CN109736325A - 一种可调向棘轮型自锁式活络接头 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可调向棘轮型自锁式活络接头，包括活动端、固定端及可调向棘轮机构；活动端主要包括：活动端法兰、活动端肋板、活动端钢管、活动端内嵌钢管、活动端翼板及齿条；活动端肋板设置在活动端法兰与活动端钢管之间，活动端翼板对称设置在活动端钢管两侧；固定端钢管一侧开口，活动端内嵌钢管嵌套于该侧，另一侧与固定端法兰同轴连接；固定端翼板对称设置在固定端钢管开口一端的两侧，与活动端翼板对应设置；棘轮与齿条咬合，齿条的移动可以带动棘轮的转动；调向把手在固定端钢管外部，连杆穿过固定端钢管及其内部的弹簧连接棘头与调向把手。该活络接头结构简便，没有多余配件，可以自锁，架设拆卸方便，并且可以同时承受压力及拉力。

Description

一种可调向棘轮型自锁式活络接头

技术领域

本发明涉及基坑内支护结构技术领域，尤其是涉及一种可调向棘轮型自锁式活络接头。

背景技术

在基坑工程中，钢管内支撑体系应用较为广泛。钢管内支撑体系由于施工需要，钢支撑要有一定的伸缩量便于安装及拆卸，同时能够施加预加轴力来抵抗基坑变形，那么起到伸缩功能和施加预应力的装置就是活络端。目前所使用的活络端操作复杂，安装时需要楔入钢楔，在击打过程中容易对钢支撑造成扰动，使支撑偏心。并且使用过程中钢楔容易松动，易造成预应力的消散。同时活络端只能承受压力不能承受拉力，在围护桩向远离基坑方向变形时容易造成钢支撑的坠落，诱发基坑事故。并且活络端的主要受力部件中肋板、钢楔等均暴露在外，易锈蚀，大大减少了活络端的使用寿命。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种可调向棘轮型自锁式活络接头，以解决现有技术中存在的活络接头装卸不便，钢楔易松动，活络接头只能承受压力，主要受力部件易锈蚀的技术问题。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明提供的一种可调向棘轮型自锁式活络接头，包括活动端、固定端及可调向棘轮机构；

所述活动端和固定端可以发生相对移动，可调向棘轮机构可以对活动端实现锁定及解除锁定。

所述活动端包括活动端法兰、活动端肋板、活动端钢管、活动端钢管封板、活动端内嵌钢管、内嵌钢管封板、活动端翼板、活动端翼板加劲肋与齿条；

所述固定端包括固定端钢管、固定端法兰、固定端肋板、固定端翼板与固定端翼板加劲肋；

所述可调向棘轮机构包括棘头、棘条、棘轮、棘头钢管、连杆、弹簧、调向把手、滚珠与轮轴；

进一步地，所述活动端法兰、活动端钢管、活动端内嵌钢管、齿条、固定端钢管与固定端法兰同轴设置。

该技术方案的技术效果在于：保证活络接头可以轴心受力，避免发生偏压或偏拉的情况。

进一步地，所述活动端法兰与活动端钢管连接处设有若干活动端肋板。

该技术方案的技术效果在于：增强活络接头的整体性，同时增加活动端法兰的承载能力及刚度，防止活动端法兰产生过大变形。

进一步地，所述活动端翼板对称设置在活动端钢管外壁接近活动端内嵌钢管一端的两侧；

所述活动端翼板与活动端钢管间设有活动端翼板加劲肋；

该技术方案的技术效果在于：活动端翼板用作千斤顶顶伸时使用，活动端翼板加劲肋能够有效的加强活动端翼板与活动端钢管的整体性，同时增强了活动端翼板的承载能力及刚度。

进一步地，活动端钢管的外径等于固定端钢管的外径。

该技术方案的技术效果在于：活络接头在完全回缩的情况下，活动端钢管与固定端钢管接触，且二者外径相同，利于外部的千斤顶对称加压，避免了不均匀的施加预应力，造成支撑偏心受力。且活络接头回缩后完全将活动端内嵌钢管、齿条、棘轮机构的主要受力构件包裹在固定端钢管内，使得活络接头无论在使用中还是闲置的情况下主要承力构件都不易锈蚀。

