CN105058315A - 一种转杆式单边螺栓紧固件辅助安装工具 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种转杆式单边螺栓紧固件辅助安装工具，用于辅助安装单边螺栓紧固件，包括垫片连接杆(4)、转杆(5)、传动轴(6)、固定盘(11)、小齿轮(15)、大齿轮(16)、转动轴(17)和螺栓连接杆(18)，小齿轮(15)与传动轴(6)形成齿轮副，大齿轮(16)与转动轴(17)形成齿轮副并与小齿轮(15)啮合，转动轴(17)旋转时，带动大齿轮(16)、小齿轮(15)、传动轴(16)、转杆(15)和垫片连接杆(4)同步旋转，使分体式垫(2)做螺旋运动。与现有技术相比，本发明将圆周运动转化为分体式垫片的螺旋运动，可控度高，加工精度要求低，成本低，对螺栓杆部分无削弱，大大提高了其可承受载荷，具有较好的力学性能。

Description

一种转杆式单边螺栓紧固件辅助安装工具

技术领域

本发明涉及一种单边螺栓紧固件辅助安装工具，尤其是涉及一种转杆式单边螺栓紧固件辅助安装工具。

背景技术

当前在土木建筑以及机械安装领域，对结构件连接紧固的安装需求量大。在钢管结构及钢管混凝土结构中，梁柱连接节点处，由于钢管柱为闭合截面，不能在两边进行操作，只能单侧连接安装，因此无法采用常用的螺栓螺母连接紧固法进行紧固安装。而目前国内市场上没有相应的单边螺栓产品，已公开的相关专利或是对螺栓杆削弱过多或是螺栓头受力点过少，国外市场已有类似产品，但上述既有专利或产品均难以在安装阶段对螺栓施加较大的预拉力以形成摩擦型螺栓连接接头，其承载的综合力学性能并不理想，在建筑结构抗震设计应用中受到很大限制。此外，国外类似产品价格昂贵，难以在国内大量采用。

申请公布号为CN103671447A的中国专利公开了一种价格低廉、简单可靠的单向高强度螺栓，可以很好解决开口截面与闭口截面的连接问题。如图5(a)所示，该单边螺栓紧固件包括高强度螺栓1、分体式垫片2、整体垫片12和螺母13，将带有安装孔的开孔固定板的内构件31和外构件32连接紧固，安装后，高强度螺栓1和分体式垫片2紧靠内构件31内侧，整体垫片12和螺母13从外构件32外侧与高强度螺栓1连接。目前市场上没有任何已有的工具或设备能实现安装，需要根据该单项高强度螺栓构造研发专用安装工具才能实现快速、可靠安装。

申请公布号为CN104002277A的中国专利公开了一种与上述单项高强度螺栓配套使用的分体式嵌套单边螺栓紧固件安装工具，该工具利用手推滑块带动连杆驱动若干滑块同步展开，将分体式垫片2导入并展开到空间相对狭小的安装孔壁内侧，且可重复使用。该安装工具使单向高强度螺栓推向市场化应用。然而该安装工具存在滑块加工精度要求高，加工成本高的缺点。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种对螺栓杆削弱少、转杆式单边螺栓紧固件辅助安装工具。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种转杆式单边螺栓紧固件辅助安装工具，用于辅助安装单边螺栓紧固件，将开孔固定板的内构件和外构件连接紧固，所述的单边螺栓紧固件包括高强度螺栓、分体式垫片、整体垫片和螺母，其特征在于，所述的转杆式单边螺栓紧固件辅助安装工具包括垫片连接杆、转杆、传动轴、固定盘、小齿轮、大齿轮、转动轴和螺栓连接杆，所述的传动轴穿过固定盘并通过转杆与垫片连接杆连为一体，所述的小齿轮与传动轴形成齿轮副，所述的大齿轮与转动轴形成齿轮副并与小齿轮啮合；

安装时，将高强度螺栓与螺栓连接杆连接，螺栓连接杆将高强度螺栓向内推入安装孔，再将分体式垫片与垫片连接杆连接，垫片连接杆将分体式垫片向内推入安装孔，旋转转动轴，转动轴带动大齿轮、小齿轮、传动轴、转杆和垫片连接杆同步旋转，从而将转动轴的自转转动转化为分体式垫片的螺旋运动，并拼接成一整体，然后将螺栓连接杆向外拉动，使高强度螺栓将分体式垫片压紧在内构件上，然后拆下垫片连接杆，整体垫片和螺母从外构件外侧与高强度螺栓连接，最后拆下螺栓连接杆。

