CN111015566B - 一种板形弯折式分体单边螺栓紧固件安装工具 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种板形弯折式分体单边螺栓紧固件安装工具，用于安装单边螺栓紧固件，所述的单边螺栓紧固件包括圆头螺栓以及沿轴向依次套设于圆头螺栓上的变形收缩自回复分体式垫片、套筒、垫圈和螺母，该安装工具包括操作柄和设置于操作柄上的顶针，该安装工具还包括螺纹头，所述的螺纹头一端与操作柄的头部铰接，另一端用于固定连接圆头螺栓，所述的操作柄与螺纹头相互配合，使该安装工具处于直柄状态或弯折状态，与现有技术相比，本发明具有安装方便、适应性高等优点。

Description

一种板形弯折式分体单边螺栓紧固件安装工具

技术领域

本发明涉及土木建筑工程、机械装配技术领域，尤其是涉及一种板形弯折式分体单边螺栓紧固件安装工具。

背景技术

当前在土木建筑以及机械安装领域，对结构件连接紧固的安装需求量大。就目前普遍使用的螺栓而言，在对构件实施连接紧固作业时，工作人员需要同时在构件两侧作业，即在一侧插入带螺帽的螺栓，然后在另一侧用工具将螺母拧紧。这种连接紧固方法结构简单、操作方便、承载好，但仅适用于开口截面构件中，在某些特殊场合中，比如对封闭截面构件或不方便在另外一侧操作的构件进行连接紧固时，就无法使用这种常用的螺栓螺母连接紧固方法。比如：在钢管结构及钢管混凝土结构中，梁柱连接节点处，由于钢管柱为闭合截面，不能在两边进行操作，只能单侧连接安装，因此无法采用这种常用的螺栓螺母连接紧固法进行紧固安装。而目前国内市场上没有相应的单边螺栓产品，已公开的相关专利或是对螺栓杆削弱过多或是螺栓头受力点过少，国外市场已有类似产品，但上述既有专利或产品均难以在安装阶段对螺栓施加较大的预拉力以形成摩擦型螺栓连接接头，其承载的综合力学性能并不理想，在建筑结构抗震设计应用中受到很大限制。

专利申请公布号为CN 108571505A的中国专利公开了一种变形收缩自回复分体式单边螺栓紧固件及其安装工具，该申请公开中通过安装工具将圆头螺栓送入安装孔后继续通过顶针向内推入变形收缩自回复分体式垫片，但是该申请公开中的工具仍存在一些缺陷，安装时在安装孔内侧的轴向必要安装距离大于圆头螺栓长度与变形收缩自回复分体式垫片捏扁后的长度之和，在面对轴向距离有限的安装情况如较窄的方管连接时无法完成单边螺栓紧固件的安装，同时顶针位置不可改变又进一步限制了该安装工具的使用灵活性。

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板形弯折式分体单边螺栓紧固件安装工具，实现分体式单边螺栓紧固件的快速安装，面对狭小空间有良好的工作特性，并且顶针可根据需要进行移动和装拆，工具结构简单可靠，可重复使用。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种板形弯折式分体单边螺栓紧固件安装工具，用于安装单边螺栓紧固件，所述的单边螺栓紧固件包括圆头螺栓以及沿轴向依次套设于圆头螺栓上的变形收缩自回复分体式垫片、套筒、垫圈和螺母，该安装工具包括操作柄和设置于操作柄上的顶针，该安装工具还包括螺纹头，所述的螺纹头一端与操作柄的头部铰接，另一端用于固定连接圆头螺栓，所述的操作柄与螺纹头相互配合，使该安装工具处于直柄状态或弯折状态；

使用该安装工具时，变形收缩自回复分体式垫片、套筒、垫圈和螺母依次套设于操作柄上，圆头螺栓与螺纹头连接，安装工具处于直柄状态，推动操作柄将圆头螺栓送入安装孔后，改变安装工具状态使其处于弯折状态，用顶针抵住捏扁的变形收缩自回复分体式垫片，推动操作柄送入安装孔，在变形收缩自回复分体式垫片脱离安装孔后，回拉操作柄并改变安装工具状态使其处于直柄状态，套入套筒和垫圈，拧紧螺母，最后卸下螺纹头与圆头螺栓的连接。

