CN105537921A - 一种中心收缩型分体嵌套式单边螺栓紧固件安装工具 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种中心收缩型分体嵌套式单边螺栓紧固件安装工具，包括螺栓操作杆、垫片支撑杆、底座和多个均布在底座上可向中心弹性折弯的摇杆臂机构，所述底座的中心设有螺栓操作杆穿过的通孔，所述垫片支撑杆连接摇杆臂机构，所述分体式垫片、垫片支撑杆和摇杆臂机构的数量均相同。与现有技术相比，本发明能实现分体嵌套式单边螺栓紧固件快速、高效地安装工作，便于在建筑及工业现场进行批量化作业。

Description

一种中心收缩型分体嵌套式单边螺栓紧固件安装工具

技术领域

本发明涉及土木建筑工程、机械装配技术领域，尤其是涉及一种中心收缩型分体嵌套式单边螺栓紧固件安装工具。

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。就目前普遍使用的螺栓而言，在对构件实施连接紧固作业时，工作人员需要同时在构件两侧作业，即在一侧插入带螺帽的螺栓，然后在另一侧用工具将螺母拧紧。这种连接紧固方法结构简单、操作方便、承载好，但仅适用于开口截面构件中，在某些特殊场合中，比如对封闭截面构件或不方便在另外一侧操作的构件进行连接紧固时，就无法使用这种常用的螺栓螺母连接紧固方法。比如：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，因此无法采用这种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。

中国专利CN103671447A公开了一种分体嵌套式单边螺栓紧固件，圆头螺栓尾部设置圆头螺栓操控杆；嵌套分离为若干部分，各嵌套部分尾部设置有嵌套操控杆；圆头螺栓和嵌套通过操控杆及安装盘进行定位安装。该分体嵌套式单边螺栓紧固件可以实现单侧作业从而完成结构件的连接与紧固，并可以实现重复利用。

中国专利CN104690684A公开了一种基于齿轮机构同步展开的分体单边螺栓紧固件安装工具，能实现若干分体式垫片同步安装功能。该安装工具是由手柄、内齿圈-齿轮-齿条传动机构、分体式垫片操作杆、弹簧、限位轴套和圆头螺栓操作杆组成，分体式嵌套单边螺栓紧固件由圆头螺栓、分体式垫片、平垫片和螺母构成。该安装工具利用齿轮传动机构带动若干齿条同步向外侧移动相同距离，将若干分体式垫片导入并展开到空间相对狭小的安装孔壁内侧。然而该安装工具虽然能实现分体式垫片的安装，但是工具整体体积较大，安装过程复杂，无法进行工程上的大规模安装，对于市场化大规模使用仍存在一定的差距。

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中心收缩型分体嵌套式单边螺栓紧固件安装工具，能实现分体嵌套式单边螺栓紧固件快速、高效地安装工作，便于在建筑及工业现场进行批量化作业。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种中心收缩型分体嵌套式单边螺栓紧固件安装工具，用于安装分体嵌套式单边螺栓紧固件，所述分体嵌套式单边螺栓紧固件包括依次连接的圆头螺栓、若干个分体式垫片、平垫片和螺母，该安装工具包括螺栓操作杆、垫片支撑杆、底座和多个均布在底座上可向中心弹性折弯的摇杆臂机构，所述底座的中心设有螺栓操作杆穿过的通孔，所述垫片支撑杆连接摇杆臂机构，所述分体式垫片、垫片支撑杆和摇杆臂机构的数量均相同。

使用时，圆头螺栓拧入螺栓操作杆，分体式垫片插入垫片支撑杆中，若干个分体式垫片交替错开叠放，向摇杆臂机构施力使得多个摇杆臂机构折弯后向中心聚拢，圆头螺栓和分体式垫片分别从连接件安装孔一侧穿入到另一侧，撤去摇杆臂机构上施加的力，分体式垫片随着摇杆臂机构展开到安装位置，下拉螺栓操作杆使得圆头螺栓插入安装孔内，且圆头螺栓的螺栓头平面将分体式垫片合并到同一平面内，再下拉底座使得垫片支撑杆与分体式垫片分离，平垫片和螺母分别套入圆头螺栓，并拧紧螺母，最后卸下螺栓操作杆。