所述的垫片连接杆和传动轴分别与转杆垂直连接，形成“Z”型，传动轴绕自身轴线旋转时，转杆带动垫片连接杆绕传动轴同步旋转。

所述的分体式垫片、垫片连接杆、转杆、传动轴和小齿轮均设有多个且数量相同，安装后，所有的分体式垫片组合形成完整的环状垫片。

所述的垫片连接杆长度各不相同，各转杆旋转时互不相碰。

所述的垫片连接杆上设有限位装置，使垫片连接杆与转杆的相对位置固定不变。

所述的限位装置包括套设在垫片连接杆上的套筒、弹簧和限位挡圈，所述的弹簧长度被套筒和限位挡圈压缩，弹簧被压缩产生的反作用力使转杆一端紧靠限位挡圈，以保证其与垫片连接杆之间不发生相对运动。

所述的螺栓连接杆的直径限定转杆旋转运动的起始位置，转动轴开始旋转之前，各转杆紧靠在螺栓连接杆上。

所述的固定盘上设有与转杆对应的限位螺钉，限定转杆旋转的终止位置。

所述的固定盘与传动轴之间设有轴承。

所述的螺栓连接杆与高强度螺栓螺纹连接，分体式垫片和垫片连接杆螺纹连接。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

(1)只需单侧作业，就可实现开孔固定板的连接紧固功能，使单边螺栓的安装工作更加简单。

(2)转动轴旋转时，带动大齿轮、小齿轮、传动轴、转杆和垫片连接杆同步旋转，将转动轴和齿轮的圆周运动转化为分体式垫片相对于安装孔的螺旋运动，以实现穿越工件上较小开孔并适时打开，形成完整垫片的目的，并且可通过转动轴精确调节分体式垫片运动位置，可控度高，加工精度要求低，成本低。

(3)垫片连接杆长度各不相同，各转杆旋转时互不相碰，延长本安装工具的使用寿命。

(4)设有多个限定装置，限定连接杆与转杆的相对位置、转杆旋转的起始和终止位置，防止各转杆过度旋转，保证安装后各分体式垫片组合成一个完整的环状垫片。

(5)对螺栓杆部分无削弱，大大提高了其可承受载荷。

(6)安装孔与螺栓之间空隙较小，有效提高了螺栓的截面空间利用率，同等承载条件下可缩小安装孔径，降低安装孔对结构件承载的负面影响，具有较好的力学性能。

(7)可实现方便拆卸，重复使用。

附图说明

图1为本发明安装工具的结构示意图；

图2为本发明中高强度螺栓及其连接部分结构的立体图；

图3为本发明中分体式垫片及其连接部分结构的立体图；

图4(a)为使用本发明进行开孔固定板紧固示意图；

图4(b)为使用本发明从开孔固定板上拆除单边螺栓紧固件示意图；

图5(a)为本发明单边螺栓紧固件安装完成后效果示意图；

图5(b)为本发明单边螺栓紧固件安装完成后分体式垫片所在侧示意图；

附图标号：1-高强度螺栓；2-分体式垫片；3-开孔固定板；31-内构件；32-外构件；4-垫片连接杆；5-转杆；6-传动轴；7-套筒；8-限位挡圈；9-弹簧；10-限位螺钉；11-固定盘；12-轴承；13-整体垫片；14-螺母；15-小齿轮；16-大齿轮；17-转动轴；18-螺栓连接杆。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

实施例1

如图1～图4(b)所示，本发明一种转杆式单边螺栓紧固件辅助安装工具，用于辅助安装单边螺栓紧固件，将开孔固定板3的内构件31和外构件32连接紧固，单边螺栓紧固件包括位于内构件31内侧的高强度螺栓1和分体式垫片2，以及位于外构件32外侧的整体垫片12和螺母13，内构件31和外构件32上设有安装孔。