进一步地，所述活动端内嵌钢管外径等于固定的钢管的内径；

该技术方案的技术效果在于：活动端内嵌钢管完全沿着固定端钢管的轴向移动，避免活络接头侧向失稳。

进一步地，齿条与内嵌钢管封板同轴连接。

该技术方案的技术效果在于：齿条处于内嵌钢管封板的正中央位置，使得齿条距离每一组可调向棘论机构的距离是相等的，这样活络接头就不会偏心受力，可以发挥活络接头的全部承载性能。

进一步地，所述齿条在其远离内嵌钢管封板的一端设有一块边长大于齿条边长的钢板。

该技术方案的技术效果在于：避免活动端与固定端完全分离，起到限位作用。

进一步地，所述固定端法兰与固定端钢管同轴设置并在二者之间设有若干固定端肋板。

该技术方案的技术效果在于：同轴设置防止活络接头偏心受力，设置肋板可以保证固定端钢管与固定端法兰之间的连接强度，并能够防止固定端法兰发生过大的变形。

进一步地，所述固定端翼板对称设置在固定端钢管开口一端的两侧，与活动端翼板对应设置；

所述固定端翼板加劲肋设置在固定端翼板与固定端钢管之间。

该技术方案的技术效果在于：固定端翼板与活动端翼板共同用作千斤顶顶伸端板，二者对应设置可以使千斤顶能够同时均匀的施加预加轴力；设置固定端翼板加劲肋可以保证固定端翼板与固定端钢管之间的连接强度，并能够防止固定端翼板发生过大的变形。

进一步地，所述棘条一面是圆弧面一面是平直面。

该技术方案的技术效果在于：平直面可以对棘轮实现锁定，限制齿条的移动；圆弧面便于棘轮的正常旋转，利于齿条的移动。

进一步地，棘轮的每一齿的外边缘面均为半圆弧面。

该技术方案的技术效果在于：棘轮需要分别与棘条和齿条接触，外边缘面是半圆弧面利于平滑的接触，有利于齿条平顺的移动，同时有利于棘轮与棘条圆弧面接触时，棘轮平顺的将棘条和棘头压入棘头钢管内。

进一步地，棘条卡在棘轮凹槽内，棘轮与齿条相互咬合。

该技术方案的技术效果在于：齿条在移动时带动棘轮的旋转，而棘条一旦对棘轮锁定后，齿条也就被限制了移动，使得齿条、棘轮和棘条三者协同受力。

进一步地，所述棘头为圆柱形。

该技术方案的技术效果在于：便于通过旋转棘头来调整棘条方向。

进一步地，所述弹簧一侧接触固定端钢管内壁，一侧接触棘头，并处于被压缩状态；

所述连杆穿过固定端钢管及其内的弹簧连接外部的调向把手与内部的棘头。

该技术方案的技术效果在于：弹簧使棘条与棘轮紧密贴合，便于结构受力。同时，通过上提调向把手，将棘头与棘条完全回缩在棘头钢管内，然后旋转调向把手来带动棘头与棘条的旋转，完成活络接头的锁定或解除锁定。

本发明提供的一种可调向棘轮型自锁式活络接头，安装简便，达到预定伸缩量后活络接头可以自锁。拆卸便捷，拆卸时，只需将原先已经自锁的棘头旋转180°即可完成拆卸，大大减少了施工作业时间。并且0配件，整体性好，不会造成预应力的削减或消散。同时可调向棘轮型自锁式活络接头的主要受力构件齿条、棘头和棘条均位于固定端钢管内部，不易锈蚀，大大延长了活络接头的使用寿命。本发明提供的活络接头可以同时承受压力及拉力，因此可以适用于软土地层的首道支撑，拓宽了活络接头的适用范围。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例一、二提供的一种可调向棘轮型自锁式活络接头架设前的俯视结构示意图；

