CN110900519A - 一种分段式分体连接单边螺栓紧固件及其安装工具 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种分段式分体连接单边螺栓紧固件及其安装工具,紧固件包括分体连接式螺栓以及套设在分体连接式螺栓上的分体垫片、套筒、垫圈和螺母,其中,分体垫片为变形收缩自回复式分体垫片,分体垫片安装有能够嵌入连接件安装孔的垫片凸台,分体连接式螺栓包括可拆卸连接的螺栓头和螺柱,安装工具包括手柄、操作杆以及沿轴向套设在操作杆上的推拉装置,推拉装置可沿操作杆轴向滑动、且可沿操作杆径向旋转。与现有技术相比,本发明采用分体连接式螺栓,安装便捷、连接安全可靠,在不改变螺柱横截面积的前提下,保证了螺栓的力学性能,此外,利用垫片凸台结合推拉装置,为分体垫片和连接件安装孔提供了良好的对中性,进一步保证了连接可靠性。

Description

一种分段式分体连接单边螺栓紧固件及其安装工具
技术领域
本发明涉及单边螺栓技术领域,尤其是涉及一种分段式分体连接单边螺栓紧固件及其安装工具。
背景技术
传统的螺栓在对构件进行紧固作业时,需要在构件两侧进行操作,即一侧安装螺栓、另一侧拧紧螺母,这种方式仅适用于开口截面构件,对于封闭截面构件进行紧固作业时,则无法采用两侧操作的方式。单边螺栓作为一种新型紧固件,能够实现单侧安装、单侧拧紧功能,且不需要额外加工安装孔,能在不破坏构件其他部位的前提下,完成螺栓连接,具有很大的应用前景。
然而目前单边螺栓由于螺栓杆过短以及螺栓头受力点少的原因,不能适用于连接件内部空间狭小的情况;在安装阶段由于无法对螺栓施加较大的预拉力,导致不能形成摩擦型螺栓连接接头,也就不能承载较大的负荷,不利用工程应用。中国专利CN108547844A公开了一种分段式单边螺栓紧固件,其利用分段式螺栓,使用时依次将螺栓头分段螺柱以及螺栓尾分段螺柱进行安装。该紧固件虽然能够在连接件内部空间狭小的场合进行安装,但在安装过程中,分体式垫片穿越安装孔后无法保证与安装孔的良好对中性,此外,其螺杆内部设有连接螺纹,改变了螺柱的横截面积,大大削弱了螺栓的力学性能。
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分段式分体连接单边螺栓紧固件及其安装工具。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现:一种分段式分体连接单边螺栓紧固件,包括分体连接式螺栓以及沿分体连接式螺栓的轴向依次套设在分体连接式螺栓上的分体垫片、套筒、垫圈和螺母,所述分体垫片为变形收缩自回复式分体垫片,所述分体连接式螺栓包括可拆卸连接的螺栓头和螺柱,所述螺柱外表面的两端分别设有连接螺纹,以分别连接螺栓头和螺母,所述螺栓头的内壁设有与螺柱一端连接螺纹配合的安装螺纹。
进一步地,所述分体垫片包括多个沿周向依次首尾相连的垫片单体,所述多个垫片单体外部套设有橡胶圈,所述多个垫片单体内部分别对应地安装有垫片凸台,所述多个垫片凸台相互卡合连接后与连接件安装孔相配合。分体垫片受力后变形收缩,以穿过尺寸较小的连接件安装孔,在橡胶圈弹力作用下自回复为原状,同时垫片凸台嵌入连接件安装孔,以实现连接紧固的目的。
一种用于分段式分体连接单边螺栓紧固件的安装工具,包括手柄以及与手柄连接的操作杆,所述操作杆上可拆卸地套设有推拉装置,所述推拉装置可沿操作杆轴向滑动、且可沿操作杆径向旋转,所述操作杆的一端与螺栓头相连接。
进一步地,所述操作杆为圆柱形操作杆,所述操作杆两端分别设有连接螺纹,以分别连接手柄和螺栓头,所述螺栓头顶部的中心位置开设有螺纹孔。
进一步地,所述螺柱轴心位置开设有用于穿过操作杆的通孔,所述通孔的直径大于操作杆横截面的直径。