转杆式单边螺栓紧固件辅助安装工具包括垫片连接杆4、转杆5、传动轴6、固定盘11、小齿轮15、大齿轮16、转动轴17和螺栓连接杆18，高强度螺栓1与螺栓连接杆18螺纹连接，螺栓连接杆18穿过安装孔，分体式垫片2和垫片连接杆4螺纹连接，垫片连接杆4穿过安装孔，且长度各不相同，使各转杆5旋转时互不相碰。垫片连接杆4上还设有限位装置，包括套设在垫片连接杆4上的套筒7、弹簧9和限位挡圈8，弹簧9长度被套筒7和限位挡圈8压缩，转杆5与垫片连接杆4连接的地方位于弹簧9和限位挡圈8之间，弹簧9被压缩产生的反作用力使转杆5一端紧靠限位挡圈8，以保证其与垫片连接杆4之间不发生相对运动，从而保证安装后各分体式垫片组合成一个完整的环状垫片。分体式垫片2、垫片连接杆4、转杆5、传动轴6和小齿轮15均设有4个，安装后，所有的分体式垫片2组合形成完整的环状垫片。

传动轴6穿过固定盘11，固定盘11与传动轴6之间设有轴承12，使传动轴转动时摩擦力减小。传动轴6通过转杆5与垫片连接杆4连为一体，具体为：垫片连接杆4和传动轴6分别与转杆5垂直连接，形成“Z”型，传动轴6绕自身轴线旋转时，连杆5带动垫片连接杆4绕传动轴6同步旋转。小齿轮15与传动轴6形成齿轮副，大齿轮16与转动轴17形成齿轮副并与小齿轮15啮合，转动轴17旋转时，带动大齿轮16、小齿轮15、传动轴16、转杆15和垫片连接杆4同步旋转，使分体式垫2做螺旋运动，从而将转动轴和齿轮的圆周运动转化为分体式垫片相对于安装孔的螺旋运动，以实现穿越工件上较小开孔并适时打开，形成完整垫片的目的。

为了限制转杆5旋转运动的起始和终止位置，防止各转杆过度旋转，螺栓连接杆18的直径限定转杆5旋转运动的起始位置，转动轴17开始之前，各转杆5紧靠在螺栓连接杆18上；固定盘11上设有与转杆5对应的限位螺钉10，限定转杆5旋转的终止位置。

如图4(a)所示，使用本发明的辅助工具进行单边螺栓紧固件安装步骤：

1、先将螺栓连接杆18与高强度螺栓1螺纹连接，将转动轴17与大齿轮15固定连接、小齿轮15与传动轴6固定连接，再将转动轴17和传动轴6穿过固定盘11上对应的孔，其中转动轴17穿过固定盘中心孔。将传动轴6、转杆5连成一体，垫片连接杆4上套设套筒7、弹簧9，将垫片连接杆4穿过转杆5后，将垫片连接杆4下端装配限位挡圈8，限定垫片连接杆4与转杆5的相对位置，具体细节可见图3；

2、用螺栓连接杆18将高强度螺栓1由外侧向内侧穿过开孔固定板3上的安装孔，并保证高强度螺栓1全部位于内构件31内侧，从而在安装孔留出足够的空间便于分体式垫片2的安装；

3、再将四个分体式垫片2两两相对并拢分两组与长度不同的垫片连接杆4连接，通过垫片连接杆4将两组分体式垫片2先后穿过开孔固定板3上的安装孔；

4、转动转动轴17，轴上固定的大齿轮16带动与之啮合的小齿轮15转动，小齿轮15通过传动轴6带动转杆5转动；分体式垫片2以高强度螺栓1为中心螺旋分散到确定位置，组合成一个完整的垫片；

5、通过螺栓连接杆18将高强度螺栓1回抽，即从内构件31内侧向外回抽，从而使高强度螺栓1的螺栓头将各个分体式垫片2紧压在开孔固定板3内侧孔壁上，此时可以拆下垫片连接杆4；

6、将整体垫片13穿过高强度螺栓操控杆1，置于开孔固定板3安装孔外侧，紧贴外构件32；

7、将螺母14穿过螺栓连接杆18，进行螺母14和高强度螺栓1之间的螺纹连接；

8、拆下螺栓连接杆18，完成内构件31和外构件32的单边连接与紧固。安装好后的单边螺栓紧固件如图5(a)和图5(b)所示。

如图4(b)所示，拆除单边螺栓紧固件时，先将螺栓连接杆18旋入高强度螺栓1尾部，然后拆下螺母14和整体垫片13，再将各分体式垫片2的垫片连接杆4对应旋入相应位置，接着通过螺栓连接杆18将高强度螺栓1向内送入安装孔内侧，使高强度螺栓1与分体式垫片2分离，这时可通过垫片连接杆4将各分体式垫片2逐一拆下，最后取出高强度螺栓1，实现内构件31和外构件32分离与拆卸。

