得彈簧墊圈4的開口 42張開，直徑增加，卡緊在被連接件的左側(cè)。(4)如果被連接件間距減少或者厚度減少較多，撐脹套筒3的左端到達并壓緊膨脹螺母5，進一步右旋可使得緊固套筒2左側(cè)的外圓錐面壓緊撐脹套筒3，使得撐脹槽32脹裂，緊固套筒2穿入撐脹套筒3，實現(xiàn)緊固。本發(fā)明螺栓組件的連接狀態(tài)如圖2所示。
[0015]本發(fā)明的螺栓組件在被連接件間距和厚度變化不大時，可省掉撐脹套筒3，可以緊固套筒2直接撐開彈簧墊圈4，實現(xiàn)緊固。本發(fā)明的螺栓組件可代替公知的膨脹螺栓，用于石材和鋼筋混凝土等硬質(zhì)材料物體的連接，也可用于軟質(zhì)材料物體、內(nèi)軟外硬物體、中空薄壁物體或脆性易碎材料物體的連接。
[0016]本發(fā)明的有益效果是:通過扳手右旋所述螺栓I的螺栓頭，驅(qū)動膨脹螺母5相對螺栓I的螺栓桿右旋并右移，撐脹套筒3的外圓錐面31穿入彈簧墊圈4，使得彈簧墊圈4的開口42張開，直徑增加，卡緊被連接件，實現(xiàn)緊固，避免空轉(zhuǎn)并防松，單面安裝方便快捷。本發(fā)明通過彈簧墊圈4卡緊被連接件，實現(xiàn)緊固，可保護被連接件表面，防止劃傷，不消弱螺栓I的螺栓桿強度，比公知的飛機螺栓連接強度高。本發(fā)明的螺栓I和緊固套筒2可重復使用，拆卸方便。本發(fā)明的螺栓組件不僅可用于連接并緊固兩個帶有通孔的零件，可拆卸，而且可以代替膨脹螺栓，連接軟質(zhì)材料物體、內(nèi)軟外硬物體、中空薄壁物體或脆性易碎材料物體。
[0017]四、
【附圖說明】
圖1為本發(fā)明的總體結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為本發(fā)明的安裝狀態(tài)示意圖；
圖3為膨脹套筒3、彈簧墊圈4和膨脹螺母5的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]附圖標記說明:螺栓1、緊固套筒2、撐脹套筒3、外圓錐面31、撐脹槽32、彈簧墊圈4、外倒角41、開口 42、內(nèi)倒角43、膨脹螺母5、折彎槽51、螺紋孔52和軸向通槽53。
[0019]五、
【具體實施方式】
以下結(jié)合附圖和具體的實施方式對本發(fā)明的技術(shù)方案進行詳細地說明。
[0020]圖1為本發(fā)明的總體結(jié)構(gòu)示意圖，包括螺栓1、緊固套筒2、撐脹套筒3、彈簧墊圈4和膨脹螺母5。所述螺栓I優(yōu)選中碳鋼棒料，經(jīng)過冷鐓、擠壓、搓絲、精加工和熱處理成形。螺栓I的螺栓頭和螺栓桿的連接位置設計過渡圓弧，便于成形，避免應力集中，提高強度。為了避免腐蝕，提高強度，也可采用不銹鋼、高碳鋼和合金鋼等材料。
[0021]所述緊固套筒2為圓筒形結(jié)構(gòu)，左側(cè)帶有外圓錐面，右側(cè)帶有六角頭，優(yōu)選低碳鋼管材，經(jīng)熱擠壓成形;也可先將緊固套筒2的六角頭單獨成形，然后與金屬管材焊接，再進行機械加工。所述六角頭在右側(cè)帶有沉孔，優(yōu)選銑削成形。
[0022]所述撐脹套筒3左側(cè)帶有外圓錐面31，在外圓周面右側(cè)帶有撐脹槽32，如圖3所示，優(yōu)選低碳鋼管材經(jīng)拉伸成形。所述撐脹槽32優(yōu)選銑削加工。
[0023]所述彈簧墊圈4為圓環(huán)形結(jié)構(gòu)，在左側(cè)帶有外倒角41，帶有相對軸線傾斜的開口42，在右側(cè)帶有內(nèi)倒角43，如圖3所示;優(yōu)選彈簧鋼線材，經(jīng)過滾壓和卷繞成形，然后進行熱處理和表面處理。