进一步地,所述推拉装置包括顶针、连接架和操作台,所述顶针位于连接架顶部的一端,所述操作台位于连接架顶部的另一端,所述连接架可拆卸地套设在操作杆上,所述连接架可沿操作杆轴向滑动、且可沿操作杆径向旋转。
进一步地,所述连接架的底部设有弹性包角,以实现连接架与操作杆之间的安装和拆卸,并防止连接架从操作杆上脱落。
进一步地,所述螺栓头内壁安装螺纹旋向与螺栓头顶部螺纹孔的螺纹旋向相反。
进一步地,所述推拉装置采用丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料。
在使用紧固件时,将螺母、垫圈、套筒、螺柱、分体式垫片依次套设在操作杆上,利用手柄进行限位,将螺栓头连接至操作杆的末端;推动手柄,螺栓头随之移动,待螺栓头穿过连接件安装孔后,移动推拉装置将受力变形后的分体垫片共同从连接件安装孔的外侧穿入内侧,脱离安装孔壁后,分体垫片在橡胶圈的弹力作用下回复原状,但在重力作用下将悬挂套在操作杆上;此时将推拉装置向下旋转180度,使操作杆与分体垫片的垫片凸台内壁相接触,再向上旋转180度,利用推拉装置的顶针将分体垫片顶回恰当位置,以提供与安装孔的良好对中性;之后拉开弹性包角,以将推拉装置从操作杆上取下,回拉操作杆,使分体垫片的垫片凸台嵌入连接件安装孔、螺栓头将分体垫片紧压在连接件表面,将螺柱旋入螺栓头,再将套筒、垫圈、螺母套入螺柱的尾部,拧紧螺母,最后卸下操作杆,即完成单边螺栓紧固件的安装。
与现有技术相比,本发明具有以下优点:
一、本发明基于变形收缩自回复分体垫片,使用分体连接式螺栓代替传统的高强度螺栓,结合设有推拉装置的安装工具,在连接件内部空间狭小的情况下,能够快速精确地进行单边螺栓紧固件的固定安装,此外,在设置分体连接式螺栓时,将连接螺纹设于螺柱的外表面,没有改变螺柱的横截面积,保证了良好的力学性能。
二、本发明通过设置与连接件安装孔相配合的垫片凸台,同时利用可滑动和可翻转的推拉装置,能够为穿过安装孔的分体垫片提供良好的对中性,有利于紧固连接的可靠性。
附图说明
图1为本发明中紧固件及安装工具的结构示意图;
图2为本发明中螺栓头的结构示意图;
图3为本发明中螺柱的结构示意图;
图4为本发明中推拉装置的结构示意图;
图5为本发明中分体垫片的结构示意图;
图6为本发明中紧固件安装时,推动手柄使螺栓头穿过连接件安装孔的结构示意图;
图7为本发明中紧固件安装时,移动推拉装置使分体垫片穿过连接件安装孔的结构示意图;
图8为本发明中紧固件安装时,已经通过连接件安装孔的分体垫片在重力作用下悬挂套在操作杆上,并将推拉装置向下旋转180度使操作杆与垫片凸台内壁接触的结构示意图;
图9为本发明中紧固件安装时,将推拉装置向上旋转180度使分体垫片顶回与安装孔对中位置的结构示意图;
图10为本发明中紧固件安装时,垫片凸台嵌入连接件安装孔、螺栓头将分体垫片紧压在连接件表面,并且取下推拉装置后的结构示意图;
图11为本发明中紧固件安装完成时的结构示意图;
图中标记说明:1—手柄、2—操作杆、3—推拉装置、3a—顶针、3b—连接架、3c—操作台、3d—弹性包角、4a—套筒、4b—垫圈、4c—螺母、5—分体垫片、5a—垫片单体、5b—橡胶圈、5c—垫片凸台、6a—螺栓头、6b—螺柱、6c—螺栓头的安装螺纹、6d—螺栓头的螺纹孔、6e—螺柱的连接螺纹、6f—螺柱的轴心通孔、7—连接件、7a—连接件安装孔。
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。
如图1所示的一种分段式分体连接单边螺栓紧固件及其安装工具,紧固件包括分体连接式螺栓以及沿轴向依次套设在分体连接式螺栓上的分体垫片5、套筒4a、垫圈4b和螺母4c,套筒在安装过程中能起到支撑及提高螺栓对中性的作用,垫圈能用来保护被连接件的表面不受螺母擦伤,分散螺母对被连接件的压力,增大安装的可靠度与牢固性。分体连接式螺栓包括可拆卸连接的螺栓头6a以及螺柱6b,安装工具包括手柄1、操作杆2以及沿轴向套设在操作杆2上的推拉装置3。