实施例2

所述分体式垫片2、垫片连接杆4、转杆5、传动轴6和小齿轮15的个数均为3，其余与实施例1相同。

Claims (10)

1.一种转杆式单边螺栓紧固件辅助安装工具，用于辅助安装单边螺栓紧固件，将开孔固定板(3)的内构件(31)和外构件(32)连接紧固，所述的单边螺栓紧固件包括高强度螺栓(1)、分体式垫片(2)、整体垫片(12)和螺母(13)，其特征在于，所述的转杆式单边螺栓紧固件辅助安装工具包括垫片连接杆(4)、转杆(5)、传动轴(6)、固定盘(11)、小齿轮(15)、大齿轮(16)、转动轴(17)和螺栓连接杆(18)，所述的传动轴(6)穿过固定盘(11)并通过转杆(5)与垫片连接杆(4)连为一体，所述的小齿轮(15)与传动轴(6)形成齿轮副，所述的大齿轮(16)与转动轴(17)形成齿轮副并与小齿轮(15)啮合；

安装时，将高强度螺栓(1)与螺栓连接杆(18)连接，螺栓连接杆(18)将高强度螺栓(1)向内推入安装孔，再将分体式垫片(2)与垫片连接杆(4)连接，垫片连接杆(4)将分体式垫片(2)向内推入安装孔，旋转转动轴(17)，转动轴(17)带动大齿轮(16)、小齿轮(15)、传动轴(16)、转杆(15)和垫片连接杆(4)同步旋转，使分体式垫片(2)螺旋运动并拼接成一整体，将螺栓连接杆(18)向外拉动，使高强度螺栓(1)将分体式垫片(2)压紧在内构件(31)上，然后拆下垫片连接杆(4)，整体垫片(12)和螺母(13)从外构件(32)外侧与高强度螺栓(1)连接，最后拆下螺栓连接杆(18)。

2.根据权利要求1所述的一种转杆式单边螺栓紧固件辅助安装工具，其特征在于，所述的垫片连接杆(4)和传动轴(6)分别与转杆(5)垂直连接，形成“Z”型，传动轴(6)绕自身轴线旋转时，转杆(5)带动垫片连接杆(4)绕传动轴(6)同步旋转。

3.根据权利要求1所述的一种转杆式单边螺栓紧固件辅助安装工具，其特征在于，所述的分体式垫片(2)、垫片连接杆(4)、转杆(5)、传动轴(6)和小齿轮(15)均设有多个且数量相同，安装后，所有的分体式垫片(2)组合形成完整的环状垫片。

4.根据权利要求3所述的一种转杆式单边螺栓紧固件辅助安装工具，其特征在于，所述的垫片连接杆(4)长度各不相同，各转杆(5)旋转时互不相碰。

5.根据权利要求1所述的一种转杆式单边螺栓紧固件辅助安装工具，其特征在于，所述的垫片连接杆(4)上设有限位装置，使垫片连接杆(4)与转杆(5)的相对位置固定不变。

6.根据权利要求5所述的一种转杆式单边螺栓紧固件辅助安装工具，其特征在于，所述的限位装置包括套设在垫片连接杆(4)上的套筒(7)、弹簧(9)和限位挡圈(8)，所述的弹簧(9)长度被套筒(7)和限位挡圈(8)压缩，弹簧(9)被压缩产生的反作用力使转杆(5)一端紧靠限位挡圈(8)，以保证其与垫片连接杆(4)之间不发生相对运动。

7.根据权利要求1所述的一种转杆式单边螺栓紧固件辅助安装工具，其特征在于，所述的螺栓连接杆(18)的直径限定转杆(5)旋转运动的起始位置，转动轴(17)开始旋转之前，各转杆(5)紧靠在螺栓连接杆(18)上。

8.根据权利要求1所述的一种转杆式单边螺栓紧固件辅助安装工具，其特征在于，所述的固定盘(11)上设有与转杆(5)对应的限位螺钉(10)，限定转杆(5)旋转的终止位置。

9.根据权利要求1所述的一种转杆式单边螺栓紧固件辅助安装工具，其特征在于，所述的固定盘(11)与传动轴(6)之间设有轴承(12)。

10.根据权利要求1所述的一种转杆式单边螺栓紧固件辅助安装工具，其特征在于，所述的螺栓连接杆(18)与高强度螺栓(1)螺纹连接，分体式垫片(2)和垫片连接杆(4)螺纹连接。