该安装工具在弯折状态下推入捏扁的变形收缩自回复分体式垫片，使单边螺栓紧固件的最小轴向必要安装距离缩短到仅仅略大于圆头螺栓的长度，不再占用推入圆头螺栓之后占用的轴向距离，在紧凑安装条件下可以更好的完成分体式单边螺栓紧固件的安装。

进一步地，所述的螺纹头摆动时，其中心线与操作柄的中心线夹角的范围为0°～90°。

进一步地，所述的螺纹头与操作柄的一端开设连接槽，另一端开设与圆头螺栓适配的外螺纹，所述的连接槽的两侧壁上分别开设第一通孔，所述的操作柄的头部开设连通两侧面的第二通孔，所述的操作柄的头部设置于连接槽内，所述的螺纹头和操作柄通过轴销、第一通孔和第二通孔相互连接，所述的螺纹头以轴销为轴摆动。

更进一步地，所述的第一通孔偏离螺纹头的中心线设置于一侧，所述的第二通孔偏离操作柄的中心线设置于一侧。

更进一步地，所述的第一通孔中心线与连接槽槽底的距离等于第二通孔中心线与操作柄头部底端的距离，所述的操作柄头部开设第二通孔的一侧设置90°圆角，另一侧设置直角，所述的圆角的圆心与第二通孔重合，直径等于或小于第二通孔中心线与连接槽槽底的距离。

当该安装工具处于直柄状态推入圆头螺栓时，所述的操作柄头部设有圆角的一侧朝上，设有直角的一侧朝下，所述的连接槽槽底抵住直角，所述的螺纹头的中心线与操作柄的中心线夹角为0°；

当圆头螺栓完全推过安装孔时，180°翻转操作柄，所述的操作柄头部设有圆角的一侧朝下，设有直角的一侧朝上，所述的螺纹头连同圆头螺栓5以轴销为轴向下摆动，所述的连接槽槽底沿圆角移动直至抵住操作柄头部的底端，所述的螺纹头的中心线与操作柄的中心线夹角为90°，所述的安装工具处于弯折状态，然后通过顶针推入捏扁的变形收缩自回复分体式垫片；

当变形收缩自回复分体式垫片完全通过安装孔时，回拉操作柄完成变形收缩自回复分体式垫片的定位，180°翻转操作柄，所述的操作柄头部设有圆角的一侧朝上，设有直角的一侧朝下，所述的螺纹头连同圆头螺栓以轴销为轴向下摆动，所述的连接槽槽底沿圆角移动直至抵住直角，所述的螺纹头的中心线与操作柄的中心线夹角为0°，所述的安装工具处于直柄状态，继续回拉操作柄，并套入套筒和垫圈，拧紧螺母。

利用头部设置的圆角和直角以及第一通孔和第二通孔的位置，利用源头螺栓和螺纹头自身的重力，使得该安装工具只需通过翻转操作柄就可实现弯折状态和直柄状态的转换，使用方便简单。

进一步地，所述的顶针为圆柱体顶针，其顶部开设一字槽，底部开设外螺纹，所述的操作柄的中部依次开设多个与顶针底部的外螺纹相适配的螺纹孔，所述的顶针通过螺纹孔设置于操作柄上，顶针可根据安装需要，安装于不同的螺纹孔上，实现对顶针位置的调整。

更进一步地，所述的操作柄的中部在开设螺纹孔的端面形成向下的凹陷，使变形收缩自回复分体式垫片套设于该处时可以捏的更扁，从而便于通过更小的安装孔。

进一步地，所述的操作柄的尾部为圆滑过渡的手握部，所述的手握部的宽度大于操作柄的其他部分，便于握持操作。

进一步地，所述的操作柄截面为矩形，且头部、中部和尾部的厚度均相同，承重能力强且方便加工与生产。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1)本发明采用弯折式结构，在弯折状态下推入捏扁的变形收缩自回复分体式垫片，使分体式单边螺栓紧固件的最小轴向必要安装距离缩短到仅仅略大于圆头螺栓的长度，不再占用推入圆头螺栓之后占用的轴向距离，在紧凑安装条件下可以更好的完成分体式单边螺栓紧固件的安装，在部分情况下解决原有技术无法安装的问题；