[0024]所述膨脹螺母5在外圓周面帶有折彎槽51，在中心處帶有螺紋孔52，在外圓周面右側(cè)帶有均勻分布的軸向通槽53，如圖3所示。所述螺紋孔52在軸向通槽53左端向右延伸成圓錐光孔。所述膨脹螺母5優(yōu)選中碳鋼棒料，經(jīng)冷鐓、攻絲、銑削和熱處理加工成形。所述折彎槽51和軸向通槽53數(shù)量相等，優(yōu)選4個，優(yōu)選銑削加工成形。
[0025]經(jīng)過拉伸實驗證明，本發(fā)明的強度薄弱環(huán)節(jié)在于膨脹螺母5與螺栓I螺栓桿的螺紋配合。為了提高本發(fā)明的螺栓組件強度，可增加螺紋配合長度和加工精度，改善熱處理工
-H-
O
[0026]在滿足本發(fā)明的結(jié)構(gòu)和性能要求的條件下，改變材料和加工工藝，都在本本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種用于單面安裝的高強度螺栓組件包括螺栓(I)、緊固套筒(2)、撐脹套筒(3)、彈簧墊圈(4)和膨脹螺母(5)，其特征在于所述膨脹螺母(5)帶有內(nèi)螺紋，與螺栓(I)配合，可用扳手驅(qū)動螺栓(I)相對緊固套筒(2)右旋，膨脹螺母(5)右移，使得螺栓(1)、緊固套筒(2)、撐脹套筒(3)、彈簧墊圈(4)和膨脹螺母(5)壓緊，能夠單面安裝，避免空轉(zhuǎn)并防松;所述撐脹套筒(3)為圓筒形結(jié)構(gòu)，可擠壓并撐脹彈簧墊圈(4)，使得彈簧墊圈(4)直徑增大，壓緊被連接件，實現(xiàn)被連接件的螺紋連接。2.按照權(quán)利要求1所述的一種用于單面安裝的高強度螺栓組件，其特征在于所述螺栓(I)帶有螺栓頭和螺栓桿;所述螺栓頭為正六棱柱結(jié)構(gòu)，可以扳手驅(qū)動旋轉(zhuǎn);所述螺栓桿在左側(cè)帶有外螺紋。3.按照權(quán)利要求1所述的一種用于單面安裝的高強度螺栓組件，其特征在于所述緊固套筒(2)為圓筒形結(jié)構(gòu)，左側(cè)帶有外圓錐面，與撐脹套筒(3)壓緊，右側(cè)帶有六角頭，與所述螺栓(I)的螺栓頭壓緊;所述六角頭為正六棱柱結(jié)構(gòu)，在右側(cè)帶有沉孔。4.按照權(quán)利要求1所述的一種用于單面安裝的高強度螺栓組件，其特征在于所述撐脹套筒(3)在左側(cè)帶有外圓錐面(31)，在外圓周面右側(cè)帶有撐脹槽(32);所述撐脹槽(32)深度小于筒壁厚度，可脹裂，使得緊固套筒(2)穿入撐脹套筒(3)，便于緊固。5.按照權(quán)利要求1所述的一種用于單面安裝的高強度螺栓組件，其特征在于所述彈簧墊圈(4)為圓環(huán)形結(jié)構(gòu)，在左側(cè)帶有外倒角(41)，帶有相對軸線傾斜的開口(42)，在右側(cè)帶有內(nèi)倒角(43);所述外倒角(41)與膨脹螺母(5)壓緊，確保與膨脹螺母(5)的連接可靠;所述開口(42)在壓緊撐脹套筒(3)時張開，便于直徑增大;所述內(nèi)倒角(43)與所述撐脹套筒(3)的外圓錐面(31)壓緊，便于撐脹套筒(3)穿入彈簧墊圈(4)，使得彈簧墊圈(4)直徑增大。6.按照權(quán)利要求1所述的一種用于單面安裝的高強度螺栓組件，其特征在于所述膨脹螺母(5)在外圓周面帶有折彎槽(51)，在中心處帶有螺紋孔(52)，在外圓周面右側(cè)帶有均勻分布的軸向通槽(53);所述螺紋孔(52)在軸向通槽(53)左端向右延伸成圓錐光孔;所述折彎槽(51)與膨脹螺母(5)的軸線垂直，與軸向通槽(53)數(shù)量相等，在與彈簧墊圈(4)的外倒角(41)壓緊時，便于膨脹螺母(5)右側(cè)沿徑向向外彎曲；所述軸向通槽(53)的數(shù)量不低于2，便于膨脹螺母(5)右側(cè)膨脹。
【文檔編號】F16B13/06GK105840611SQ201610355975
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2016年5月26日
【發(fā)明人】李武斌
【申請人】魯東大學