一種單邊自緊螺栓緊固件的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及土木工程及機械連接緊固領(lǐng)域，特別是單側(cè)安裝操作的螺栓緊固件。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，在土木工程和機械連接緊固領(lǐng)域，對于結(jié)構(gòu)件連接緊固的安裝需求量非常龐大。就當前來看，傳統(tǒng)的也是被當前普遍使用的螺栓分為螺桿和螺母兩部分，需要在一側(cè)插入螺桿并夾緊螺母，然后在另一側(cè)用工具將螺母擰緊。這使得在對構(gòu)件實施連接緊固作業(yè)時，工作人員需要在構(gòu)件兩側(cè)作業(yè)。這種連接緊固方法構(gòu)造簡單、操作方便、承載力好，但僅局限適用于開口截面構(gòu)件的連接，對于某些閉口截面構(gòu)件或是不方便接觸到其中一面的構(gòu)件來說，許多情況下，在施工過程中需要開手孔，會進一步削弱截面強度，導致螺栓強度達不到理論值；甚至還存在許多空間狹小的情況，致使接近被連接的工件其中一面受阻礙或受限時，即使開手孔也根本無法完成操作；更有很多閉口截面構(gòu)件，不允許開手孔導致無法解除到受阻礙一面。
[0003]例如，在鋼管結(jié)構(gòu)(方鋼管或圓鋼管)及鋼管混凝土結(jié)構(gòu)中，梁柱連接節(jié)點處，由于柱截面為閉口截面，不能同時在兩邊進行操作，只能在單側(cè)進行操作連接安裝，因此傳統(tǒng)的螺栓螺母連接緊固件無法滿足類似結(jié)構(gòu)的緊固安裝。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]要解決的技術(shù)問題:針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實用新型提供一種單邊自緊螺栓緊固件，解決現(xiàn)有技術(shù)中常見的螺栓無法進行單邊緊固作業(yè)的不足。
[0005]技術(shù)方案:為解決上述技術(shù)問題，本實用新型采用以下技術(shù)方案:
[0006]一種單邊自緊螺栓緊固件，包括扭剪型高強螺栓，扭剪型高強螺栓一端為突出栓桿的螺栓頭，另一端為梅花頭，螺栓頭與梅花頭之間的栓桿為全螺紋栓桿；在扭剪型高強螺栓的栓桿上從螺栓頭一端起依次緊密地套有套筒、墊片和螺母；所述套筒的外徑小于螺母的外徑，并且套筒內(nèi)部靠近螺栓頭的一端設(shè)置有內(nèi)螺紋；所述套筒內(nèi)部還設(shè)置有薄弱處，薄弱處位于內(nèi)螺紋以外的區(qū)域，薄弱處發(fā)生塑性變形的臨界強度低于套筒上的其他位置。
[0007]在需要連接的兩個構(gòu)件的可操作一側(cè)開孔，該孔穿過靠近可操作一側(cè)的構(gòu)件并穿到另一個構(gòu)件內(nèi)部。將本實用新型的一種單邊自緊螺栓緊固件中的套筒擰進螺栓桿至螺栓頭處，再將墊片套上螺栓桿并用螺母擰上使得螺栓頭、套筒、墊片、螺母順次緊密接觸；將組裝好的緊固件的螺栓頭一側(cè)從孔中伸入到不可操作一側(cè)的構(gòu)件內(nèi)部，墊片和螺母或者僅螺母由于直徑較大無法進入孔中而抵在可操作一側(cè)的構(gòu)件表面。將該緊固件的梅花頭插進扭剪扳手的內(nèi)套筒中，在梅花頭完全進入扭剪扳手的內(nèi)套筒時內(nèi)套筒后退，然后把扭剪扳手的外套筒完全插到螺母上。打開扭剪扳手的開關(guān)，扭剪扳手的內(nèi)套筒旋轉(zhuǎn)，開始擰緊螺栓，螺栓頭與螺母之間的距離有變小的趨勢，一方面螺栓頭在不可操作一側(cè)擠壓套筒，另一方面螺母在可操作一側(cè)擠壓套筒。套筒上的薄弱處受力率先屈服帶動周邊向外膨脹形成大于孔內(nèi)其他部分構(gòu)件的外徑的擴大頭，由于螺栓桿與套筒在靠近螺栓頭的部分有螺紋連接，可以防止該部分的套筒向外擴張，以免套筒靠近螺栓頭的一端也因擠壓而過度向外擴張導致套筒沖出螺栓頭，整體穩(wěn)定性無法保證；一般的扭剪型高強度螺栓都帶有梅花頭，梅花頭為易剪切部分，隨著緊固程度加深，旋轉(zhuǎn)速度逐漸減慢，最后使梅花頭部分達到一定扭矩，梅花頭處的易剪切部分剪斷，安裝完畢。
