CN108506305A - 可更换抗纵横向双向载荷的单面紧固螺栓 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了可更换抗纵横向双向载荷的单面紧固螺栓，包括螺栓杆及螺栓杆一端的螺栓头,所述螺栓杆上自螺栓头端开始依次穿设有开槽套筒、螺纹套筒和防松螺母；其中，所述螺栓头的直径大于所述开槽套筒近螺栓头端内径；所述开槽套筒近螺栓头端内径小于其另一端，所述开槽套筒远离螺栓头端设有多条轴向的裂槽，所述开槽套筒远螺栓头端内孔铣具有一定角度的斜面，所述螺纹套筒内设有与螺栓杆进行螺纹连接的螺纹孔，所述螺纹套筒一端为锥头型一端为肋板型，其中间依靠圆柱体形过渡。本发明能用于连接其中之一为遮蔽空间的两个构件的单面紧固螺栓，同时使螺栓具备承受纵横向动载荷的能力，而且可以拆卸、更换。

Description

可更换抗纵横向双向载荷的单面紧固螺栓
技术领域
本发明属于构件连接领域，具体涉及一种用于可以实现单边安装、单边拧紧功能的单面紧固螺栓。
背景技术
近年来，随着我国社会的不断发展，钢结构的应用需求越来越大，在高层住宅、大型体育场馆、桥梁、车站等等的建筑中都能看到它的身影。钢结构的连接常用方法有焊缝连接、螺栓连接或铆钉连接。
焊缝连接是现代钢结构最主要的连接方法，其优点是不削弱构件截面(不必钻孔)，构造简单，节约钢材，加工方便，易实现自动化操作，生产效率高，密封性能好；缺点是易使焊件产生焊接残余应力及残余变形，甚至可能造成裂纹，导致脆性破坏。铆钉连接的韧性和塑性都比较好，质量易于检查，但铆接比栓接费工，比焊接费料，只用于承受较大的动力荷载的大跨度钢结构。螺栓连接的优点是安装方便，受力性能好，便于拆卸，特别是动力载荷作用下不致松动，应用广泛。
螺栓紧固件一般由螺母、螺杆组成。安装时需要在一侧夹紧螺母或螺栓头，从另一侧用扳手拧紧螺栓头或螺母。这就要求被紧固物体两侧都能进行人工操作，但对于特殊应用场合，比如连接件一侧为遮蔽空间，普通螺栓的使用受到很大的限制。一般国内现有的螺栓在达到这一要求时需要先对封闭截面进行开孔，安装完成后再将孔补焊。这样做不仅增加了焊接工作量，而且现场安装非常不方便。因此对于一侧为遮蔽空间的构件连接提出了新的要求，需要一种能够很好实现单边操作构件连接的螺栓，即单面紧固螺栓。目前单面紧固螺栓一般不能拆卸、更换，限制了应用。
发明内容
本发明的目的是提供一种能用于连接其中之一为遮蔽空间的两个构件的单面紧固螺栓，同时使螺栓具备承受纵横向动载荷的能力，而且可以拆卸、更换。
为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了可更换抗纵横向双向载荷的单面紧固螺栓，包括螺栓杆及螺栓杆一端的螺栓头,所述螺栓杆上自螺栓头端开始依次穿设有开槽套筒、螺纹套筒和防松螺母；
其中，所述螺栓头的直径大于所述开槽套筒近螺栓头端内径；所述开槽套筒近螺栓头端内径小于其另一端，所述开槽套筒远离螺栓头端设有多条轴向的裂槽，所述开槽套筒远螺栓头端内孔铣具有一定角度的斜面，所述螺纹套筒内设有与螺栓杆进行螺纹连接的螺纹孔，所述螺纹套筒一端为锥头型一端为肋板型，其中间依靠圆柱体形过渡。
优选的是，所述螺栓杆采用高强度高韧性材料制成。
优选的是，所述螺栓杆在远离螺栓头的尾部侧铣为多边形，例如可以是四边形、六边形等。
优选的是，所述螺栓杆在远离螺栓头的一端开有内六角孔。
优选的是，所述开槽套筒远离螺栓头端均匀开设有四条轴向的裂槽，相邻裂槽的根部设置为半圆状过渡。
优选的是，所述裂槽的长度为套筒长度的30％～50％。
优选的是，所述开槽套筒远离螺栓头端内孔，铣有角度为65°—75°的斜面。