2)本发明利用头部设置的圆角和直角以及第一通孔和第二通孔的位置，利用源头螺栓和螺纹头自身的重力，使得该安装工具只需通过翻转操作柄就可实现弯折状态和直柄状态的转换，仅比原技术的安装方法增加扭转操作柄的步骤，安装简单快速，适应建筑施工现场的安装效率及可靠性要求，有广泛的应用范围；

3)本发明通过在操作柄中部依次设置多个螺纹孔，使顶针可以根据现场情况安装于操作柄的不同位置，进行位置调整，进一步适应安装距离等不同情况的要求；

4)整体采用板形结构，截面为矩形，在结构强度上有着更好的承重能力，板形结构在达到设计的弯折性能时，铰接稳定旋转流畅，在加工制造上工序简单、精度要求低，成本低廉，适应于量产应用。

附图说明

图1为本发明中主要构件示意图；

图2本发明中螺纹头与操作柄的摆动范围示意图；

图3本发明中将圆头螺栓送入安装孔后，操作柄扭转前后的螺栓位置示意；

图4本发明中将变形收缩自回复分体式垫片送入安装孔时的示意图；

其中：1、螺纹头，2、操作柄，3、连接件，4、顶针，5、圆头螺栓，6、变形收缩自回复分体式垫片，7、套筒，8、垫圈，9、螺母，10、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。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。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的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本发明保护的范围。

实施例

如图1所示，本发明提供一种板形弯折式分体单边螺栓紧固件安装工具，包括螺纹头1、操作柄2、连接件3和顶针4，其中，操作柄2为板形结构且整体厚度一致，其外轮廓开设有工艺倒角，连接件3用于将螺纹头1与操作柄2的头部连接，螺纹头1与操作柄2的中心线的夹角在0°～90°间，可摆动弯折，以满足安装工具的直柄到弯折状态的变换。

本实施例中，如图2所示，螺纹头1整体为对称结构，其下部设有一圈外螺纹，上部开有连接槽，外螺纹尺寸参数与单边螺栓紧固件中圆头螺栓5尾部的螺纹相同，保证可与圆头螺栓5紧固连接，连接槽的宽度略大于操作柄2头部的厚度，其两侧壁为相互对称的平板，在两侧壁偏离中心线处分别开设第一通孔，供销轴穿过构成铰点。操作柄2的头部开设第二通孔，供销轴穿过构成铰点，第二通孔设置于操作柄2轴向中心线的下方，第二通孔中心线至操作柄2的头部底端的距离等于第一通孔中心线至连接槽槽底的距离，第一通孔与第二通孔的直径相同。操作柄2的头部下底面的折角为90°圆角，其圆心与第二通孔的圆心重合，直径等于或略小于第二通孔与连接槽槽底的距离，上顶面的折角为直角。

连接件3包括销轴、销轴用垫圈和开口销，销轴与第一通孔和第二通孔的直径相匹配，穿过第一通孔和第二通孔连接操作柄2和螺纹头1，销轴用垫圈和开口销与销轴匹配，分别设置于销轴的两端，保证销轴与螺纹头1连接槽两侧壁的外平面间隙足够小，且不会影响转动。

如图1所示，操作柄2的尾部为圆滑过渡的手握部，手握部宽度大于操作柄2的其他部分，便于握持。

如图1所示，操作柄2的中部的下底面与操作柄2的头部齐平，上顶面削去一定宽度形成凹陷，并在该凹陷面上依次均匀开设五个完全相同的螺纹孔，顶针4为圆柱体，下部设有外螺纹，螺纹参数与操作柄2中部的螺纹孔相同，上端面开有一字槽，便于紧固顶针螺纹。