[0008]進一步的，在本實用新型中，所述套筒的材料屈服強度大于200MPa且套筒的伸長率在35%以上。套筒具有良好的形變能力，在其形變成后直徑大于開孔才能實現(xiàn)待緊固件不可操作一側(cè)的緊固。
[0009]進一步的，在本實用新型中，套筒上的薄弱處的具體實現(xiàn)方法有多種，比較簡單的方式是采用削弱截面積的方式，如將薄弱處設(shè)置為一圈環(huán)狀凹槽。
[0010]有益效果:
[0011]本實用新型在傳統(tǒng)的扭剪型高強螺栓的基礎(chǔ)上設(shè)置上套接一個套筒，套筒在靠近螺栓頭的一端與螺栓桿以螺紋連接，套筒上面還設(shè)置有發(fā)生塑性變形臨界應(yīng)力最小的薄弱處，在安裝緊固套筒的過程中，薄弱處受擠壓后自動實現(xiàn)屈服強度較低的套筒的變形，形成擴大頭抵在可操作一側(cè)的構(gòu)件的背面從而起到類似墊片的固定作用，螺栓頭與套筒靠螺紋連接咬住套筒使其與螺栓頭接觸處不會“溢”出螺栓頭；
[0012]本實用新型在強度上滿足鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計要求，可以完全達到規(guī)范規(guī)定的摩擦型螺栓的預(yù)緊力，可以很好地應(yīng)用于鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點連接，并且結(jié)構(gòu)構(gòu)造簡單、造價低廉、裝配方便、易于操作，廣泛適用于土木建筑工程、機械工程等領(lǐng)域?qū)﹂]口截面進行螺栓緊固作業(yè)，如方鋼管與圓鋼管的結(jié)構(gòu)等，只需要在可操作的單側(cè)安裝螺栓，從而實現(xiàn)了單邊作業(yè)，節(jié)點安裝完成后，可靠性尚、能有效提尚節(jié)點承載力；
[0013]本實用新型的緊固螺栓的綜合力學性能強，緊固效果優(yōu)良，可以施加與國內(nèi)現(xiàn)有高強度螺栓同等的預(yù)拉力形成摩擦型高強度螺栓連接接頭。
【附圖說明】
[0014]圖1為本實用新型中扭剪型高強螺栓的示意圖；
[0015]圖2為本實用新型中套筒示意圖；
[0016]圖3為本實用新型拼裝后的螺栓緊固件示意圖；
[0017]圖4為將螺栓頭一側(cè)伸入不可操作一側(cè)的示意圖；
[0018]圖5為將螺栓桿與扭剪扳手連接的示意圖；
[0019]圖6為第二套筒變形的示意圖；
[0020]圖7為梅花頭被剪斷的不意圖；
[0021]圖8為最終緊固好后的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖對本實用新型作更進一步的說明。
[0023]一種新式扭剪型高強度單邊自緊螺栓緊固件，包括扭剪型高強度螺栓1、螺母6、套筒4和墊片5 ；
[0024]如圖1所示，扭剪型高強度螺栓I 一端有大于螺桿的螺栓頭2，另一端有易剪切的梅花頭3，梅花頭3與螺栓頭2之間的螺桿為全螺紋螺桿。
[0025]如圖2所示，套筒4由屈服強度大于200MPa且伸長率在35%以上的材料制成，使得套筒4能夠較為容易形變但不斷裂，套筒4內(nèi)部靠近螺栓頭2的一端設(shè)置有內(nèi)螺紋；所述套筒4內(nèi)部還設(shè)置有薄弱處7，薄弱處7位于內(nèi)螺紋以外的區(qū)域并且未一圈環(huán)狀凹槽，薄弱處7發(fā)生塑性變形的臨界強度低于套筒4上的其他位置。
[0026]如圖3所示，將套筒4、墊片5和螺母6先后套在螺栓桿上，將套筒4擰緊至靠到螺栓頭2上，然后擰緊螺母6使得螺栓桿上的組件依次緊密貼合。