优选的是，所述螺栓杆与所述开槽套筒为间隙配合。
优选的是，所述螺栓杆在远离螺栓头的一端开有内螺纹孔。
优选的是，所述防松螺母靠近螺栓头的一端设有垫圈。
本发明至少包括以下有益效果：本发明通过在原来常规螺栓上增加开槽套筒、螺纹套筒等部件，螺栓杆放进孔之后，螺栓头端进入遮蔽区内，施工人员夹紧螺栓杆的尾端，同时用扳手拧紧螺纹套筒肋板端，通过螺纹套筒的锥头端和轴向力使开槽套筒撑开，从而压紧连接构件，完成螺栓单向连接。最后用扳手拧紧防松螺母，提高螺栓在冲击、振动等情况下防止产生自动脱松的能力。
本发明在不降低安装速度和节点强度的前提下，采用螺纹套筒与被连接件间隙配合，螺纹套筒能够抵抗较大横向载荷。由于开槽套筒远螺栓头端铣有一定角度的斜面，拧紧后螺纹套筒与被连接件形成面接触，增大开槽套筒与被连接件接触的受力面积，提高螺栓轴向承载的能力与稳定性。螺纹套筒与被连接件通过面接触，产生较大的摩擦力，能提高其抗剪切的能力。螺纹套筒与螺栓杆之间通过螺纹配合成一体，能够稳定的抵抗纵横双向载荷。
螺栓杆在螺栓头的另一端开有内六角孔，便于单面螺栓损坏失效后，卸除螺栓杆与开槽套筒，以实现单面螺栓更换。
本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
图1为本发明单面紧固螺栓的装配图；
图2为螺栓杆零件图；
图3为螺栓杆零件A-A剖视图；
图4为开槽套筒零件图；
图5为螺纹套筒零件图；
图6为单面螺栓组件最终安装连接状态三维示意图；
图7为单面螺栓组件最终安装连接状态实物图；
附图说明
1.螺栓杆，2.防松螺母，3.螺纹套筒，4.被连接构件，5.开槽套筒。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
在本发明的描述中，术语“横向”、“纵向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，并不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
实施例一：
图1～7所示了本发明单面紧固螺栓的一种实施方式，为解决单向装配问题，本发明采用的技术方案是：采用高强度螺栓1，包括螺栓杆及螺栓杆一端的螺栓头，螺栓杆1上自螺栓头端开始依次穿设有开槽套筒5、螺纹套筒3、防松螺母2。开槽套筒5与螺栓杆1间为间隙配合，而且开槽套筒5近螺栓头端内径小于另一端，开槽套筒5远离螺栓头端均匀开设有多条轴向的裂槽，在该端内孔铣有一定角度的斜面，该斜面可以是70°的斜面，螺纹套筒3内设有与螺栓杆1螺纹连接的螺纹孔，螺纹套筒3一端为锥头型一端为肋板型，中间依靠圆柱体形过渡(具体形状请参阅图4)。
具体操作时，螺栓头端先穿过待连接两个被连接构件上的孔之后，施工人员夹紧螺栓杆1的远螺栓头端，即螺栓杆的尾端，同时用扳手拧紧螺纹套肋板端，使得螺栓杆1与螺纹套筒3产生相对运动，螺栓杆1的不断运动挤压开槽套筒5，并且通过螺纹套筒3的锥头端和轴向力使开槽套筒5撑开，从而压紧连接构件，完成螺栓单向连接。由于开槽套筒5远螺栓头端内孔铣有一定角度的斜面，拧紧后压紧连接构件4与螺纹套筒3之间形成面接触，可以改善螺栓承载能力情况，提高连接的稳定性。最后用扳手拧紧防松螺母2，提高螺栓在冲击、振动等情况下防止产生自动脱松的能力。本发明单面螺栓组件安装连接状态见图5与图6。
以下结合具体操作方法进一步描述。首先按前所述的方式将本发明单面紧固螺栓的多个零部件组装完成，螺栓杆1上依次穿设有开槽套筒5、螺纹套筒3。此时螺纹套筒3与螺栓头之间应预留出超过开槽套筒5长度的距离。然后在需要连接的两连接构件上的相应位置开孔，其中一构件为封闭截面，比如工程建筑结构中常见的方钢管等封闭的管状结构。孔的尺寸应满足螺纹套筒3能够穿过，本发明设计的螺纹套筒3与被连接件4的孔小间隙配合，故孔的直径应略微大于螺纹套筒3圆柱体外径。
