CN107246430B - 螺栓连接结构与螺栓连接结构的组装及拆解方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种螺栓连接结构，包括一带有外螺纹的螺杆及一螺母，所述螺母套装于所述螺杆上，所述螺杆包括一锁紧端及一弹性端，所述螺母套装于所述锁紧端，所述弹性端的端部为一锥形头部，且所述锥形头部大端直径大于所述螺杆直径，所述弹性端开设有一槽孔，所述槽孔沿所述弹性端径向贯穿，所述弹性端可朝向所述槽孔产生弹性形变，所述螺栓连接结构还包括一L型锁固杆，所述螺杆轴向正中心处还沿轴线开设有一通孔，所述锁固杆一端位于所述通孔内，其另一端外置于所述螺杆外侧以实现所述锁固杆的插拔，从而提出了一种可以在待锁固构件的同一侧实现螺杆的放置及螺母的紧固两个操作的新型螺栓连接结构。

Description

螺栓连接结构与螺栓连接结构的组装及拆解方法

技术领域

本发明涉及一种螺栓连接结构，同时还涉及所述螺栓连接结构具体应用时的一种组装及拆解方法。

背景技术

在构件的连接中，螺栓连接为最常用的一种连接方式。请参照附图1，通常的螺栓结构包括一螺杆100及一螺母200，而螺杆100上设置有外螺纹，同时螺杆的一端设置有一螺帽101，在使用时，首先将螺杆100贯穿需要锁合的构件上预留的螺栓孔，然后将螺母200连接于螺杆100上直至紧固，从而将需要锁合的构件通过螺杆100的连接，以及螺帽101与螺母200间的紧固实现其有效连接。

在这最为普遍的螺栓连接结构中，螺帽101与螺杆100为一体结构，且螺帽101位于螺杆100的一个端部，而在组装过程中，螺杆100贯穿预留的螺栓孔后，螺帽101起到挡位作用，同时螺母200与螺杆100连接紧固，从而螺母200和螺帽101将需要锁合的构件卡在其间，螺母200不断紧固，构件不断锁紧。

进一步分析可知，在以上螺栓连接操作中，存在以下问题：首先，螺杆100贯穿螺栓孔的操作与螺母200锁合的操作必须分别自需要锁合的构件的相对两侧分别完成，若待连接锁紧的螺栓孔为竖直方向且靠近地面，或者带连接的螺栓孔其一侧靠边角等狭小位置时，要进行螺杆100贯穿螺栓孔的操作或者螺母200锁合的操作这两者之中，至少其一必将存在操作难度大、操作不便的问题；此外，在螺母200锁紧操作时，为确保螺杆100不从其组装的一侧脱出而必须在该侧用工具或手抵住螺帽101，才能确保螺母200的锁紧过程操作有效，因而亦存在操作麻烦且十分不便的问题。

发明内容

基于对以上所述问题的考量，本发明提供一种螺栓连接结构，所述螺栓连接结构可解决现有技术螺栓连接中，由于组装螺杆与锁合螺母这两个操作必须分别自需锁合的构件相对的两侧进行存在的操作难度大、操作不便的问题；以及在螺母锁合操作时必须借助工具或用手抵顶螺帽才能完成存在的操作繁琐且十分不便的问题。

本发明还提供一种螺栓连接及拆解的方法，所述方法简单快捷，可有效解决现有螺栓连接及拆解的方法中存在的操作难度大、操作不便的问题。

一种螺栓连接结构，包括一带有外螺纹的螺杆及一螺母，所述螺母套装于所述螺杆上，所述螺杆包括一锁紧端及一弹性端，所述螺母套装于所述锁紧端，所述弹性端的端部为一锥形头部，且所述锥形头部大端直径大于所述螺杆直径，所述弹性端开设有一槽孔，所述槽孔沿所述弹性端径向贯穿，所述弹性端可朝向所述槽孔产生弹性形变。

进一步的，所述螺栓连接结构还包括一L型锁固杆，所述螺杆轴向正中心处还沿轴线开设有一通孔，所述锁固杆一端位于所述通孔内，其另一端外置于所述螺杆外侧以实现所述锁固杆的插拔。