图2为本发明实施例一、二提供的一种可调向棘轮型自锁式活络接头架设前的侧视结构示意图；

图3为本发明实施例一、二提供的一种可调向棘轮型自锁式活络接头使用中的侧视结构示意图；

图4为本发明实施例一提供的一种可调向棘轮型自锁式活络接头使用中的俯视结构示意图；

图5为本发明实施例二提供的一种可调向棘轮型自锁式活络接头使用中的俯视结构示意图；

图6为本发明实施例一、二提供的一种可调向棘轮型自锁式活络接头拆卸时的俯视结构示意图；

图7为本发明实施例一、二提供的一种可调向棘轮型自锁式活络接头拆卸时的侧视结构示意图；

图8为本发明实施例一提供的一种可调向棘轮型自锁式活络接头1-1剖面图；

图9为本发明实施例一、二提供的一种可调向棘轮型自锁式活络接头的可调向棘轮机构详图；

图10为本发明实施例一、二提供的一种可调向棘轮型自锁式活络接头的活动端立体图

图11为本发明实施例一、二提供的一种可调向棘轮型自锁式活络接头的固定端立体图

图12为本发明实施例一、二提供的一种可调向棘轮型自锁式活络接头的可调向棘轮机构立体图。

附图标记：

100-活动端法兰； 101-活动端肋板； 102-活动端钢管；

103-活动端内嵌钢管； 104-齿条； 105-活动端翼板；

106-；活动端翼板加劲肋； 107-活动端钢管封板； 108-内嵌钢管封板；

200-固定端法兰； 201-固定端钢管； 202-固定端肋板；

203-固定端翼板； 204-固定端翼板加劲肋； 205-螺栓孔；

300-棘头； 301-棘条； 302-棘轮；

303-弹簧； 304-连杆； 305-调向把手；

306-棘头钢管； 307-滚珠； 308-轮轴；

400-千斤顶。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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，而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。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例一：

在本实施例的可选方案中，本实施例提供的一种可调向棘轮型自锁式活络接头，包括活动端、固定端及可调向棘轮机构。

在本实施例中，活络接头只能承受压力。

如图1所示，活动端包括活动端法兰100、活动端肋板101、活动端钢管102、活动端内嵌钢管103、齿条104、活动端翼板105、活动端翼板加劲肋106、活动端钢管封板107及内嵌钢管封板108；固定端包括固定端法兰200、固定端钢管201、固定端肋板202、固定端翼板203及固定端翼板加劲肋204；可调向棘轮机构包括棘头300、棘条301、棘轮302、弹簧303、连杆304、调向把手305、棘头钢管306、滚珠307及轮轴308。

在本实施例中，活动端法兰100、活动端钢管102、活动端钢管封板107、活动端内嵌钢管103、内嵌钢管封板108、齿条104、固定端钢管201及固定端法兰200必须同轴设置，这样活络接头不会偏心受力，能够发挥其全部承载性能。

在本实施例中，固定端翼板204及活动端翼板105对称且对应设置在活络接头两侧，这样千斤顶400可以同时均匀对称的施加预加轴力。

在本实施例中，齿条104的每一个侧面都对应一组可调向棘轮机构，对齿条104进行锁定，使活络接头轴心受力。

在本实施例中，如图1、2所示，架设前，此时的活络接头处于完全的回缩状态，所有棘条301的圆弧面朝向活络接头的顶伸方向即朝向活动端一侧，棘条301的平直面面朝向固定端一侧。在活动端翼板105及固定端翼板203之间放置千斤顶400，将千斤顶400对称放置在活络接头两侧，两侧千斤顶400开始同时均匀的加压，伴随着千斤顶400的顶伸，活动端开始向远离固定端的方向移动，在顶伸过程中，由于齿条104的向外移动会带动棘轮302的旋转，棘轮302的旋转会使得棘轮302外边缘的圆弧面与棘条301的圆弧面接触，这种接触是平滑的，也因此棘条301连带棘头300会在棘轮302的作用下被顶回棘头钢管306内，当棘轮302上的一齿旋转过棘条301位置后，棘轮302的凹槽出现在棘条301位置处，此时棘头300和棘条301会在弹簧302作用下弹出，棘条301卡入棘轮302凹槽，但是紧接着棘轮302的半圆弧面又会与棘条301的圆弧面接触，在棘轮302的作用下棘条301和棘头300又会慢慢被顶回棘头钢管305内，周而复始。但是却不会影响活动端平顺的顶伸。当达到预定的顶伸长度后，千斤顶400停止加压，并千斤顶400回油撤掉千斤顶400。此时由于基坑侧壁作用，活动端会试图向固定端方向移动，也就是说齿条104向固定端方向移动，这是与顶伸方向相反的，势必会造成棘轮302的反向转动，棘轮302反向转动时棘条301的平直面与棘轮302平直面接触，由此棘条301限制棘轮302的反向转动，也就限制了齿条104以及整个活动端向固定端的回缩，实现活络接头的自动锁定。

在本实施例中，如图3、4所示，使用中，棘条301一直保持对棘轮302的锁定，限制齿条104以及整个活络接头向基坑内方向回缩，从而达到为整跨钢支撑提供预加轴力的效果。