[0027]圖4所示，第一構(gòu)件8與第二構(gòu)件9是需要緊固的兩個構(gòu)件，這兩個構(gòu)件之間形成閉口截面的形式，在第一構(gòu)件8與第二構(gòu)件9的可操作一側(cè)開孔，使得孔穿過靠近可操作一側(cè)的第一構(gòu)件8并穿到第二構(gòu)件9內(nèi)部，如圖3所示將本實用新型的緊固件拼裝之后，如圖5所示將螺栓頭2 —側(cè)伸入至孔中并將墊片5緊貼在第一構(gòu)件8的表面進行準確定位；如圖6所示，將該緊固件的梅花頭3插進扭剪扳手的內(nèi)套筒中，在梅花頭3完全進入扭剪扳手的內(nèi)套筒時內(nèi)套筒后退，然后把扭剪扳手的外套筒完全套到螺母6上；如圖7所示，打開扭剪扳手的開關(guān)，內(nèi)套筒旋轉(zhuǎn)，開始擰緊螺栓，套筒4上的環(huán)狀凹槽7處開始變形帶動套筒4膨脹成擴大頭，螺栓桿無法從孔中移出并鎖住待連接的第一構(gòu)件8與第二構(gòu)件9 ;如圖8所示，隨著緊固程度加深，旋轉(zhuǎn)速度逐漸減慢，最后使梅花頭3達到一定扭矩，梅花頭3剪斷，安裝完畢。
[0028]以上所述僅是本實用新型的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當指出:對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應(yīng)視為本實用新型的保護范圍。
【主權(quán)項】
1.一種單邊自緊螺栓緊固件，其特征在于:包括扭剪型高強螺栓(I)，扭剪型高強螺栓(I) 一端為突出栓桿的螺栓頭(2)，另一端為梅花頭(3)，螺栓頭(2)與梅花頭(3)之間的栓桿為全螺紋栓桿；在扭剪型高強螺栓(I)的栓桿上從螺栓頭(2) —端起依次緊密地套有套筒(4)、墊片(5)和螺母(6);所述套筒(4)的外徑小于螺母(6)的外徑，并且套筒(4)內(nèi)部靠近螺栓頭(2)的一端設(shè)置有內(nèi)螺紋；所述套筒(4)內(nèi)部還設(shè)置有薄弱處(7)，薄弱處(7)位于內(nèi)螺紋以外的區(qū)域，薄弱處(7)發(fā)生塑性變形的臨界強度低于套筒(4)上的其他位置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種單邊自緊螺栓緊固件，其特征在于:所述套筒(4)的材料屈服強度大于200MPa且套筒(4)的伸長率在35%以上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2中所述的一種單邊自緊螺栓緊固件，其特征在于:所述薄弱處(7)為一圈環(huán)狀凹槽。
【專利摘要】本實用新型公開了一種單邊自緊高強螺栓緊固件，包括扭剪型高強螺栓，扭剪型高強螺栓一端為突出栓桿的螺栓頭，另一端為梅花頭，螺栓頭與梅花頭之間的栓桿為全螺紋栓桿；從螺栓頭一端起依次緊密套有套筒、墊片和螺母；套筒內(nèi)部靠近螺栓頭的一端設(shè)置有內(nèi)螺紋；套筒內(nèi)部設(shè)置有薄弱處，薄弱處發(fā)生塑性變形的臨界強度低于套筒上其他位置。組裝好本裝置并穿入待連接件的預(yù)留孔中，在可操作一側(cè)用扭剪扳手擰螺栓，在兩邊擠壓力的作用下使得套筒薄弱處首先屈服帶動周圍形成擴大頭從而鎖定待連接件、并能夠達到規(guī)范規(guī)定的摩擦型螺栓預(yù)緊力。本裝置在強度上滿足鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計要求，并且結(jié)構(gòu)簡單、造價低廉、裝配方便，可廣泛應(yīng)用于土木建筑工程、機械工程等領(lǐng)域。
【IPC分類】F16B13-06, F16B23-00, F16B31-00
【公開號】CN204284137
【申請?zhí)枴緾N201420794455
【發(fā)明人】范圣剛, 劉飛, 桂鶴陽, 孫文雋
【申請人】東南大學
【公開日】2015年4月22日
【申請日】2014年12月15日