一种所述的螺栓连接结构的组装方法，其步骤为：

提供一待锁合的构件或构件组合，估测锁合长度；

将所述螺母自所述锁紧端套装于所述螺杆上进而连接在一起；同时调节所述螺母位置，使所述螺母与所述锥形头部之间的间距比所述估测锁合长度大2～5mm；

所述构件或构件组合上开设有一连接孔，通过所述弹性端的弹性形变将锥形头部一端插入并贯穿所述连接孔，同时所述锥形头部弹性恢复进而形成一挡位将螺杆止挡于所述连接孔处；

将所述L型锁固杆装入所述螺杆轴向正中心开设的所述通孔内，同时撑开所述锥形头部使其完全恢复弹性形变；

进一步调整螺母位置，通过所述锥形头部的挡位与所述螺母的紧固实现所述构件或构件组合的牢固连接。

一种所述的螺栓连接结构组装后的拆解方法，其步骤为：

拔除L形锁固杆，恢复所述螺杆弹性端的可弹性形变性能；

继续紧固所述螺母，使所述螺杆弹性端呈弹性形变状态而通过所述连接孔，并与所述螺母一起自所述通孔脱出。

本发明所产生的有益效果是：

由于本发明所述螺栓连接结构中，在结构设计上，将现有技术中用于实现挡位的螺帽变更为了一锥形头部，同时将锥形头部设计为弹性结构，通过弹性结构的形变性能使得所述锥形头部可以在形变产生时，自待锁合构件的任意一侧都可以贯穿至另一侧，从而实现了螺杆的放置与螺母的锁合这两个操作可以在待锁合构件的同一侧完成，从而解决了现有技术螺栓连接中，所述两个操作必须分别自需锁合的构件相对的两侧进行存在的操作难度大、操作不便的问题；此外，本申请中在螺杆放置操作之前预先将所述螺母套装于所述螺杆上，当利用所述锥形头部的弹性形变使得所述螺杆贯穿待锁合的构件之后，待锁合的构件两侧分别已经形成了由所述锥形头部及所述螺母在其两侧形成的挡位，只需适当调整螺母锁紧位置即可完成待锁合构件的连接，从而有效解决了现有技术中在螺母锁合操作时必须借助工具或用手抵顶螺帽才能完成存在的操作繁琐且十分不便的问题，此外，本申请L型锁固杆的设置，在需要锁固连接的时候位于所述螺杆上的通孔内，使得所述弹性部无法产生弹性形变而确保锁固的有效性，拆解时则先拔出所述L型锁固杆而恢复所述弹性部的弹性形变性能，使得拆解简单方便。

本发明产生的另一有益效果是：

还提供一种螺栓连接结构的组装及拆解的方法，所述方法简单快捷，该方法在螺丝连接组装时所有的操作可在待锁合构件的同一侧完成，包括螺杆的放置及螺母的紧固，同时通过一L型锁固杆来控制所述弹性端是否具备弹性性能，包括锁固时L型锁固杆放置于所述通孔内使其不具体弹性性能，而在拆解时亦同样是自所述组装操作的同一侧完成，具体包括先行拔出所述L型锁固杆使其恢复弹性性能，然后通过继续拧紧螺母而使所述弹性端产生弹性形变，进而通过所述连接孔自所述组装操作的同侧与所述螺母一起拆除，整个操作简单灵活，方便有效；因此，本申请的螺栓连接结构的组装及拆解方法，解决了现有螺栓连接结构组装及拆解的方法中存在的异侧操作难度大，且操作不便的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将结合附图对本发明作进一步的说明。

图1是现有螺栓结构构件图。

图2是本发明螺栓连接结构基本结构构件图。

图3是本发明螺栓连接结构基本结构组装图。

图4是本发明螺栓连接结构优化结构一构件图。

图5是本发明螺栓连接结构优化结构一螺杆剖视图。

图6是本发明螺栓连接结构优化结构一组装图。

图7是本发明螺栓连接结构优化结构一组装剖视图。

图8是本发明螺栓连接结构优化结构二螺杆剖视图。

图9是本发明螺栓连接结构组装方法图。

图10是本发明螺栓连接结构组装后拆解方法图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例对本发明螺栓连接结构、该结构的组装方法及组装后的拆解方法作进一步的说明。

