CN108591213B - 增强摩擦自锁强度的新型膨胀螺栓 - Google Patents

Abstract

本发明公开了增强摩擦自锁强度的新型膨胀螺栓，包括膨胀螺丝、六角螺母、弹簧垫圈、大垫圈、金属套、反向支撑装置，所述膨胀螺丝的底部设置有膨胀螺栓挤压桩，所述金属套套在所述膨胀螺丝的外部，所述六角螺母、弹簧垫圈、大垫圈由上至下依次套接在所述膨胀螺丝的顶部；所述反向支撑装置包括反向支撑桩、反向螺纹、反向螺母和铰接装置。本发明通过设置反向支撑装置中的反向支撑桩，并在将膨胀螺丝向外旋出的过程中展开，从而提高了膨胀螺栓的固定强度，保证了膨胀螺栓的稳定性；本发明的铰接装置将反向支撑桩的压力分散至金属套上，而金属套上的孔洞通过金属套孔洞以下的金属套壁分担压力，从而能承受较大的压力，避免被轻易破坏。

Description

增强摩擦自锁强度的新型膨胀螺栓

技术领域

本发明涉及紧固件，具体涉及增强摩擦自锁强度的新型膨胀螺栓。

背景技术

膨胀螺栓，是将管路支/吊/托架或设备固定在墙上、楼板上、柱上所用的一种特殊螺纹连接件。使用时，须先用冲击电钻（锤）在固定体上钻出相应尺寸的孔，再把螺栓、胀管装入孔中，旋紧螺母即可使螺栓、胀管、安装件与固定体之间胀紧成为一体。

拧紧以后会膨胀的，螺栓尾部有一个大头，螺栓外面套一个比螺栓直径稍大的圆管子，尾部那部分有几道开口，当螺栓拧紧以后，大头的尾部就被带到开口的管子里面，把管子冲大，达到膨胀的目的，进而把螺栓固定在地面或墙壁上，达到生根的目的。

膨胀螺丝之固定原理：膨胀螺丝之固定乃是利用挈形斜度来促使膨胀产生摩擦握裹力，达到固定效果。螺钉一头是螺纹，一头有椎度。外面包一钢皮，铁皮圆筒一半有若干切口，把它们一起塞进墙上打好的洞里，然后锁螺母，螺母把螺钉往外拉，将椎度拉入钢皮圆筒，钢皮圆筒被涨开，于是紧紧固定在墙上，一般用于防护栏、雨蓬、空调等在水泥、砖等材料上的紧固。但它的固定并不十分可靠，如果载荷有较大震动，可能发生松脱，因此不推荐用于安装吊扇等。膨胀螺栓的原理是把膨胀螺栓打到地面或墙面上的孔中后，用扳手拧紧膨胀螺栓上的螺母，螺栓往外走，而外面的金属套却不动，于是，螺栓底下的大头就把金属套涨开，使其涨满整个孔，此时，膨胀螺栓就抽不出来了。膨胀螺栓多用于混凝土墙体，而膨胀螺栓的金属套在刚安装的时候会紧贴混凝土墙，但是混凝土随着时间推移会风化，膨胀螺栓与混凝土墙体之间的紧贴会降低，无法实现固定的作用，需要重新打孔更换或者舍弃原来的膨胀螺栓，安装更大直径的膨胀螺栓，不仅造成膨胀螺栓的浪费，还需要投入大量人力对入墙的膨胀螺栓进行定期检修和维护，造成了成本的提升。

发明内容

本发明为了解决上述问题，目的在于提供增强摩擦自锁强度的新型膨胀螺栓。

本发明通过下述技术方案实现：

增强摩擦自锁强度的新型膨胀螺栓，包括膨胀螺丝、六角螺母、弹簧垫圈、大垫圈、金属套、反向支撑装置，所述膨胀螺丝的底部设置有膨胀螺栓挤压桩，所述金属套套在所述膨胀螺丝的外部，所述六角螺母、弹簧垫圈、大垫圈由上至下依次套接在所述膨胀螺丝的顶部；所述反向支撑装置包括反向支撑桩、反向螺纹、反向螺母和铰接装置，所述反向支撑桩有多根，多根反向支撑桩均匀分布在所述金属套的中部，所述金属套的中部设置有多个空隙，空隙与反向支撑桩一一匹配；所述反向支撑桩的底端通过铰接装置连接在空隙的下端，所述反向支撑桩的顶端悬空；所述反向螺纹设置在靠近空隙下端的膨胀螺丝的表面，所述反向螺母连接在反向螺纹上；所述反向螺纹的旋转方向与六角螺母的螺纹的旋转方向相反；所述反向螺母在反向螺纹上移动使得反向螺母与反向支撑桩接触。