本发明的板形弯折式分体单边螺栓紧固件安装工具使用方法如下：

安装前，首先根据夹紧长度选择对应的顶针4位置并拧紧固定好，使顶针4竖直朝下握持操作柄2，将变形收缩自回复分体式垫片6、套筒7、垫圈8和螺母9依次放置于组装好的安装工具上操作柄2处，将圆头螺栓5底部螺纹与安装工具的螺纹头1的外螺纹拧紧，变形收缩自回复分体式垫片6的凸台面向手持方向，安装工具处于直柄状态。

安装时，首先保持顶针4竖直朝下，在直柄状态下将圆头螺栓5送入安装孔10，然后将操作柄2扭转180°，此时顶针4向上，螺纹头1带动圆头螺栓5在重力的作用下下垂90°，安装工具处于弯折状态，再用顶针4将捏扁的变形收缩自回复分体式垫片6推入安装孔10中，变形收缩自回复分体式垫片6到达位置并恢复圆整后，回拉操作柄2至推入变形收缩自回复分体式垫片6前的位置，将操作柄2扭转180°，圆头螺栓5在重力作用下恢复水平位置，安装工具回到直柄状态，然后回拉操作柄2，使圆头螺栓5与变形收缩自回复分体式垫片6压紧，最后安装套筒7、垫圈8和螺母9，完成安装。

本实施例中，使用该安装工具的具体安装过程如下：

1、根据需要的夹紧长度，将顶针4紧固于操作柄2中部相应的螺纹孔处，并使顶针4竖直朝下握持操作柄2，安装工具处于直柄状态；

2、将变形收缩自回复分体式垫片6、套筒7、垫圈8和螺母9依次放置于组装好的操作柄2上，将圆头螺栓5底部螺纹与螺纹头1的外螺纹拧紧，变形收缩自回复分体式垫片6凸台面向手持方向；

3、在直柄状态下将圆头螺栓5送入安装孔10；

4、将操作柄2扭转180°，安装工具进入弯折状态，此时顶针4向上，圆头螺栓5在重力作用下下垂90°；

5、用顶针4将捏扁的变形收缩自回复分体式垫片6推入安装孔10中，垫片到达位置并恢复圆整后，回拉操作柄2至推入变形收缩自回复分体式垫片6前的位置；

6、将操作柄2扭转180°使圆头螺栓5在重力作用下恢复水平位置，安装工具回到直柄状态；

7、回拉操作柄2，使圆头螺栓5与变形收缩自回复分体式垫片6压紧；

8、根据技术要求安装套筒7、垫圈8和螺母9，完成安装。

这使分体式单边螺栓紧固件的最小轴向必要安装距离缩短到仅仅略大于圆头螺栓5的长度，不再占用推入圆头螺栓5之后占用的轴向距离。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的工作人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (6)

1.一种板形弯折式分体单边螺栓紧固件安装工具，用于安装单边螺栓紧固件，所述的单边螺栓紧固件包括圆头螺栓(5)以及沿轴向依次套设于圆头螺栓(5)上的变形收缩自回复分体式垫片(6)、套筒(7)、垫圈(8)和螺母(9)，该安装工具包括操作柄(2)和设置于操作柄(2)上的顶针(4)，其特征在于，该安装工具还包括螺纹头(1)，所述的螺纹头(1)的一端与操作柄(2)的头部铰接，另一端用于固定连接圆头螺栓(5)，所述的操作柄(2)与螺纹头(1)相互配合，使该安装工具处于直柄状态或弯折状态；

使用该安装工具时，变形收缩自回复分体式垫片(6)、套筒(7)、垫圈(8)和螺母(9)依次套设于操作柄(2)上，圆头螺栓(5)与螺纹头(1)连接且安装工具处于直柄状态，推动操作柄(2)将圆头螺栓(5)送入安装孔(10)后，改变安装工具状态使其处于弯折状态，用顶针(4)抵住捏扁的变形收缩自回复分体式垫片(6)，推动操作柄(2)送入安装孔(10)，在变形收缩自回复分体式垫片(6)脱离安装孔(10)后，回拉操作柄(2)并改变安装工具状态使其处于直柄状态，套入套筒(7)和垫圈(8)，拧紧螺母(9)，最后卸下螺纹头(1)与圆头螺栓(5)的连接；