实施例一

本实施例结合附图用于对本申请所述的螺栓连接结构进行具体说明。

请参照图2及图3，为本发明所述的螺栓连接结构的组成构件图示说明，所述螺栓连接结构包括一带有外螺纹的螺杆1及一螺母2，所述螺杆1包括一锁紧端11及一弹性端12，所述螺母2套装于所述螺杆1上靠所述锁紧端11的一端处，所述弹性端12的端部为一锥形头部121，且所述锥形头部121大端的直径大于所述螺杆1的直径，所述弹性端12开设有一十字型槽孔122，所述槽孔122沿所述弹性端12径向贯穿，所述弹性端12可朝向所述槽孔122产生弹性形变。

进一步的，所述锥形头部121大端为一平面1211，且所述平面1211与所述螺杆1的外周面相互垂直。由此，当所述螺杆1与所述螺母2组装于所述连接孔后，由于所述平面1211与所述螺杆1的外周面的垂直，使得所述平面1211可以与所述连接孔处实现较佳的抵挡作用，确保本申请所述的螺栓连接结构达到较佳的锁固效果；而锥形头部2的设置，使得所述螺杆1在组装到所述连接孔时，有较佳的贯穿效果，从而组装过程更加轻松简便。

当然，除此以外，所述十字型槽孔亦可根据实际应用的需要而为其他的槽孔形状，比如一字型槽孔、星型槽孔或其他。

显然，所述锥形头部121在本申请中的作用不仅在于实现组装后的抵挡，还在于所述锥形这一形状的设计可以实现较佳的贯穿效果而使得组装更加轻松简单；由此可见，所述锥形头部121还可在实际的应用过程中进行诸多变形延伸设计，只要是可以实现本申请所述的技术效果，都当归属于本申请的范畴。

进一步的，所述平面1211与所述螺母2之间的轴向距离即为本申请所述螺栓连接结构的锁合长度，调节所述螺母2在所述螺杆1上的位置可实现不同的锁合长度。由此，本申请所述的螺栓连接结构的锁合长度在组装前是预估的，组装在所述连接孔后则进行螺母调节，直至达到实际所需的锁合长度。

优选的，所述槽孔122位于所述弹性端12径向截面正中心处，且为十字型槽孔。由此，所述锥形头部121一端被所述十字型槽孔均分为四个部分，不仅使得所述弹性端12所产生的弹性形变均匀，同时所述十字型槽孔所提供的形变受让空间亦是均匀的；同时，所述十字型槽孔可以根据实际应用需要调节大小，以适用于不同需要的弹性形变及提供不同需要的形变受让空间；由此可以确保本申请所述的螺栓连接结构在实际应用中的组装便利性，以及结构设计的灵活性。

需要说明的是，本申请所述的螺栓连接结构，通常是用于对构件或构件组合的紧固连接，在具体结构上，于所述构件或构件组合上分别设置有相互对应的连接孔，将所述螺母1套装于所述锁紧端11后，通过所述弹性端的弹性结构设计，以及所述槽孔122的设置，将所述锥形头部121组装插入所述连接孔中，此时随着所述锥形头部121的不断插入，所述弹性端12朝向所述槽孔122产生弹性形变，从而所述螺杆1贯穿所述连接孔，并与贯穿时所述弹性端12弹性恢复，所述锥形头部121抵顶于所述连接孔处；进一步调整所述螺母2的位置，实现所述构件及构件组合的紧固；而在所述螺栓连接结构拆解时，继续紧固所述螺母2，使得所述弹性端12在轴向锁合力的作用下产生弹性形变，并经由所述连接孔，与所述螺母2一同从所述连接孔脱出，实现拆解。

以上所述的所述螺栓连接结构为本申请的基本结构形式，而在实际应用中，该基本结构形式可以有多种形式的优化和变化。

优化后的螺栓连接结构一

请参照图4至图7，为本发明所述的螺栓连接结构的优化结构一图示说明，所述螺栓连接结构还包括一L型锁固杆3，所述螺杆1的轴向正中心处还沿轴线开设有一通孔13，所述锁固杆3的一端位于所述通孔13内，其另一端则外置于所述螺杆1的外侧以实现所述锁固杆3的插拔。