现有的膨胀螺栓的固定并不十分可靠，如果载荷有较大震动，可能发生松脱；由膨胀螺栓的工作过程能够轻易的得出膨胀螺栓的固定不可靠：先在墙体上打洞，将膨胀螺栓插入洞中，待金属套与洞壁相对稳固后，将膨胀螺丝向外旋转，促使膨胀螺丝的锥度挤入金属套中，迫使金属套向外伸展开，金属套伸展开后，金属套的边缘与洞壁接触，从而发挥固定的作用。从上述过程中可以明确得到，现有的膨胀螺栓仅仅依靠的是金属套的边缘进行固定，当洞壁风化，或者洞的载体发生振动，或者膨胀螺栓被人为晃动，膨胀螺栓就能轻易的被取出，失去固定的作用。

本发明在现有的膨胀螺栓的结构和使用方法的基础上进行加强，现在载体上打孔，待本发明在载体中相对稳定后，将膨胀螺丝向外旋出，本发明在膨胀螺丝的中部设置反向螺纹，在反向螺纹上加装反向螺母，在反向螺纹外侧的金属套上设置空隙，在空隙中设置反向支撑桩，反向支撑桩的底端与空隙的底端连接，反向支撑桩填充空隙；当膨胀螺丝在向外旋出的时候，由于反向螺纹的旋转方向与膨胀螺丝中六角螺母旋转方向相反，所以当膨胀螺丝向外旋出时，反向螺母逐渐与反向支撑桩的底部接触，当反向螺母受到反向支撑桩的阻力后，反向螺母与反向支撑桩之间形成静摩擦，此时，膨胀螺丝继续转动，而反向螺母在静摩擦的驱使下相对于反向支撑桩静止，而相对于反向螺纹却在向上转动，随着反向螺母在膨胀螺丝上移动距离的增加，反向螺母与反向支撑桩之间的压力会逐步增加；反向支撑桩的底部收到向上的压力，而反向支撑桩与金属套之间铰接，反向支撑桩的顶部悬空，则反向支撑桩就会绕着底部连接处转动，反向支撑桩的顶部向外展开，反向支撑桩相对于膨胀螺丝倾斜；膨胀螺丝的向外旋转带来了两个变化，一个变化是金属套下端的金属套开口槽被撑开，金属套的下边缘展开并与洞壁接触；另一个变化就是，反向支撑桩向外撑开，反向支撑桩的顶部与洞壁接触，由于反向支撑桩的朝向与膨胀螺栓脱离的朝向相反，这样就能使得膨胀螺栓更好的被固定在载体中；就算载体是容易风化或者产生形变的物体，只要改变膨胀螺丝向外旋出的程度从而改变反向支撑桩张开的程度，就能够根据载体洞壁的变形而更好的固定在载体的洞壁中了。

进一步地，反向支撑桩的中轴线与金属套的中轴线平行。反向支撑桩的中轴线与金属套的中轴线平行，就能保证反向支撑桩的压力无分散。

进一步地，铰接装置包括铰接柱和定位柱，在空隙的底端、在空隙的两侧各设置有一个孔洞，在反向支撑桩的底部设置有一个穿孔，所述铰接柱穿过空隙两侧的孔洞以及反向支撑桩的穿孔；所述定位柱有两根，两根定位柱分别设置在铰接柱的两端。

常见的铰接装置虽然方便，但是在铰接处的强度不高，在较大压力下很容易破坏，本发明利用金属套是圆筒状的特点，在空隙两侧的金属套上设置孔洞，再在反向支撑桩的底部设置穿孔，将铰接柱依次穿过金属套上的一个孔洞、反向支撑桩的底部的穿孔以及金属套上的另一个孔洞，让反向支撑桩绕着铰接柱转动；这个铰接装置将反向支撑桩的压力分散至金属套上，而金属套上的孔洞通过金属套孔洞以下的金属套壁分担压力，从而能承受较大的压力，避免被轻易破坏；铰接柱两端的定位柱是为了避免铰接柱的滑落。

进一步地，反向支撑装置设置有多个，多个反向支撑装置均匀分布在膨胀螺栓挤压桩与大垫圈之间。在膨胀螺栓挤压桩与大垫圈之间均匀分布多个反向支撑装置，当反向支撑装置中的反向支撑桩长度在可行范围内越短，数量越多，本发明就固定的越稳定。