如图2和图3所示,螺栓头6a的安装螺纹6c设于螺栓头6a的内壁,用于与螺柱6b的连接螺纹6e进行配合固定,螺栓头6a的螺纹孔6d设于螺栓头6a顶部中心位置,用于与操作杆2进行配合固定,螺柱6b的连接螺纹6e分别设于螺柱两端,以分别与螺栓头6a及螺母4c进行配合固定,操作杆2横截面为圆形,两端均设有连接螺纹,可分别与螺栓头以及手柄进行配合固定,螺柱6b轴心处设有用于穿过操作杆2的通孔6f,通孔6f的直径大于操作杆2的横截面直径。
如图4所示,推拉装置3能够沿操作杆2轴向滑动、且能够沿操作杆2径向旋转,推拉装置3由顶针3a、连接架3b、操作台3c和弹性包角3d组成,使用时可先沿轴向套设在操作杆2上,弹性包角3d将防止推拉装置3从操作杆2上脱落,在旋入螺柱6b前,可从弹性包角3d处将推拉装置3与操作杆2进行分离。整个推拉装置采用耐化学腐蚀、耐热、并有一定的表面硬度以及具有高弹性和韧性的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料。
如图5所示,分体垫片5包括多个沿周向依次首尾相连的垫片单体5a,多个垫片单体5a外部套设有橡胶圈5b,多个垫片单体5a内部分别对应地安装有垫片凸台5c,多个垫片凸台5c相互卡合连接后与连接件安装孔相配合。分体垫片5受力后变形收缩,从而能够穿过尺寸较小的连接件安装孔,在橡胶圈5b弹力作用下自回复为原状,同时垫片凸台5c嵌入连接件安装孔,以实现连接紧固的目的。
本实施例利用上述单边螺栓紧固件对连接件7进行紧固安装的具体过程如下:
1、将螺母4c、垫圈4b、套筒4a、螺柱6b、推拉装置3、分体垫片5依次套设在操作杆2上,利用手柄1进行限位,螺栓头6a通过其顶部中心的螺纹孔6d与操作杆2的一端进行连接;
2、如图6所示,推动手柄1,螺栓头6a随之移动,并通过连接件安装孔7a;
3、如图7所示,移动推拉装置3,使其将已经受力变形后的分体垫片5顶入连接件安装孔7a,脱离安装孔壁后,分体垫片5在橡胶圈5b的弹力作用下回复原状,但在重力作用下将悬挂套在操作杆2上,此时将推拉装置3向下旋转180度使操作杆2与分体垫片5的垫片凸台5c内壁接触,如图8所示。
4、如图9所示,将推拉装置3向上旋转180度,利用顶针3a将分体垫片5顶回恰当位置,以提供与连接件安装孔7a的良好对中性。
5、如图10所示,回拉操作杆2,使分体垫片5上与连接件7配合的凸台5c嵌入连接件安装孔7a,并使得螺栓头6a将分体垫片5紧压在连接件7表面;
6、将螺柱6b旋入螺栓头6a,再将套筒4a、垫圈4b、螺母4c套入螺柱6b的尾部,拧紧螺母4c,最后卸下操作杆2,即完成单边螺栓紧固件的安装,如图11所示。
综上所述,本发明基于变形收缩自回复分体式单边螺栓紧固件的结构,使用分体连接式螺栓代替了传统螺栓,从而实现了在连接件内部空间狭小的情况下快速精确的单边螺栓紧固件的固定安装,且力学性能好、安装便捷、连接安全可靠,解决了现有技术中由于连接件内部安装空间狭小并且无法保证螺栓力学性能而无法顺利安装单边螺栓紧固件的问题;
本发明在设置分体连接式螺栓时,连接螺纹设于螺柱的外径处,没有改变螺柱的横截面积,保证了良好的力学性能;
本发明在使用时,通过移动推拉装置将分体垫片从连接件安装孔一侧推入另一侧,而没有采用固定顶针推动手柄的方式,大大减小了连接件内部需要预留的空间,使得适应性更好;
本发明设置的手柄增加了操作人员的舒适度,同时可预先将螺母、垫圈、套筒、螺柱按照安装顺序依次套设于操作杆上并用手柄进行限位,防止出现安装好螺栓头和分体垫片后还需要寻找螺柱、套筒、垫圈和螺母的情况,操作更加规范;