较佳的，所述弹性端12为一圆台形，且与所述锁紧端11相接处为所述圆台形的小端，所述通孔13于所述弹性端12处亦为一圆台形孔，从而所述弹性端12壁厚均匀分布。

显而易见的，所述弹性端12外周面的圆台形结构，以及所述通孔13对应于所述弹性端12部分亦为圆台形结构，从而使得所述弹性端12壁厚均匀，而这种带有斜度且壁厚均匀的结构设计，明显可以提供更好的弹性形变性能，同时所述通孔13为圆台形，则进一步为所述弹性端12的弹性形变提供了更大的受让空间，使得所述弹性端12可以充分形变。

对于所述通孔13而言，其位于所述螺杆1的轴向正中心并贯穿所述螺杆1，本实施例中所述通孔13的形状为圆形，除此以外，所述通孔13亦可为其他形状，仅仅要求在结构上，所述通孔13的形状需要与所述锁固杆3的形状相互配合对应。

在本申请较佳实施例所述的螺栓连接结构中，所述槽孔122的设置，不仅使得所述螺杆1上的所述锥形头部121一端具有了朝向所述槽孔122的弹性形变性能，同时所述槽孔122及所述通孔13的设置还为所述弹性形变提供了受让空间，从而当所述螺杆1在组装入对应的连接孔位时，可以通过所述弹性形变，贯穿直径比所述锥形头部121大端直径更小的连接孔，为所述螺杆1的组装提供了便利性，使得其可以从连接孔的任意一侧装入，组装十分灵活；而本申请中所述L型锁固杆3，则是考虑到所述螺栓连接结构组装后的连接紧固可靠而设置的，当所述螺杆1与所述螺母2组装到位后，通过所述L型锁固杆3装入所述通孔13，从而抵顶了所述锥形头部121一端的弹性形变受让空间，使得所述锥形头部121无法产生弹性形变，从而所述锥形头部121非常稳定可靠地抵挡于所述连接孔处而不会从所述连接孔中脱出。

优化后的螺栓连接结构二

请参考图8，为本申请的另一优化后的螺栓连接结构图示。与优化后的螺栓连接结构二相较，本结构的优化在于将所述平面1211设置为一斜面1211′，所述斜面1211′与所述螺杆1的外周面相接，且所述斜面1211′的斜度不大于20度。

明显的，所述斜面1211′的设置，是为了便于所述螺栓连接结构在与所述连接孔连接后的拆解；参考实施例一中对于所述螺栓连接结构与所述连接孔的组装及拆解关系可知，当所述锥形头部121与所述螺杆1的外周面以相互垂直的所述平面1211相连接时，在所述螺母2的进一步紧固过程中，要实现所述弹性端12的形变及从所述连接孔脱出，需要较大的锁紧力，而若所述锥形头部121与所述螺杆1的外周面以所述斜面1211′相连接时，在所述螺母2的进一步锁固过程中，由于斜面的楔紧作用，所述锥形头部较易产生弹性形变，从而可以在较小的锁紧力作用下，便可实现所述弹性端12的形变及从所述连接孔的脱出。

实施例二

本实施例为一种基于实施例一所述的螺栓连接结构而提出的一种组装方法。

请参照图9，为本实施例所述的组装方法的步骤图示，其具体为：

S1提供一待锁合的构件或构件组合，估测锁合长度；

S2将所述螺母自所述锁紧端套装于所述螺杆上进而连接在一起；同时调节所述螺母位置，使所述螺母与所述锥形头部之间的间距比所述估测锁合长度大2～5mm；

S3所述构件或构件组合上开设有一连接孔，通过所述弹性端的弹性形变将锥形头部一端插入并贯穿所述连接孔，同时所述锥形头部弹性恢复进而形成一挡位将螺杆止挡于所述连接孔处；