进一步地，反向螺母为上小下大的圆台状，所述反向支撑桩与所述反向螺母接触的表面和反向螺母的表面相适应。反向支撑桩与反向螺母通过斜面接触，可以增加反向支撑桩与反向螺母接触的稳定性，同时也能更好的控制反向支撑桩的展开角度。

进一步地，反向支撑桩的顶部为楔形。反向支撑桩的顶部设置为楔形，减小反向支撑桩顶部与洞壁的接触面，增大压强，让反省支撑桩尽可能的嵌入洞壁中，进一步提高固定的稳定性。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

1、本发明通过设置反向支撑装置中的反向支撑桩，并在将膨胀螺丝向外旋出的过程中展开，从而提高了膨胀螺栓的固定强度，保证了膨胀螺栓的稳定性；

2、本发明的铰接装置将反向支撑桩的压力分散至金属套上，而金属套上的孔洞通过金属套孔洞以下的金属套壁分担压力，从而能承受较大的压力，避免被轻易破坏。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：

图1为本发明外部结构示意图；

图2为本发明内部未使用时的结构示意图；

图3为本发明反向支撑装置的结构示意图；

图4为本发明内部使用时的结构示意图；

图5为本发明外部俯视结构示意图；

图6为本发明多组空隙的外部结构示意图；

图7为本发明多组反向支撑装置的内部结构示意图。

附图中标记及对应的零部件名称：

1-膨胀螺丝，2-六角螺母，3-弹簧垫圈，4-大垫圈，5-金属套，6-反向支撑装置，7-金属套开口槽，8-膨胀螺栓挤压桩，61-反向支撑桩，62-反向螺纹，63-反向螺母，64-铰接柱，65-定位柱。

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明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

实施例1

如图1至图5所示，增强摩擦自锁强度的新型膨胀螺栓，包括膨胀螺丝1、六角螺母2、弹簧垫圈3、大垫圈4、金属套5、反向支撑装置6，所述膨胀螺丝1的底部设置有膨胀螺栓挤压桩8，所述金属套5套在所述膨胀螺丝1的外部，所述六角螺母2、弹簧垫圈3、大垫圈4由上至下依次套接在所述膨胀螺丝1的顶部；所述反向支撑装置6包括反向支撑桩61、反向螺纹62、反向螺母63和铰接装置，所述反向支撑桩61有多根，多根反向支撑桩61均匀分布在所述金属套5的中部，所述金属套5的中部设置有多个空隙，空隙与反向支撑桩61一一匹配；所述反向支撑桩61的底端通过铰接装置连接在空隙的下端，所述反向支撑桩61的顶端悬空；所述反向螺纹62设置在靠近空隙下端的膨胀螺丝1的表面，所述反向螺母63连接在反向螺纹62上；所述反向螺纹62的旋转方向与六角螺母2的螺纹的旋转方向相反；所述反向螺母63在反向螺纹62上移动使得反向螺母63与反向支撑桩61接触。

反向支撑桩61的中轴线与金属套5的中轴线平行。

铰接装置包括铰接柱64和定位柱65，在空隙的底端、在空隙的两侧各设置有一个孔洞，在反向支撑桩61的底部设置有一个穿孔，所述铰接柱64穿过空隙两侧的孔洞以及反向支撑桩61的穿孔；所述定位柱65有两根，两根定位柱65分别设置在铰接柱64的两端。

反向螺母63为上小下大的圆台状，所述反向支撑桩61与所述反向螺母63接触的表面和反向螺母63的表面相适应。反向支撑桩61的顶部为楔形。

本发明相对于现有技术中的膨胀螺栓，本发明能承受的向外的拉力至少是同材质同类型的膨胀螺栓所能承受的拉力的50倍。

实施例2

如图1至图7所示，增强摩擦自锁强度的新型膨胀螺栓，包括膨胀螺丝1、六角螺母2、弹簧垫圈3、大垫圈4、金属套5、反向支撑装置6，所述膨胀螺丝1的底部设置有膨胀螺栓挤压桩8，所述金属套5套在所述膨胀螺丝1的外部，所述六角螺母2、弹簧垫圈3、大垫圈4由上至下依次套接在所述膨胀螺丝1的顶部；所述反向支撑装置6包括反向支撑桩61、反向螺纹62、反向螺母63和铰接装置，所述反向支撑桩61有多根，多根反向支撑桩61均匀分布在所述金属套5的中部，所述金属套5的中部设置有多个空隙，空隙与反向支撑桩61一一匹配；所述反向支撑桩61的底端通过铰接装置连接在空隙的下端，所述反向支撑桩61的顶端悬空；所述反向螺纹62设置在靠近空隙下端的膨胀螺丝1的表面，所述反向螺母63连接在反向螺纹62上；所述反向螺纹62的旋转方向与六角螺母2的螺纹的旋转方向相反；所述反向螺母63在反向螺纹62上移动使得反向螺母63与反向支撑桩61接触。