在本实施例中，如图6、7所示，拆卸时，当结构施作完成，需要拆卸活络接头。此时，只需要提起调向把手305，压缩弹簧303，使棘头300和棘条301完全回缩至棘头钢管306内，旋转调向把手(305)180°，此时棘条301在调向把手305的带动下也旋转180°，放松调向把手305后，棘条301在弹簧303作用下重新卡入齿条104凹槽，但此时棘条301的平直面朝向活动端。依次旋转每一个可调向棘轮机构，当最后一个棘轮机构旋转完成后，就解除了棘条301对棘轮302的锁定，也就解除了对齿条104的锁定，活动端便可平顺的向固定端方向滑动，直至活动端钢管102与固定端钢管201接触，就完成了活络接头的拆卸。

需要说明的是，在拆卸开始时可能由于基坑侧壁的作用，棘条301与棘轮302间相互作用力较大，不能轻易提起调向把手305进行旋转，此时可以使用一对千斤顶400在两侧翼板间对称施加一定的力，使棘条301与棘轮302间不再有相互作用力，然后进行后续的拆卸流程，直至完成。

需要说明的是，通过改变齿条104每一齿的厚度及齿间凹槽的宽度可以改变活络接头的使用精度，每一齿的厚度及齿间凹槽的宽度越小，活络接头伸长精度越高，反之越低。同时棘轮302每一齿的厚度要与齿条104的齿间凹槽的宽度相适应，棘条301厚度要与棘轮302的凹槽宽度相适应。

实施例二：

在本实施例中，活络接头可以同时承受拉力及压力。

在本实施例的可选方案中，部分区别于实施例一，在于，架设接近尾声时，千斤顶400达到预定顶伸长度后，不要立刻回油撤掉千斤顶400，而是保持千斤顶400不卸载留在原处，此时选择一组相对的可调向棘轮机构，提起调向把手305，旋转调向把手(305)180°，然后放松调向把手305。那么，此时有一半棘条301的平直面朝向活动端，限制了活动端的顶伸，另一半棘条301的平直面朝向固定端，限制了活络接头的回缩，此时可以撤掉千斤顶400，整个架设就完成了。使用过程如图3、5所示，两组棘条301平直面的朝向正好相反，使得活动端被完全限制，可以同时承受压力及拉力。拆卸时，如图6、7所示，与实施例一相同，只要调整调向把手304使得所有棘条301的平直面朝向活动端，就解除了棘条301对齿条104的锁定，活动端便可平顺的向固定端方向滑动，直至活动端钢管102与固定端钢管201接触，就完成了活络接头的拆卸。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种可调向棘轮型自锁式活络接头，其特征在于，包括活动端、固定端及可调向棘头机构；

所述活动端包括1个活动端法兰(100)，1个活动端钢管(102)，1个活动端内嵌钢管(103),1个齿条(104)，四者同轴连接，连接顺序依次为：活动端法兰(100)、活动端钢管(102)、活动端内嵌钢管(103)及齿条(104)；在活动端钢管(102)与活动端内嵌钢管(103)间设有一块圆形钢板——活动端钢管封板(107)，其直径等于活动端钢管外径；在活动端内嵌钢管(103)及齿条(104)之间设有内嵌钢管封板(108)，是一块圆形钢板，直径等于活动端内嵌钢管(103)外径；在活动端法兰(100)与活动端钢管(102)之间等间距设置若干活动端肋板(101)；在活动端钢管(102)外壁对称设置2个活动端翼板(105)，留作千斤顶(400)顶伸使用；活动端翼板(105)与活动端钢管(102)间设有活动端翼板加劲肋(106)；

所述固定端包括1个固定端法兰(200)、1个固定端钢管(201)，固定端法兰(200)与固定端钢管(201)同轴连接，且二者之间等间距设置若干固定端肋板(202)；在固定端钢管(201)开口一端外壁对称设置2个固定端翼板(203)，亦留作千斤顶(400)顶伸使用；在固定端翼板(203)与固定端钢管(201)之间设有固定端翼板加劲肋(204)；固定端法兰(200)上等间距设有若干螺栓孔(205)，便于与支撑杆件连接；