S4将所述L型锁固杆装入所述螺杆轴向正中心开设的所述通孔内，同时撑开所述锥形头部一端使其无法产生弹性形变；

S5进一步调整螺母位置，通过所述锥形头部的挡位与所述螺母的紧固实现所述构件或构件组合的牢固连接。

由步骤S1可知，所述螺栓连接结构可以用于锁合两个或两个以上的构件，在实际应用中，只需要选择适宜的螺杆长度即可。

在步骤S2中，将所述螺母与所述锥形头部之间的间距调整至比所述估测锁合长度大2～5mm，其目的在于当所述螺杆组装到所述连接孔时，具有一定的长度预留，可以实现这一操作的省时省力，从而达到较佳的组装效率；同时，预先根据估测的锁合长度将所述螺母套装于所述螺杆上形成一个组合后组装至所述连接孔的步骤，可以实现初步组装后在需锁合的所述构件或构件组合两侧形成两个抵挡结构，其一为所述锥形头部抵挡于其一侧的所述连接孔处，其二为所述螺母抵挡于其另一侧的所述连接孔处，由此便于在所述螺母的进一步调整至锁紧的过程中，无需担心所述螺杆会从所述连接孔脱出。

进一步的，在本实施例所述的螺栓连接结构的组装方法中，为了更清楚地说明组装要点及组装对应结构的关系，定义所述连接孔直径为A，所述螺杆上外螺纹直径为B，所述锥形头部大端直径为C，则本实施例所述的螺栓连接结构在与所述构件或构件组合组装且呈锁合状态时，以上结构尺寸之间的关系为C>A>B。

此外，在本实施例所述的组装方法中，所述锥形头部的弹性结构设计，使得所述螺杆的组装与所述螺母的紧固两个操作可以在需锁合的所述构件或构件组合的同一侧完成，由此提出了一种螺栓结构及组装方法的新思路，解决了当需锁合的所述构件或构件组合某一侧处于底面位置或者其他狭窄空间时无法从该侧放置现有技术中的螺杆的问题，以及解决了锁固螺母时需要借助工具或手从该侧抵住现有技术中的螺帽导致操作十分不便的问题。

本实施例提出的组装方法，所述螺母和所述螺杆预先组装在一起，可以防止零件遗失；而考虑到所述螺母与所述锥形头部之间的间距即为本申请所述的螺栓结构的锁合长度，同时本实施例预先将螺母调整至接近实际的锁合长度，可以使得在螺杆放置于所述连接孔后，只需将所述螺母微调便可实现所述螺栓连接牢固，大为提升了组装效率。

本实施例所述的组装方法中，尤为值得一提的是所述L型锁固杆的应用，当所述螺母与所述螺杆间的锁合完成后，将所述L 型锁固杆置放于所述通孔内，同时撑开所述锥形头部使其完全恢复弹性形变，从而使得所述锥形头部较佳的抵挡于所述连接孔处，从而达到较佳的连接紧固效果。

实施例三

本实施例为一种基于实施例二所述的螺栓连接结构的组装方法而提出的一种螺栓拆解方法。

请参照图10，为本实施例所述的组装方法图示，其具体包括以下步骤：

S′1拔除L形锁固杆，恢复所述螺杆弹性端的可弹性形变性能；

S′2继续紧固所述螺母，使所述螺杆弹性端呈弹性形变状态而通过所述连接孔，并与所述螺母一起自所述通孔脱出。

进一步的，在本实施例所述的螺栓连接结构的拆解方法中，为了更清楚地说明拆解技术要点及组装对应结构的关系，定义所述连接孔直径为A，所述螺杆上外螺纹直径为B，所述锥形头部大端直径为C，则本实施例所述的螺栓连接结构在与所述构件或构件组合组装且呈锁合后进行拆解过程中，所述螺杆通过所述通孔时，以上结构尺寸之间的关系为C<A>B。

可以理解的，通过本申请所述的螺栓连接结构组装及拆解方法的进一步说明可知，无论是组装操作过程中，所述螺母与所述螺杆初步套装后的组装操作，还是所述螺母进一步的紧固操作，以及在拆解过程中继续紧固螺母以使所述螺杆再次形变并自所述连接孔中与所述螺母一并拆解下来的操作，都是在所述构件或构件组合的同一侧进行的，无疑为本领域各类构件的组装连接提供了一种新的思路。

需要说明的是，本申请所列举的三个实施例之间应当相互参照结合进行理解。在本申请的较佳实施例中，其技术设计思路在于通过所述锁固杆灵活控制所述弹性端是否具备弹性形变性能，以及对于所述弹性形变性能的灵活应用；在其组装方法中，则通过预估锁合长度，到调整螺母至实际锁合长度两个步骤紧固锁合到位；在构件的组装及拆解方法中，所述锁固杆在构件组装后需要保持紧固连接时放置于所述通孔内确保其紧固连接的有效性，而在拆解的方法中则先行拔出，以恢复所述弹性端的弹性性能使得拆解更加简单。