各所述摇杆臂机构按长度划分为第一摇杆臂和第二摇杆臂，所述第一摇杆臂的长度大于第二摇杆臂的长度，所述垫片支撑杆与第一摇杆臂固定连接，所述第二摇杆臂上均设有配合孔，所述垫片支撑杆与配合孔间隙配合，垫片支撑杆上套设有弹簧固定圈和弹簧，弹簧固定圈通过弹簧连接第二摇杆臂。

每个摇杆臂机构均包括支座、摇杆、销轴和复位扭簧，所述支座设于底座上，所述摇杆通过销轴与支座铰接，所述复位扭簧套设在销轴上。

所述复位扭簧的两端缠绕在摇杆两侧的销轴上，复位扭簧的中部在靠近底座中心侧紧贴摇杆设置。

所述摇杆臂机构成对设置。

所述垫片支撑杆包括相连接的转接头和支撑杆，所述转接头设有与分体式垫片间隙配合的方形孔，所述支撑杆连接摇杆臂机构。

所述垫片支撑杆上设有与分体式垫片磁性吸引的磁铁块。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1)本发明安装工具利用摇杆臂机构向内聚拢将分体式垫片向中心收缩，使之能通过相对狭小的连接件安装孔，并在复位扭簧的作用下在连接件安装孔另一侧复位，从而只需单侧工作，即可完成螺栓的连接紧固安装作业；

2)本发明安装工具利用摇杆臂机构使得分体式垫片展开到安装位置后，回拉圆头螺栓，利用圆头螺栓的平面接触分体式垫片头部平面，从而使错开叠放的若干分体式垫片能合并到同一平面内，实现分体式垫片一体化安装工作，使用空间错位收缩结构，能方便快速达到安装位置，提高了分体嵌套式单边螺栓紧固件的安装效率；

3)实现在较小的安装孔空间内，安装较大的分体式垫片，从而使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；

4)安装分体式嵌套螺栓安装完成之后，螺栓与分体式垫片的受力比较均匀，力学性能比较好；

5)本发明使用方便，快捷，能根据需要进行拆卸，并反复利用安装工具，重复使用率高；

6)本发明结构紧凑，工具总体尺寸较小、重量轻，方便携带，能够在较为狭小的空间内进行安装；

7)本发明能快速安装同一种类型的分体嵌套式单边螺栓紧固件。

8)分体式垫片通过其下端的方凸台与转接头的方形孔间隙配合，限制了其周向转动，结构稳固可靠，确保其安装过程中不易脱落。

9)分体式垫片在磁铁块的吸引下与转接头保持着在通常状态下不易脱落，施加一定拉力能够分离的特性，保证安装过程顺利进行。

10)摇杆臂机构通过复位扭簧实现可向中心折弯和弹性回位的功能，确保安装后能快速回复至初始位置，便于再次安装。

附图说明

图1为本发明整体结构示意图；

图2为垫片支撑杆的结构示意图；

图3为垫片支撑杆与分体式垫片配合连接的示意图；

图4为摇杆臂机构的结构示意图；

其中，(4a)为第一摇杆臂的结构示意图，(4b)为第二摇杆臂的结构示意图；

图5为摇杆臂机构的简化示意图；

其中，(5a)为第一摇杆臂机构的简化示意图，(5b)为第二摇杆臂机构的简化示意图；

图6为分体式垫片中心聚拢时的结构示意图；

图7为本发明安装过程示意图；

其中，(7a)为步骤2)操作后的结构示意图，(7b)为步骤4)操作后的结构示意图，(7c)为步骤5)操作后的结构示意图；

图8为利用本发明完成分体嵌套式单边螺栓紧固件安装时的效果图；

其中，(8a)为紧固件与连接件连接的侧面示意图，(8b)为紧固件与连接件连接的立体示意图。

图中：1、底座，2、第一摇杆臂，2a、长支座，2b、第一复位扭簧，2c、第一销轴套，2d、第一销轴，2e、短摇杆，2f、伸缩套，3、第二摇杆臂，3a、短支座，3b、第二复位扭簧，3c、第二销轴套，3d、第二销轴，3e、长摇杆，4、垫片支撑杆，4a、磁铁块，4b、转接头，4c、支撑杆，4d、弹簧固定圈，4e、弹簧，5、螺栓操作杆，6a、圆头螺栓，6b、分体式垫片，6c、平垫片，6d、螺母，7、连接件。