本发明的单面紧固螺栓的螺栓头端穿过两个待连接构件上的预留孔后，施工人员使用工具(例如扳手)夹紧螺栓杆1的远螺栓头端，同时用扳手拧紧螺纹套筒3肋板端，使得螺栓杆1与螺纹套筒3产生相对运动，螺栓杆1的不断轴向移动挤压开槽套筒5，并且通过螺纹套筒3的锥头端和轴向力使开槽套筒5撑开，从而压紧连接构件，完成螺栓单向连接。为提高螺栓的防松能力，最后用扳手拧紧防松螺母2。
实施例二：
本发明在螺栓杆1的远螺栓头端开有内六角孔。当出现开槽套筒5疲劳损坏时，可以内六角扳手将其更换。具体操作时，施工人员先用扳手将防松螺母2拧松，然后再用工具将螺纹套筒3肋板端夹紧固定。夹紧固定后，使用六角扳手朝顺时针旋转，此时螺栓杆1与六角扳手无相对运动，螺栓杆1逐渐往后退，当把螺栓杆1与螺纹套筒3完全分离时，螺栓杆1与开槽套筒5因自身重力而掉落。由于螺纹套筒3与被连接件4的孔小间隙配合，故可以较轻松的拆除螺纹套筒3。然后就再换上新的一组单面螺栓即可，具体操作就不做赘述。
综上所述，本发明单面紧固螺栓无需对被连接件开螺纹孔，通过在高强度螺栓杆上增设开槽套筒、螺纹套筒，先将螺栓头部放入孔之后，施工人员只需在可操作端一侧夹紧螺栓杆，用扳手拧紧螺纹套筒至开槽套筒撑开压紧被连接构件，完成螺栓的单面操作连接。而且螺栓杆的远螺栓头端开有内六角孔，可方便更换螺栓。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (10)

1.可更换抗纵横向双向载荷的单面紧固螺栓，包括螺栓杆及螺栓杆一端的螺栓头,其特征在于，所述螺栓杆上自螺栓头端开始依次穿设有开槽套筒、螺纹套筒和防松螺母；
其中，所述螺栓头的直径大于所述开槽套筒近螺栓头端内径；所述开槽套筒近螺栓头端内径小于其另一端，所述开槽套筒远离螺栓头端设有多条轴向的裂槽，所述开槽套筒远螺栓头端内孔铣具有一定角度的斜面，所述螺纹套筒内设有与螺栓杆进行螺纹连接的螺纹孔，所述螺纹套筒一端为锥头型一端为肋板型，其中间依靠圆柱体形过渡。
2.如权利要求1所述的可更换抗纵横向双向载荷的单面紧固螺栓，其特征在于，所述螺栓杆采用高强度高韧性材料制成。
3.如权利要求1所述的可更换抗纵横向双向载荷的单面紧固螺栓，其特征在于，所述螺栓杆在远离螺栓头的尾部侧铣为多边形。
4.如权利要求1所述的可更换抗纵横向双向载荷的单面紧固螺栓，其特征在于，所述螺栓杆在远离螺栓头的一端开有内六角孔。
5.如权利要求1所述的可更换抗纵横向双向载荷的单面紧固螺栓，其特征在于，所述开槽套筒远离螺栓头端均匀开设有四条轴向的裂槽，相邻裂槽的根部设置为半圆状过渡。
6.如权利要求1所述的可更换抗纵横向双向载荷的单面紧固螺栓，其特征在于，所述裂槽的长度为套筒长度的30％～50％。
7.如权利要求1所述的可更换抗纵横向双向载荷的单面紧固螺栓，其特征在于，所述开槽套筒远离螺栓头端内孔，铣有角度为65°—75°的斜面。
8.如权利要求1所述的可更换抗纵横向双向载荷的单面紧固螺栓，其特征在于，所述螺栓杆与所述开槽套筒为间隙配合。
9.如权利要求1所述的可更换抗纵横向双向载荷的单面紧固螺栓，其特征在于，所述螺栓杆在远离螺栓头的一端开有内螺纹孔。
10.如权利要求1所述的可更换抗纵横向双向载荷的单面紧固螺栓，其特征在于，所述防松螺母靠近螺栓头的一端设有垫圈。
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