本发明所述实施例仅仅列举了所述螺栓连接结构的一种结构形式，以及该结构形式在实际连接构件时的组装及拆解方法，显然，所述螺栓连接结构形式并不受限于以上实施例，在构件与构件间的连接件应用中，任何借鉴本申请所述螺栓连接结构所延伸的各类结构以及组装拆解方法，都可以理解为依据本发明的思路进行的变化及拓展，而应当归属于本申请的保护范畴。

Claims (7)

1.一种螺栓连接结构的组装方法，所述螺栓 连接结构包括一带有外螺纹的螺杆及一螺母，所述螺母套装于所述螺杆上，其特征在于：所述螺杆包括一锁紧端及一弹性端，所述螺母套装于所述锁紧端，所述弹性端的端部为一锥形头部，且所述锥形头部大端直径大于所述螺杆直径，同时所述锥形头部大端为一斜面，所述斜面朝向所述螺杆呈向上坡度且不大于20度，所述弹性端开设有一槽孔，所述槽孔沿所述弹性端径向贯穿，所述弹性端可朝向所述槽孔产生弹性形变，所述螺栓连接结构还包括一L型锁固杆，所述螺杆轴向正中心处还沿轴线开设有一通孔，所述锁固杆一端位于所述通孔内，其另一端外置于所述螺杆外侧以实现所述锁固杆的插拔；

所述螺丝连接结构的组装步骤为：

提供一待锁合的构件或构件组合，估测锁合长度；

将所述螺母自所述锁紧端套装于所述螺杆上进而连接在一起；同时调节所述螺母位置，使所述螺母与所述锥形头部之间的间距比所述估测锁合长度大2～5mm；

所述构件或构件组合上开设有一连接孔，通过所述弹性端的弹性形变将锥形头部一端插入并贯穿所述连接孔，同时所述锥形头部弹性恢复进而形成一挡位将螺杆止挡于所述连接孔处；

将所述L型锁固杆装入所述螺杆轴向正中心开设的所述通孔内，同时撑开所述锥形头部使其完全恢复弹性形变；

进一步调整螺母位置，通过所述锥形头部的挡位与所述螺母的紧固实现所述构件或构件组合的牢固连接。

2.如权利要求1所述的螺栓连接结构的组装方法，其螺丝连接结构的特征在于：所述弹性端为一圆台形，且与所述锁紧端相接处为所述圆台形的小端，所述通孔于所述弹性端处亦为一圆台形孔，从而所述弹性端壁厚均匀分布。

3.如权利要求2所述的螺栓连接结构的组装方法，其螺丝连接结构的特征在于：所述斜面与所述螺母之间的轴向距离为所述螺栓连接结构的锁合长度，调节所述螺母在所述螺杆上的位置可实现不同的锁合长度。

4.如权利要求3所述的螺栓连接结构的组装方法，其螺丝连接结构的特征在于：所述槽孔位于所述弹性端径向截面正中心处，且为十字型槽孔、一字型槽孔或星型槽孔。

5.如权利要求1至4任一项所述的螺栓连接结构的组装方法，其特征在于：定义所述连接孔直径为A，所述螺杆上外螺纹直径为B，所述锥形头部大端直径为C，则所述螺栓连接结构在组装且锁合所述构件或构件组合时为C>A>B。

6.一种螺栓连接结构的拆解方法，所述螺丝连接结构采用如权利要求5所述的组装方法进行组装，其拆解步骤为：

拔除L型 锁固杆，恢复所述螺杆弹性端的可弹性形变性能；

继续紧固所述螺母，使所述螺杆弹性端呈弹性形变状态而通过所述连接孔，并与所述螺母一起自所述通孔脱出。

7.如权利要求6所述的螺栓连接结构的拆解方法，其特征在于：定义所述连接孔直径为A，所述螺杆上外螺纹直径为B，所述锥形头部大端直径为C，则所述螺栓连接结构在拆解过程中通过所述通孔时为C<A>B。