所述的螺纹头(1)与操作柄(2)的一端开设连接槽，另一端开设与圆头螺栓(5)适配的外螺纹，所述的连接槽的两侧壁上分别开设第一通孔，所述的操作柄(2)的头部开设连通两侧面的第二通孔，所述的操作柄(2)的头部设置于连接槽内，所述的螺纹头(1)和操作柄(2)通过轴销、第一通孔和第二通孔相互连接，所述的螺纹头(1)以轴销为轴摆动；

所述的第一通孔偏离螺纹头(1)的中心线设置于一侧，所述的第二通孔偏离操作柄(2)的中心线设置于一侧；

所述的第一通孔中心线与连接槽槽底的距离等于第二通孔中心线与操作柄(2)头部底端的距离，所述的操作柄(2)头部开设第二通孔的一侧设置90°圆角，另一侧设置直角，所述的圆角的圆心与第二通孔的圆心重合，直径等于或小于第二通孔中心线与连接槽槽底的距离；

当该安装工具处于直柄状态推入圆头螺栓(5)时，所述的操作柄(2)头部设有圆角的一侧朝上，设有直角的一侧朝下，所述的连接槽槽底抵住直角，所述的螺纹头(1)的中心线与操作柄(2)的中心线夹角为0°；

当圆头螺栓(5)完全推过安装孔(10)时，180°翻转操作柄(2)，所述的操作柄(2)头部设有圆角的一侧朝下，设有直角的一侧朝上，所述的螺纹头(1)连同圆头螺栓(5)以轴销为轴向下摆动，所述的连接槽槽底沿圆角移动直至抵住操作柄(2)头部的底端，所述的螺纹头(1)的中心线与操作柄(2)的中心线夹角为90°，所述的安装工具处于弯折状态，然后通过顶针(4)推入捏扁的变形收缩自回复分体式垫片(6)；

当变形收缩自回复分体式垫片(6)完全通过安装孔(10)时，回拉操作柄(2)完成变形收缩自回复分体式垫片(6)的定位，180°翻转操作柄(2)，所述的操作柄(2)头部设有圆角的一侧朝上，设有直角的一侧朝下，所述的螺纹头(1)连同圆头螺栓(5)以轴销为轴向下摆动，所述的连接槽槽底沿圆角移动直至抵住直角，所述的螺纹头(1)的中心线与操作柄(2)的中心线夹角为0°，所述的安装工具处于直柄状态，继续回拉操作柄(2)，并套入套筒(7)和垫圈(8)，拧紧螺母(9)。

2.根据权利要求1所述的一种板形弯折式分体单边螺栓紧固件安装工具，其特征在于，所述的螺纹头(1)绕操作柄(2)的头部摆动时，其中心线与操作柄(2)的中心线夹角的范围为0°～90°。

3.根据权利要求1所述的一种板形弯折式分体单边螺栓紧固件安装工具，其特征在于，所述的顶针(4)为圆柱体顶针，其顶部开设一字槽，底部开设外螺纹，所述的操作柄(2)的中部依次开设多个与顶针(4)底部的外螺纹相适配的螺纹孔，所述的顶针(4)通过螺纹孔设置于操作柄(2)上。

4.根据权利要求3所述的一种板形弯折式分体单边螺栓紧固件安装工具，其特征在于，所述的操作柄(2)的中部在开设螺纹孔的端面形成向下的凹陷。

5.根据权利要求1所述的一种板形弯折式分体单边螺栓紧固件安装工具，其特征在于，所述的操作柄(2)的尾部为圆滑过渡的手握部，所述的手握部的宽度大于操作柄(2)的其他部分。

6.根据权利要求1所述的一种板形弯折式分体单边螺栓紧固件安装工具，其特征在于，所述的操作柄(2)截面为矩形，且头部、中部和尾部的厚度均相同。

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