反向支撑桩61的中轴线与金属套5的中轴线平行。

铰接装置包括铰接柱64和定位柱65，在空隙的底端、在空隙的两侧各设置有一个孔洞，在反向支撑桩61的底部设置有一个穿孔，所述铰接柱64穿过空隙两侧的孔洞以及反向支撑桩61的穿孔；所述定位柱65有两根，两根定位柱65分别设置在铰接柱64的两端。

反向支撑装置6设置有多个，多个反向支撑装置6均匀分布在膨胀螺栓挤压桩8与大垫圈4之间。

反向螺母63为上小下大的圆台状，所述反向支撑桩61与所述反向螺母63接触的表面和反向螺母63的表面相适应。

反向支撑桩61的顶部为楔形。

而每增加一个反向支撑装置6，能承受的拉力又能翻倍，即设置一个反向支撑装置6能承受的拉力是现有技术膨胀螺栓承受拉力的50倍左右，设置两个个反向支撑装置6能承受的拉力是现有技术膨胀螺栓承受拉力的100倍左右，以此类推，而每个膨胀螺栓本身在保证固定性能的前提下最多设置四个反向装置6。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.增强摩擦自锁强度的新型膨胀螺栓，其特征在于，包括膨胀螺丝（1）、六角螺母（2）、弹簧垫圈（3）、大垫圈（4）、金属套（5）、反向支撑装置（6），所述膨胀螺丝（1）的底部设置有膨胀螺栓挤压桩（8），所述金属套（5）套在所述膨胀螺丝（1）的外部，所述六角螺母（2）、弹簧垫圈（3）、大垫圈（4）由上至下依次套接在所述膨胀螺丝（1）的顶部；所述反向支撑装置（6）包括反向支撑桩（61）、反向螺纹（62）、反向螺母（63）和铰接装置，所述反向支撑桩（61）有多根，多根反向支撑桩（61）均匀分布在所述金属套（5）的中部，所述金属套（5）的中部设置有多个空隙，空隙与反向支撑桩（61）一一匹配；所述反向支撑桩（61）的底端通过铰接装置连接在空隙的下端，所述反向支撑桩（61）的顶端悬空；所述反向螺纹（62）设置在靠近空隙下端的膨胀螺丝（1）的表面，所述反向螺母（63）连接在反向螺纹（62）上；所述反向螺纹（62）的旋转方向与六角螺母（2）的螺纹的旋转方向相反；所述反向螺母（63）在反向螺纹（62）上移动使得反向螺母（63）与反向支撑桩（61）接触。

2.根据权利要求1所述的增强摩擦自锁强度的新型膨胀螺栓，其特征在于，所述反向支撑桩（61）的中轴线与金属套（5）的中轴线平行。

3.根据权利要求1所述的增强摩擦自锁强度的新型膨胀螺栓，其特征在于，所述铰接装置包括铰接柱（64）和定位柱（65），在空隙的底端、在空隙的两侧各设置有一个孔洞，在反向支撑桩（61）的底部设置有一个穿孔，所述铰接柱（64）穿过空隙两侧的孔洞以及反向支撑桩（61）的穿孔；所述定位柱（65）有两根，两根定位柱（65）分别设置在铰接柱（64）的两端。

4.根据权利要求1所述的增强摩擦自锁强度的新型膨胀螺栓，其特征在于，所述反向支撑装置（6）设置有多个，多个反向支撑装置（6）均匀分布在膨胀螺栓挤压桩（8）与大垫圈（4）之间。

5.根据权利要求1所述的增强摩擦自锁强度的新型膨胀螺栓，其特征在于，所述反向螺母（63）为上小下大的圆台状，所述反向支撑桩（61）与所述反向螺母（63）接触的表面和反向螺母（63）的表面相适应。

6.根据权利要求1所述的增强摩擦自锁强度的新型膨胀螺栓，其特征在于，所述反向支撑桩（61）的顶部为楔形。