一组所述可调向棘轮机构包括1个棘头(300)、1个棘条(301)、1个棘轮(302)、1个弹簧(303)、1个连杆(304)、1个调向把手(305)、1个棘头钢管(306)、若干滚珠(307)及1个轮轴(308)；棘头(300)一端与棘条(301)连接另一端与连杆(304)连接；连杆(304)穿过固定端钢管(201)及钢管内的弹簧(303)连接固定端钢管(201)外部的调向把手(305)与内部的棘头(300)；棘头钢管(306)一端与固定端钢管(201)内壁焊接，另一端包裹着棘头(300)和弹簧(303)；棘头(300)和棘条(301)可以在棘头钢管(306)内沿垂直于固定端钢管(201)的方向移动；棘条(301)一面是平直面另一面是圆弧面；棘条(301)自然状态下与棘轮(302)接触并且卡在棘轮(302)的凹槽内，棘条(301)的圆弧面与棘轮(302)接触时，棘轮(302)通过压缩棘条(301)的圆弧面自由的单向转动，而棘轮(302)若反向转动则会被棘条(301)的平直面挡死，实现了棘条(301)对棘轮(302)的锁定；棘轮(302)另一端与齿条(104)咬合，齿条(104)的移动会带动棘轮(0302)的转动。

2.根据权利要求1所述的可调向棘轮型自锁式活络接头，其特征在于，所述活动端法兰(100)、活动端钢管(102)、活动端内嵌钢管(103)、齿条(104)、固定端钢管(201)及固定端法兰(200)同轴设置；

所述活动端钢管(102)外径与固定端钢管(201)外径相等，自然回缩的状态下二者正好对齐；

所述活动端内嵌钢管(103)外径与固定端钢管(201)内径相等，活动端内嵌钢管(103)正好完全内嵌在固定端钢管(201)内；

所述活动端法兰(100)与活动端钢管(102)之间设有若干活动端肋板(101)。

3.根据权利要求1所述的可调向棘轮型自锁式活络接头，其特征在于，所述活动端翼板(105)与活动端钢管(102)之间设有活动端翼板加劲肋(106)；

所述活动端内嵌钢管(103)的长度大于活动端的最大顶伸量，不小于40cm。

4.根据权利要求1所述的一种可调向棘轮型自锁式活络接头，其特征在于：所述齿条(104)在远离内嵌钢管封板(108)的一端连接了一块边长大于齿条(104)边长的正方形钢板；

所述齿条(104)与棘轮(302)互相咬合；

所述齿条(104)凹槽的深度要适中，便于棘轮(302)平顺的转动；

所述棘轮(302)内设有滚珠(307)，滚珠(307)包裹在轮轴(308)与棘轮(302)间；

所述轮轴(308)两端焊接在固定端钢管(201)壁上；

所述棘轮(302)一侧与齿条(104)咬合，另一侧与棘条(301)接触；

所述棘条(301)一面是圆弧面，另一面是平直面。

5.根据权利要求1所述的可调向棘轮型自锁式活络接头，其特征在于，所述棘头(300)是圆柱形，棘头(300)一侧连接棘条(300)，另一侧连接连杆(304)，并且在棘头(300)与固定端钢管(201)间设有弹簧(303)；

所述弹簧(303)一直处于压缩状态；

所述齿条(104)、棘头(300)、棘条(301)、棘轮(302)、弹簧(303)、棘头钢管(306)、滚珠(307)和轮轴(308)均位于固定端钢管(201)内部

所述连杆(304)穿过固定端钢管(201)和弹簧(303)连接棘头(300)和调向把手(305)；

所述连杆(305)垂直于固定端钢管(201)及齿条(104)设置；

所述调向把手(305)可以提起，带动棘头(300)和棘条(301)回缩至棘头钢管内(306)；

所述调向把手(305)在提起后旋转，并且带动棘头(300)和棘条(301)的旋转。

6.根据权利要求1所述的可调向棘轮型自锁式活络接头，其特征在于，所述棘头(300)直径等于棘头钢管(306)内径。

7.根据权利要求1所述的可调向棘轮型自锁式活络接头，其特征在于，所述弹簧(303)直径小于棘头钢管(306)内径。

8.根据权利要求1所述的可调向棘轮型自锁式活络接头，其特征在于，所述固定端钢管(201)与固定端法兰(200)间设有若干固定端肋板(202)。

9.根据权利要求1所述的可调向棘轮型自锁式活络接头，其特征在于，所述齿条(104)长度大于最大顶伸长度。

10.根据权利要求1所述的可调向棘轮型自锁式活络接头，其特征在于，所述棘轮(302)的每一齿的外边缘是半圆弧面；

所述棘条(301)长度等于齿条(104)边长。