本发明设置的推拉装置可沿操作杆轴向滑动和径向旋转,并设有弹性包角,可防止推拉装置从操作杆上脱落,并且可从弹性包角处方便地取下推拉装置,利用推拉装置能够为已经穿过安装孔的分体垫片与连接件安装孔提供良好的对中性,整体尺寸较小、重量轻、方便携带,能反复利用;
本发明对于现场安装环境及安装工人的要求较低,提高了建筑及工业现场安装的效率,环境适应性良好,便于在建筑及工业现场进行批量化作业。

Claims (9)

1.一种分段式分体连接单边螺栓紧固件,其特征在于,包括分体连接式螺栓以及沿分体连接式螺栓的轴向依次套设在分体连接式螺栓上的分体垫片(5)、套筒(4a)、垫圈(4b)和螺母(4c),所述分体垫片(5)为变形收缩自回复式分体垫片,所述分体连接式螺栓包括可拆卸连接的螺栓头(6a)和螺柱(6b),所述螺柱(6b)外表面的两端分别设有连接螺纹(6e),以分别连接螺栓头(6a)和螺母(4c),所述螺栓头(6a)的内壁设有与螺柱(6b)一端连接螺纹(6e)配合的安装螺纹(6c)。
2.根据权利要求1所述的一种分段式分体连接单边螺栓紧固件,其特征在于,所述分体垫片(5)包括多个沿周向依次首尾相连的垫片单体(5a),所述多个垫片单体(5a)外部套设有橡胶圈(5b),所述多个垫片单体(5a)内部分别对应地安装有垫片凸台(5c),所述多个垫片凸台(5c)相互卡合连接后与连接件安装孔(7a)相配合。分体垫片(5)受力后变形收缩,以穿过尺寸较小的连接件安装孔(7a),在橡胶圈(5b)弹力作用下自回复为原状,同时垫片凸台(5c)嵌入连接件安装孔(7a),以实现连接紧固的目的。
3.一种用于如权利要求1至2任一所述的分段式分体连接单边螺栓紧固件的安装工具,其特征在于,包括手柄(1)以及与手柄(1)连接的操作杆(2),所述操作杆(2)上可拆卸地套设有推拉装置(3),所述推拉装置(3)可沿操作杆(2)轴向滑动、且可沿操作杆(2)径向旋转,所述操作杆(2)的一端与螺栓头(6a)相连接。
4.根据权利要求3所述的一种用于分段式分体连接单边螺栓紧固件的安装工具,其特征在于,所述操作杆(2)为圆柱形操作杆(2),所述操作杆(2)两端分别设有连接螺纹(6e),以分别连接手柄(1)和螺栓头(6a),所述螺栓头(6a)顶部的中心位置开设有螺纹孔(6d)。
5.根据权利要求4所述的一种用于分段式分体连接单边螺栓紧固件的安装工具,其特征在于,所述螺柱(6b)轴心位置开设有用于穿过操作杆(2)的通孔(6f),所述通孔(6f)的直径大于操作杆(2)横截面的直径。
6.根据权利要求3所述的一种用于分段式分体连接单边螺栓紧固件的安装工具,其特征在于,所述推拉装置(3)包括顶针(3a)、连接架(3b)和操作台(3c),所述顶针(3a)位于连接架(3b)顶部的一端,所述操作台(3c)位于连接架(3b)顶部的另一端,所述连接架(3b)可拆卸地套设在操作杆(2)上,所述连接架(3b)可沿操作杆(2)轴向滑动、且可沿操作杆(2)径向旋转。
7.根据权利要求6所述的一种用于分段式分体连接单边螺栓紧固件的安装工具,其特征在于,所述连接架(3b)的底部设有弹性包角(3d),以实现连接架(3b)与操作杆(2)之间的安装和拆卸,并防止连接架(3b)从操作杆(2)上脱落。
8.根据权利要求4所述的一种用于分段式分体连接单边螺栓紧固件的安装工具,其特征在于,所述螺栓头(6a)内壁安装螺纹(6c)旋向与螺栓头(6a)顶部螺纹孔(6d)的螺纹旋向相反。
9.根据权利要求3所述的一种用于分段式分体连接单边螺栓紧固件的安装工具,其特征在于,所述推拉装置(3)采用丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料。
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