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。

如图1所示，一种中心收缩型分体嵌套式单边螺栓紧固件安装工具，用于安装分体嵌套式单边螺栓紧固件，分体嵌套式单边螺栓紧固件包括依次连接的圆头螺栓6a、若干个分体式垫片6b、平垫片6c和螺母6d，该安装工具包括螺栓操作杆5、垫片支撑杆4、底座1和多个均布在底座1上可向中心弹性折弯的摇杆臂机构，底座1的中心设有螺栓操作杆5穿过的通孔，垫片支撑杆4连接摇杆臂机构，分体式垫片6b、垫片支撑杆4和摇杆臂机构的数量均相同，且摇杆臂机构成对设置，此安装工具可单手操作，操作时手可一直握在螺栓操作杆5上，不需要增加其他部件来固定螺栓操作杆5，简化整体结构。

如图2和图3所示，垫片支撑杆4包括相连接的转接头4b和支撑杆4c，转接头4b设有方形孔，分体式垫片6b材料为钢，通过其下端的方凸台与转接头4b的方形孔间隙配合，限制了其周向转动，支撑杆4c连接摇杆臂机构。转接头4b的方形孔内设有与分体式垫片6b磁性吸引的磁铁块4a，在磁铁块4a的吸引下与转接头4b保持着在通常状态下不易脱落，施加一定拉力能够分离的特性，磁铁块4a可采用钕铁硼磁铁块。

每个摇杆臂机构均包括支座、摇杆、销轴和复位扭簧，支座设于底座1上，摇杆通过销轴与支座铰接，复位扭簧套设在销轴上，复位扭簧的两端缠绕在摇杆两侧的销轴上，复位扭簧的中部在靠近底座1中心侧紧贴摇杆设置。如图4和图5所示，各摇杆臂机构按长度划分为第一摇杆臂2和第二摇杆臂3，第一摇杆臂2的长度大于第二摇杆臂3的长度，第一摇杆臂2和第二摇杆臂3形成一定高度差，两者交替设置从而使得安装在上面的分体式垫片6b交替错开叠放。

图(4a)和图(5a)中，第一摇杆臂2包括长支座2a、第一复位扭簧2b、第一销轴套2c、第一销轴2d、短摇杆2e和伸缩套2f，长支座2a设于底座1上，短摇杆2e通过第一销轴2d与长支座2a铰接，第一复位扭簧2b套设在第一销轴2d上，第一销轴套2c固定第一销轴2d的端部，伸缩套2f设于短摇杆2e上，伸缩套2f形成配合孔，垫片支撑杆4与伸缩套2f间隙配合，垫片支撑杆4上套设有弹簧固定圈4d和弹簧4e，弹簧固定圈4d通过弹簧4e连接伸缩套2f，使得垫片支撑杆4在伸缩套2f的竖直方向上做伸缩运动。

图(5a)和图(5a)中，第二摇杆臂3包括短支座3a、第二复位扭簧3b、第二销轴套3c、第二销轴3d和长摇杆3e，短支座3a设于底座1上，长摇杆3e通过第二销轴3d与短支座3a铰接，第二复位扭簧3b套设在第二销轴3d上，第二销轴套3c固定第二销轴3d的端部，长摇杆3e上设置配合孔，垫片支撑杆4与长摇杆3e的配合孔过盈配合。其中，长支座2a的高度大于短支座3a的高度，短摇杆2e的长度小于长摇杆3e的长度。

如图6所示，第一摇杆臂2和第二边摇杆臂能通过转动向中心聚拢，使分体式垫片6b也向中心聚拢，进而能通过相对较小的连接件7安装孔。

如图7所示，以圆头螺栓6a和四片分体式垫片6b的安装为例，下面说明具体安装步骤：

1)将圆头螺栓6a拧入螺栓操作杆5，将四片分体式垫片6b插入相应转接头4b配合孔中，四片分体式垫片6b交替错开叠放，通过螺栓操作杆固定塞将螺栓操作杆5与底座1固定不动；

2)同时向内紧握安装工具的长摇杆3e和短摇杆2e，使四片分体式垫片6b向中心聚拢收缩，如图(7a)所示；

3)将垫片支撑杆4连同四片分体式垫片6b、圆头螺栓6a和螺栓操作杆5共同从一侧穿入连接件7至另一侧；

4)撤去摇杆上施加的力，长摇杆3e和短摇杆2e在各自复位扭簧的回复力作用下回复到初始竖直状态，如图(7b)所示；

5)向下拉螺栓操作杆5使得圆头螺栓6a插入安装孔，利用圆头螺栓6a的螺栓头平面将若干分体式垫片6b合并到同一平面内；

6)保持螺栓操作杆5不动，用力下拉安装工具的底座1，使四片分体式垫片6b与垫片支撑杆4分离，卸下安装工具，如图(7c)所示；

7)将平垫片6c和螺母6d分别套入到圆头螺栓6a尾部，拧紧螺母6d，如图8所示；

8)卸下螺栓操作杆5，完成安装。

本发明安装工具基于单面紧固连接的结构件安装施工新工艺，推动土木建筑构件预配置与现场安装施工新工法，以提高施工效率、实现节能减排、保护生态环境。

Claims (7)

1.一种中心收缩型分体嵌套式单边螺栓紧固件安装工具，用于安装分体嵌套式单边螺栓紧固件，所述分体嵌套式单边螺栓紧固件包括依次连接的圆头螺栓(6a)、若干个分体式垫片(6b)、平垫片(6c)和螺母(6d)，该安装工具包括螺栓操作杆(5)和垫片支撑杆(4)，其特征在于，还包括底座(1)和多个均布在底座(1)上可向中心弹性折弯的摇杆臂机构，所述底座(1)的中心设有螺栓操作杆(5)穿过的通孔，所述垫片支撑杆(4)连接摇杆臂机构，所述分体式垫片(6b)、垫片支撑杆(4)和摇杆臂机构的数量均相同；

使用时，圆头螺栓(6a)拧入螺栓操作杆(5)，分体式垫片(6b)插入垫片支撑杆(4)中，若干个分体式垫片(6b)交替错开叠放，向摇杆臂机构施力使得多个摇杆臂机构折弯后向中心聚拢，圆头螺栓(6a)和分体式垫片(6b)分别从连接件(7)安装孔一侧穿入到另一侧，撤去摇杆臂机构上施加的力，分体式垫片(6b)随着摇杆臂机构展开到安装位置，下拉螺栓操作杆(5)使得圆头螺栓(6a)插入安装孔内，且圆头螺栓(6a)的螺栓头平面将分体式垫片(6b)合并到同一平面内，再下拉底座(1)使得垫片支撑杆(4)与分体式垫片(6b)分离，平垫片(6c)和螺母(6d)分别套入圆头螺栓(6a)，并拧紧螺母(6d)，最后卸下螺栓操作杆(5)。

2.根据权利要求1所述的一种中心收缩型分体嵌套式单边螺栓紧固件安装工具，其特征在于，各所述摇杆臂机构按长度划分为第一摇杆臂(2)和第二摇杆臂(3)，所述第一摇杆臂(2)的长度大于第二摇杆臂(3)的长度，垫片支撑杆(4)与第一摇杆臂(2)固定连接，所述第二摇杆臂(3)上均设有配合孔，所述垫片支撑杆(4)与配合孔间隙配合，垫片支撑杆(4)上套设有弹簧固定圈(4d)和弹簧(4e)，弹簧固定圈(4d)通过弹簧(4e)连接第二摇杆臂(3)。

3.根据权利要求1所述的一种中心收缩型分体嵌套式单边螺栓紧固件安装工具，其特征在于，每个摇杆臂机构均包括支座、摇杆、销轴和复位扭簧，所述支座设于底座(1)上，所述摇杆通过销轴与支座铰接，所述复位扭簧套设在销轴上。

4.根据权利要求3所述的一种中心收缩型分体嵌套式单边螺栓紧固件安装工具，其特征在于，所述复位扭簧的两端缠绕在摇杆两侧的销轴上，复位扭簧的中部在靠近底座(1)中心侧紧贴摇杆设置。

5.根据权利要求1所述的一种中心收缩型分体嵌套式单边螺栓紧固件安装工具，其特征在于，所述摇杆臂机构成对设置。

6.根据权利要求1所述的一种中心收缩型分体嵌套式单边螺栓紧固件安装工具，其特征在于，所述垫片支撑杆(4)包括相连接的转接头(4b)和支撑杆(4c)，所述转接头(4b)设有与分体式垫片(6b)间隙配合的方形孔，所述支撑杆(4c)连接摇杆臂机构。

7.根据权利要求1所述的一种中心收缩型分体嵌套式单边螺栓紧固件安装工具，其特征在于，所述垫片支撑杆(4)上设有与分体式垫片(6b)磁性吸引的磁铁块(4a)。